Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, WIL, Politechnika Krakowska, Ćwiczenie 5 1/4
—————————————————————————————————————————————

Nazwisko Imię:

Rok

akademicki:

Grupa:

M E C H A N I K A G R U N T Ó W – L A B O R A T O R I U M . Ć W I C Z E N I E 5

Temat :

Cechy mechaniczne gruntów. Podstawowe pojęcia.

Ściśliwość gruntów. Edometryczny moduł ściśliwości.
Kapilarność bierna. PN-60/B-04493
Oznaczanie i opis.

1. Terminy i podstawowe definicje

1.1 Cechy mechaniczne gruntów
Wytrzymałość na ściskanie - R

c

- jest to stosunek siły niszczącej P

max

otrzymanej przy

jednoosiowym ściskaniu próbki gruntu skalistego do pola poprzecznego próbki
prostopadłego:

A

P

R

c

max

=

, [MPa, kPa]

Współczynnik anizotropii - K – jest to:

Współczynnik parcia bocznego -K

o

- jest to:

Moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu –E

o

- jest to stosunek przyrostu

efektywnego naprężenia normalnego

do przyrostu całkowitego odkształcenia

względnego

Δε

mierzonego w kierunku działania

(jednoosiowy stan naprężeń):

'

n

σ

Δ

'

n

σ

Δ

ε

σ

Δ

Δ

=

'

0

n

E

, [MPa, kPa]

Moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia gruntu –E- jest to:

Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej) – M

o

- jest to:

Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, WIL, Politechnika Krakowska, Ćwiczenie 5 2/4
—————————————————————————————————————————————

Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej) – M- jest to:

Współczynnik ściśliwości – a

i

– jest to:

Wskaźnik skonsolidowania –

β

– jest to:

Wskaźnik ściśliwości – C

c

- jest to:

Wytrzymałość na ścinanie -

τ

f

- jest to największe naprężenia ścinające przejmowane przez

grunt w danych warunkach. Po przekroczeniu wytrzymałości na ścinanie następuje poślizg
pewnej części gruntu w stosunku do pozostałej.
Na przykład:

τ

f

=

σ

tg

φ

u

+ c

u

[MPa, kPa]

Wskaźnik osiadania zapadowego - i

mp

- jest to:

Wskaźnik pęcznienia –

ε

p

- jest to względna zmiana objętości próbki gruntu w warunkach

nasycenia wodą:

'

'

''

V

V

V

p

−

=

ε

, [%]

W przypadku jednoosiowego pęcznienia

ε

p

oblicz się z wyrażenia:

'

'

''

h

h

h

p

−

=

ε

, [%]

Ciśnienie pęcznienia – P

C

- jest to:

Ściśliwość – jest to zdolność gruntu do zmniejszania objętości pod wpływem przyłożonego
obciążenia. Jest ona wynikiem takich zjawisk jak:

a) usuwanie z gruntu wody wolnej i kapilarnej,
b) przesuwanie się ziaren i cząstek gruntu względem siebie i zajmowanie przez nie

bardziej statecznego położenia,

c) usuwanie z gruntu pęcherzyków powietrza,
d) zgniatanie niektórych ziaren gruntu,
e) sprężyste odkształcenie powłoki wody błonkowej,
f) sprężyste odkształcenie ziarn i cząstek gruntu,
g) zmniejszenie objętości powietrza zamkniętego w porach gruntu.

Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, WIL, Politechnika Krakowska, Ćwiczenie 5 3/4
—————————————————————————————————————————————

Odkształcenia gruntu powstałe pod wpływem obciążenia można podzielić na:
- odkształcenie trwałe, nieodwracalne (plastyczne),
- odkształcenie sprężyste (odwracalne).

Miarą ściśliwości jest m.in. moduł ściśliwości (w badaniach edometrycznych; moduł
ściśliwości pierwotnej E

o

i wtórnej E, w badaniach terenowych najczęściej moduł

podatności gruntu- moduł ściśliwości właściwej E

s

Polowe metody wyznaczania ściśliwości gruntu to:





1.2 Kapilarność bierna H

kb

jest to maksymalna wysokość, na jakiej utrzymuje się woda

wypełniająca całkowicie pory gruntu ponad poziomem swobodnego zwierciadła wody
gruntowej przy jego obniżaniu.

W normie przyjmuje się, że kapilarność bierna gruntu jest równa wielkości podciśnienia,
mierzonego w centymetrach słupa wody, przy którym przebija się powietrze przez próbkę
gruntu podczas jej badania w sposób ustalony normą.

2. Wykonanie ćwiczenia

2.1 Badanie ściśliwości gruntu w edometrze (metoda normowa wg PN-88/B-04481) .

2.1.1 Opisać zasadę wykonania pomiaru



















2.1.2 Opracowanie wyników

a. Oznaczenia pomocnicze zapisać w załączniku,
b. Sporządzić wykresy h = f( σ) i e = f(σ)
c. Obliczyć moduły edometryczne w poszczególnych zakresach naprężeń (wg poniższej
tabeli) – uwzględnić w danych odkształcenia własne edometru,

Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem, WIL, Politechnika Krakowska, Ćwiczenie 5 4/4
—————————————————————————————————————————————

Obliczenie modułów edometrycznych Tabela 1

M

Zakres naprężeń

σ

[kPa]

Δσ

[kPa]

Δ

h

[mm]

odkształcenie

własne edometru

[mm]

h

i-1

[mm]

Moduł Wartość

modułu

[kPa]

0 ÷ 100

200

M

o

100÷10 190

10÷100 190

M

100÷200 100

M

o

200÷400 200

M

o

d. Obliczyć współczynnik ściśliwości a oraz współczynnik ściśliwości objętościowej w
zakresie naprężeń 100÷200 kPa

2.2 Oznaczanie kapilarności biernej

(metoda normowa wg PN-60/B-04493)

Wykonanie badania polega na:


















Obliczenie wyników