KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 1
1. Nazwy i kryteria podziału gruntów budowlanych.
Grunt budowlany - część skorupy ziemskiej współdziałającej z obiektem budowlanym,
stanowiącą jego element lub służącą jako tworzywo do wykonania z niego budowli ziemnych.
Grunty rodzime - znajdujące się w miejscu zalegania w wyniku naturalnych procesów
geologicznych.
Grunt nasypowy - grunt naturalny lub antropogeniczny powstały w wyniku działalności
człowieka np. na wysypiskach, zwałowiskach, zbiornikach osadowych, budowlach ziemnych.
Grunty budowlane
(ze względu na pochodzenie)
grunty rodzime grunty nasypowe
skaliste nieskaliste nieskaliste nasypy nasypy
mineralne organiczne budowlane niekontrolowane
Grunty nieskaliste  mineralne
(ze względu na uziarnienie)
Kamieniste Gruboziarniste Drobnoziarniste
" Wietrzelina " Żwir " Niespoiste
" Wietrzelina gliniasta " Żwir gliniasty " Spoiste
" Rumosz pospółka
" Rumosz gliniasty " Pospółka gliniasta
" Otoczaki
Grunty niespoiste
(klasyfikacja według uziarnienia)
piasek gruby piasek średni piasek drobny piasek pylasty
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 2
Grunty spoiste
Ze względu na uziarnienie: Ze względu na stopień plastyczności:
" Piasek gliniasty a) Zwarte:
" Pył piaszczysty " Zwarte
" Pył " Półzwarte
" Glina piaszczysta b) Plastyczne:
" Glina " Twardoplastyczne
" Glina pylasta " Plastyczne
" Glina piaszczysta zwięzła " Miękkoplastyczne
" Glina zwięzła c) Płynne:
" Glina pylasta zwięzła " Płynne
" Ił piaszczysty
" Ił
2. Frakcja gruntowa. Wymienić i scharakteryzować. Średnica zastępcza dla ziaren i cząstek.
Frakcja - zbiór ziaren lub cząstek grunty o średnicach zastępczych zawartych w określonym
przedziale.
Średnica zastępcza dla ziaren  średnica oczka sita, przez które ziarno już nie przechodzi.
Nazwa frakcji symbol Zakres średnic zastępczych
Kamienista fk d > 40
Żwirowa fż 2 < d < 40
Piaskowa fp 0,005 < d < 2
Pyłowa 0,002 < d < 0,005
fĄ
Iłowa d < 0,002
fi
3. Analiza sitowa. Po co stosujemy, przebieg badania, jakie dane możemy uzyskać po jej
przeprowadzeniu?
Metodę analizy sitowej stosuje się do określenia składu granulometrycznego piasku
drobnego, grubego, pospółki i żwiru. Do analizy sitowej stosuje się komplet czystych i
suchych sit składający się z 9 sit o wymiarach boków oczek kwadratowych 40, 253, 10, 2.0,
1.0, 0.5, 0.25, 0.10, 0.71, 0.63. Przesiew gruntu dokonuje się na wstrząsarce mechanicznej.
Sita są ułożone w taki sposób aby najwyżej znalazło się sito o największych wymiarach
oczek, a pod nim kolejno o coraz mniejszych oczkach. Tak przygotowany zestaw sit ustawia
się na wstrząsarce, umocowuje w uchwytach, wsypuje się na górne sito próbkę gruntu
przeznaczonego do oznaczenia, przykrywa górne sito szczelnym wieczkiem i uruchamia
wstrząsarkę na okres 5 min. Następnie sprawdza się stopień rozdzielenia frakcji. Zawartość
poszczególnych frakcji oblicza się według wzoru:
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 3
mi
zi = �"100%
m
s
mi  masa frakcji gruntu pozostałej na sicie [g]
ms  masa szkieletu gruntowego [g]
Skład granulometryczny gruntu przedstawia się przeważnie w postaci krzywej uziarnienia.
Krzywą uziarnienia nanosimy na wykres, na którym rzędne stanowią średnicę cząstek, a
odcięte  procentową zawartość cząstek.
