Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

w Suwałkach

Instytut Politechniczny

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Temat ćwiczenia:

Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntu niespoistego

Numer ćwiczenia: 5

Laboratorium z przedmiotu:

Mechanika gruntów

Studia stacjonarne

Kod: BS5093

Suwałki 2013

1

1. WPROWADZENIE - DEFINICJE

1.1. Stopniem zagęszczenia

I

D

nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach

naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu. Służy do
określania stanów gruntów niespoistych. Obliczany jest według wzoru:

)

(

)

(

e

e

e

e

I

min

d

max

d

d

min

d

d

max

d

min

max

max

D

ρ

−

ρ

ρ

ρ

−

ρ

ρ

=

−

−

=

, -

gdzie:

e

max

- wskaźnik porowatości maksymalnej, przy najluźniejszym ułożeniu ziaren:

e

s

d

d

max

min

min

=

−

ρ

ρ

ρ

, -

ρ

d

st

t

m

m

V

min

=

−

, g/cm

3

,

gdzie:

ρ

s

- gęstość właściwa szkieletu gruntowego, g/cm

3

,

ρ

d min

- minimalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm

3

,

m

st

- masa cylindra z gruntem luźno usypanym, g,

m

t

- masa pustego cylindra, g.

V - objętość cylindra, cm

3

,

e

min

- wskaźnik porowatości minimalnej, przy najściślejszym ułożeniu ziaren:

e

s

d

d

min

max

max

=

−

ρ

ρ

ρ

, -

ρ

d

st

t

m

m

V

V

max

=

−

− ∆

, g/cm

3

,

ρ

d max

- maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm

3

,

∆

V

- zmniejszenie się objętości gruntu w cylindrze po wibrowaniu widełkami, cm

3

,

e - wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym w terenie,

ρ

d

- gęstość objętościowa szkieletu gruntu w stanie naturalnym w terenie, g/cm

3

.

1.2. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

ρ

d

:

def.

ρ

d

s

m

V

=

, g/cm

3

, oblicza się ze wzoru:

ρ

ρ

d

w

=

+

100

100

, g/cm

3

gdzie:

m

s

- masa szkieletu gruntowego w próbce, g,

ρ

- gęstość objętościowa gruntu, g/cm

3

V - objętość całej próbki, cm

3

, w -

wilgotność gruntu, %.

1.3.

Stan, w jakim znajduje się grunt niespoisty w podłożu określa się na podstawie stopnia

zagęszczenia według Tabeli 1:

Tabela 1. Stany gruntów niespoistych według PN-88/B-04481

STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA

Symbol

STAN GRUNTU NIESPOISTEGO

I

D

≤

0,33

ln

luźny

0,33

<

I

D

≤

0,67

szg

ś

rednio zagęszczony

0,67

<

I

D

≤

0,80

zg

zagęszczony

I

D

>

0,80

bzg

bardzo zagęszczony

2

Tabela 2. Stany gruntów niespoistych według PN-EN ISO 14688-2

2. CEL i ZAKRES

Ć

WICZENIA LABORATORYJNEGO

Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 jest opanowanie umiejętności określania stanu

gruntów niespoistych w podłożu naturalnym na podstawie stopnia zagęszczenia, obliczonego
z wykorzystaniem zbadanych parametrów geotechnicznych.
Oznaczanie wskaźnika porowatości (e) wykonuje się dla próbek NNS wszystkich rodzajów
gruntów.
Oznaczanie wskaźników porowatości

e

max

i

e

min

(oraz obliczanie stopnia zagęszczenia I

D

)

wykonuje się dla gruntów niespoistych, gdy zawartość części organicznych

I

om

〈2%

oraz

zawierających nie więcej niż 5% frakcji o ziarnach 2-5 mm i nie zawierających ziaren
większych niż 5 mm.

3. METODYKA BADA

Ń

ρ

ρ

d

d

max

min

,

- według PN-88/B-04481 p-t 5.2.7.

4. WYMAGANIA BHP

- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym.

5. SPRAWOZDANIE STUDENCKIE

3

5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

W ćwiczeniu laboratoryjnym nr 5 badane są parametry geotechniczne gruntu

niespoistego, potrzebne do obliczenia stopnia zagęszczenia i do określenia stanu gruntu
niespoistego.
5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji eksperymentu
- należy zaplanować i wypisać kolejność czynności oraz symbol wyniku, otrzymanego z danej
czynności.
5.3. Zestawienie wyników badań

5.3.1. Parametry geotechniczne gruntu naturalnego:

Badanie makroskopowe rodzaju gruntu niespoistego...............................................................

ρ

=

...................................g/cm

3

na podstawie badań gruntu w terenie (należy założyć

w

=

...................................% samodzielnie na podstawie PN-81/B-03020 , Tab.1),

ρ

s

=

..................................g/cm

3

przyjąć według PN-81/B-3020, Tab.1,

ρ

d

=

...................................g/cm

3

wartość obliczona dla gruntu w stanie naturalnym

e = ....................................,-

5.3.2. Badania laboratoryjne

Wyniki badań próbki pobranej w terenie i wysuszonej:

WSKAŹNIK POROWATOŚCI MAKSYMALNEJ

wymiary cylindra

wys. wewn. h [cm]:
...........

ś

red.wewn. D [cm]:

.........

grub.tłoczka h

2

[cm]:

............

objętość cylindra

V

[cm

3

]

masa cylindra

m

t

[ g ]

masa cylindra z gr. luźno usypanym

m

st

[ g ]

masa szkieletu gruntowego

m

s

=m

st

-m

t

[ g ]

ρ

d min

m

s

/V

[ g/cm

3

]

końcowe wyniki:

ρ

d min

[ g/cm

3

]

e

max

[ - ]

WSKAŹNIK POROWATOŚCI MINIMALNEJ

masa cylindra z gr. do zagęszczenia

m

st

[ g ]

masa szkieletu gruntowego

m

s

=m

st

-m

t

[ g ]

zmniejszenie wysokości próbki po
zagęszczeniu

∆

h *

[cm]

objętość gruntu w cylindrze

V-

∆

V

[cm

3

]

ρ

d max

m

V

V

s

/ (

)

− ∆

[g/cm

3

]

końcowe wyniki:

ρ

d max

[g/cm

3

]

e

min

[ - ]

STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA

I

D

[ - ]

* h

p

- odległość mierzona suwmiarką od krawędzi cylindra do górnej powierzchni tłoczka,

4

[cm], h

2

- wysokość tłoczka, [cm].

Rys.1. Sposób pomiaru

∆

h

5.4. Wnioski
5.4.1. Narysować schemat cylindra z gruntem po zagęszczeniu, zaznaczyć mierzoną wielkość
h

p

.

5.4.2. Na podstawie wartości stopnia zagęszczenia

I

D

określić stan gruntu niespoistego

według Tabeli 1.

6. LITERATURA

PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.

PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia
statyczne i projektowanie.
Myślińska E.: Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
1992.
Pisarczyk S., Rymsza B.: Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Wydawnictwa
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1988.
Steckiewicz R., Karska Z.: Laboratorium z mechaniki gruntów. Wydawnictwa Politechniki Białostockiej,
Białystok1981.