4. W jaki sposób badamy wilgotność i gęstość objętościową gruntów? Jak obliczamy
porowatość i wskaz
nik porowatości?
Wilgotność naturalna gruntu - stosunek masy wody zawartej w badanej próbce do masy jej
szkieletu gruntowego, wyrażony w procentach.
Badanie wilgotności wykonuje się w celu oznaczenia stopnia plastyczności i stopnia
wilgotności gruntu, oraz  jako badanie dodatkowe przy określaniu np. granicy skurczalności,
ściśliwości itp. Do oznaczenia przygotowuje się dwie próbki gruntu o wilgotności naturalnej.
Umieszczamy je w uprzednio zważonych parowniczkach i ważymy wraz z nimi, następnie
poddajemy suszeniu w temperaturze 105 - 110�C. Następnie schładzamy. Po wysuszeniu
próbki do stałej masy ważymy ją. Wilgotność próbki oblicza się w procentach według wzoru:
mm -ms
w = �"100%
m
s
mm - masa badanej próbki wilgotnej [g]
ms - masa próbki wysuszonej [g], (masa szkieletu gruntowego)
Wilgotność całkowita - stan gruntu, przy którym wszystkie pory gruntu wypełnione są wodą.
mw n�"V�" w 100 �" e
wr = =
ms s =
s
mw - masa wody wypełniająca całkowicie pory gruntu [g]
ms - masa szkieletu gruntowego [g]
n - porowatość
V  objętość próbki gruntu [cm3]
- gęstość wody w porach gruntu [g/cm3]
w
- gęstość szkieletu gruntowego [g/cm3]
s
e  wskaz
nik porowatości
Stopień wilgotności gruntu - stosunek objętości wody zawartej w gruncie do objętości
porów.
Vw wn
Sr = =
Vp
wr
Vw - objętość wody znajdującej się w porach gruntowych
Vp - całkowita objętość porów w gruncie
wn - wilgotność naturalna
wr - wilgotność całkowita
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 4
W zależności od wartości stopnia wilgotności rozróżnia się następujące wilgotności gruntów
niespoistych:
1) Mało wilgotny, gdy 0,0 < Sr < 0,4
2) Wilgotny, gdy 0,4 < Sr < 0,8
3) Mokry, gdy 0,8 < Sr < 1,0
Gęstość objętościowa gruntu - stosunek masy próbki gruntu do jej objętości.
Oznaczenie gęstości objętościowej próbki gruntu wykonujemy przy pomocy pierścienia.
Przed przystąpieniem do badań na próbce o nienaruszonej strukturze należy określić gęstość i
objętość pierścienia. Po usunięciu gruntu o naruszonej strukturze i wyrównaniu powierzchni
próbki w cylindrze należy wcisnąć w grunt pierścień równomiernym naciskiem tak, aby nie
było szczelin między ścianką pierścienia i pobraną próbką. Następnie napełniony pierścień
wyjąć, wyrównać w nim grunt równo z krawędziami i zważyć.
Gęstość objętościową próbki obliczamy według wzoru:
mm mmt -mt
= =
V Vp
mm - masa próbki gruntu w stanie wilgotnym [g]
V  objętość próbki [cm3]
mmt - masa próbki gruntu wraz z pierścieniem [g]
mt - masa pierścienia [g]
Vp - wewnętrzna objętość geometryczna pierścienia [cm3]
Porowatość gruntu  stosunek objętości porów w danej próbce gruntu do jej całkowitej
objętości.
Vp s - d
n = =
V
s
Vp - objętość porów gruntu
V -całkowita objętość próbki
-gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm3]
d
- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
s
Wskaz
nik porowatości gruntu  stosunek objętości porów od objętości szkieletu
gruntowego.
Vp -
s d
e = =
Vs d
Vp - objętość porów gruntu [cm3]
Vs - objętość szkieletu gruntowego [cm3]
Zależność między porowatością, a wskaz
nikiem porowatości wyraża się wzorami:
e
n =
1+e
n
e =
1-n
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 5
5. Granice Atterberga. Co to jest i jak je oznaczamy? Obliczanie stopnia i wskaz
nika
plastyczności.
Konsystencja płynna - grunt o tej konsystencji zachowuje się jak ciecz i nie ma prawie
żadnej wytrzymałości na ścinanie.
Konsystencja plastyczna - grunt o tej konsystencji odkształca się przy pewnym nacisku, nie
ulega przy tym spękaniom i zachowuje nadany mu kształt.
Konsystencja zwarta - grunt o tej konsystencji odkształca się dopiero przy dużych
naciskach, przy czym odkształceniom towarzyszą spękania.
Attberg zdefiniował trzy granice:
" Granicę skurczalności ws między stanem zwartym i półzwartym ,
" Granicę plastyczności wp między stanem półzwartym i stanem plastycznym
(twardoplastycznym),
" Granicę płynności wL między stanem plastycznym (miękkoplastycznym) i płynnym.
Granica skurczalności  wilgotność, jaką grunt posiada na granicy stanu zwartego i
półzwartego, po osiągnięciu której pomimo dalszego wysychania nie zmienia swojej
objętości.
w w
ws = ( - ) �"100%
s
d
- gęstość wody w porach gruntu [g/cm3]
w
- gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm3]
d
- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
s
Granica plastyczności - wilgotność, przy której wałeczek uformowany z gruntu pęka w
czasie wałeczkowania po osiągnięciu średnicy 3 mm.
mmt -mst
wp =
mst -mt �"100%
mmt - masa próbki gruntu wraz z parowniczką (w momencie, gdy w czasie wałeczkowania wałeczek o
średnicy 3 mm pęka)
mst - masa próbki gruntu wraz z parowniczką, wysuszonej w temperaturze 105 - 110�C
mt - masa parowniczki
Granica płynności - wilgotność, przy której bruzda rozdzielająca próbkę gruntu w miseczce
aparatu Casagrandego złączy się po 25 uderzeniach miseczki na długości 10 mm i wysokości
1 mm.
Do oznaczenia granicy płynności pobiera się około 100g gruntu o wilgotności naturalnej.
Próbkę umieszcza się w parowniczce i zalewa wodą destylowaną. Próbkę gruntu w postaci
jednorodnej pasty należy nakładać do miseczki aparatu Casagrandego w taki sposób, aby nie
pozostawały w niej pęcherzyki powietrza. Następnie w gruncie należy uformować bruzdę,
przeciągając rylec skierowany prostopadle do powierzchni dna miseczki. Miseczkę z gruntem
umieścić w aparacie i obracać korbę aparatu z prędkością około 2 obrotów na sekundę, licząc
ilość uderzeń, aż od chwili zlania się brzegów bruzdy na długość 10 mm i wysokość 1 mm.
Ze środka bruzdy trzeba pobrać około 10 g gruntu i oznaczyć jego wilgotność.
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 6
Stopień plastyczności - stosunek różnicy wilgotności naturalnej i granicy plastyczności od
wskaz
nika plastyczności.
w-wp w-wp
IL =
Ip = wL-wp
w  wilgotność naturalna
wp - granica plastyczności
wL - granica płynności wg Casagrandego
Ip - wskaz
nik plastyczności
Stany i konsystencje gruntów spoistych
Stopień plastyczności Wilgotność Stany gruntu
IL < 0 w d" ws zwarty
IL d" 0 ws < w d" wp półzwarty
0 < IL d" 0,25 wp < w d" wL twardo plastyczny
0,25 < IL d" 0,50 wp < w d" wL plastyczny
0050 < IL d" 1,00 wp < w d" wL miękko plastyczny
IL > 1,00 w > wL płynny
Wskaz
nik plastyczności - różnica pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności.
Ip = wL - wp
wL - granica płynności
wp - granica plastyczności
Wskaz
nik plastyczności wykazuje, ile wody w procentach (w stosunku do masy szkieletu
gruntowego) wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny.
Podział gruntów ze względu na wskaz
nik plastyczności.
Spoistość gruntu Wskaz
nik plastyczności w %
Niespoiste Ip d" 1
Spoiste 1 < Ip
Mało spoiste 1 < Ip d" 10
Średnio spoiste 10 < Ip d" 20
Zwięzło spoiste 20 < Ip d" 30
Bardzo spoiste 30 < Ip
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 7
6. W jaki sposób przeprowadzamy badania makroskopowe?
Badaniami makroskopowe - przybliżone określenie rodzaju gruntów i ich cech fizycznych
bez pomocy przyrządów.
Badania makroskopowe mają na celi określenie następujących cech gruntów:
1) Rodzaju
2) Stanu
3) Barwy
4) Wilgotności
5) Zawartości węglanu wapnia (CaCO3)
Określanie rodzaju gruntów
Wstępne zakwalifikowanie badanego gruntu jako spoistego lub niespoistego należy
przeprowadzić przy założeniu, że grunty spoiste charakteryzują się tym, że po wyschnięciu
tworzą zwarte bryły, grunty niespoiste zaś nie tworzą grudek. Lecz są sypkie, rozpadają się
pod działaniem lekkiego nacisku.
Rodzaj gruntów spoistych określamy na podstawie:
" Próby wałeczkowania
Pobieramy grudkę gruntu bez ziarn żwirowych i formujemy kulkę o średnicy 7 mm i z niej
wykonujemy wałeczek o średnicy 3mm. Wałeczkowanie powtarzamy tak długo, aż wałeczek
po uzyskaniu średnicy 3 mm ulegnie wyraz
nemu spękaniu lub rozsypie się.
" Próby rozcierania
Grunt rozcieramy między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie. Próba rozcierania gruntu
w wodzie umożliwia rozpoznanie zawartości frakcji piaskowej.
" Próba rozmakania
Grudka wysuszonego grunt umieszczona na siatce o wymiarach boków oczek kwadratowych
5 mm, podwieszonej nad dnem słoika z wodą, rozmaka z szybkością zależną od stopnia
spoistości gruntu.
Rodzaj gruntów niespoistych określamy na podstawie wzrokowej oceny wielkości i ilości
ziarn poszczególnych frakcji.
Określenie stanu gruntów
Stan gruntów spoistych określa się na podstawie ilości kolejnych wałeczkowań tej samej
kulki gruntu. Wałeczkowanie gruntów średnio spoistych, spoistych zwięzłych i bardzo
spoistych należy przerwać, gdy na powierzchni wałeczka występują wyraz
ne poprzeczne
spękania, a wałeczek o długości 4  5 cm podnoszony za jeden konie pęka pod własnym
ciężarem, lub gdy wałeczek popękał na kilka oddzielnych kawałków, wałeczkowanie gruntów
mało spoistych należy przerwać, gdy wałeczek rozsypuje się.
Stany gruntów określa się następująco:
a) Stan półzwarty, gdy z gruntu można uformować kulkę i wałeczek pęka podczas
pierwszego wałeczkowania
b) Stan zwarty, gdy nie można utworzyć kulki  grunt zbyt twardy.
Określanie barwy gruntu:
Barwę bryły określamy na przełomie bryły gruntu o naturalnej wilgotności. Określenie barwy
podstawowej umieszcza się na ostatnim miejscu, odcienie zaś i intensywność barwy na
pierwszym miejscu.
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 8
Określenie wilgotności:
Grunt należy określać jako:
a) Suchy  jeśli bryłka gruntu przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek,
b) Mało wilgotny  jeśli bryłka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie, a papier
przyłożony do gruntu nie staję się wilgotny,
c) Wilgotny  jeśli papier przyłożony od gruntu staje się wilgotny,
d) Mokry  jeśli przy ściskaniu bryłki w dłoni grunt odsącza wodę,
e) Nawodniony  jeśli gruntu płynny lub nasycony wodą odsącza wodę grawitacyjnie.
7. Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych. Co to jest, przebieg badania, obliczenia.
Stopień zagęszczenia gruntu  jest to stosunek zagęszczenia istniejącego w naturze do
zagęszczenia maksymalnego, możliwego od uzyskania w warunkach laboratoryjnych.
emax -e
ID =
emax -emin
emax - wskaz
nik porowatości przy najluz
niejszym ułożeniu ziarn
emin - wskaz
nik porowatości przy najszczelniejszym ułożeniu ziarn
e  wskaz
nik porowatości naturalnej
Wskaz
nik porowatości maksymalnej jest przy najluz
niejszym ułożeniu ziarn
-
s dmin
emax =
dmin
- gęstość właściwa szkieletu gruntowego
s
- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przy najluz
niejszym ułożeniu ziarn
dmin
Wskaz
nik porowatości maksymalnej otrzymuje się przez najluz
niejsze ułożenie wysuszonego
gruntu w specjalnym cylindrze. Bierzemy próbkę i suszymy do stałej masy. Najluz
niejsze
ułożenie gruntu niespoistego otrzymujemy wsypując go do cylindra przez lejek, który
początkowo należy oprzeć o dno cylindra i podnosić go stopniowo, w miarę napełniania
naczynia, równo z powierzchnią nasypywanego gruntu. Po napełnianiu naczynia gruntem za
pomocą noży wyrównujemy powierzchnię równo z krawędzią cylindra i całość ważymy.
Następnie wyznaczamy gęstość objętościową szkieletu gruntu przy najluz
niejszym ułożeniu
ziarn.
mst - mt
=
dmin
V
mst - masa naczynia z gruntem [g]
mt - masa naczynia [g]
V  objętość próbki gruntu w naczyniu [cm3]
Wskaz
nik porowatości minimalnej jest przy najściślejszym ułożeniu ziarn gruntu
-
s dmax
emin =
dmax
- gęstość właściwa szkieletu gruntowego
s
- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przy najściślejszym ułożeniu ziarn
dmax
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 9
W celu wyznaczenia , po napełnieniu cylindra gruntem na powierzchnię gruntu w
dmax
naczyniu nakładamy tłoczek. Następnie przeprowadzamy zagęszczenie gruntu przez okres 1
min., uderzając widełkami wibracyjnymi o ścianki naczynia początkowo lekko i wolno, a
następnie silnie i szybko. Grunt można uznać za zagęszczony, jeżeli trzy kolejne pomiary nie
wykazują zmian.
mst - mt
=
dmax - "V
V
mst - masa naczynia z gruntem [g]
mt - masa naczynia [g]
"V - zmniejszenie objętości próbki gruntu w cylindrze wskutek wibrowania
V - objętość próbki gruntu w naczyniu [cm3]
Stopień zagęszczenia wyznacza się tylko dla gruntów sypkich. Jego wielkość zależy od
składu granulometrycznego gruntu, porowatości, kształtu ziaren.
Stany gruntów niespoistych
Stan gruntu Wartość stopnia zagęszczenia
Luz
ny
0 < ID d" 0,33
Średnio zagęszczony 0,33 < ID d" 0,67
Zagęszczony 0,67 < ID d" 0,8
ID >0,8
Bardzo zagęszczony
ID = 1
Maksymalna wartość
8. Wilgotność optymalna. Co to jest i jak ją oznaczamy?
Wilgotność optymalna - wilgotność, przy której grunt ubijany w sposób znormalizowany
uzyskuje maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego.
Przesianą próbkę mieszamy z wodą i pozostawiamy w naczyniu na okres co najmniej 15
godzin. Następnie warstwami zagaszamy w cylindrze znormalizowanym ubijakiem. Po ubiciu
ostatniej warstwy należy ściąć nadmiar gruntu w cylindrze i oznaczyć gęstość objętościową
gruntu. Wypychamy grunt z cylindra i określamy jego wilgotność. Po rozdrobnieniu gruntu
dodajemy ponownie wody tyle aby wilgotność wzrosła o około 2 % i wykonujemy ponowne
ubijanie. Zagęszczenie przeprowadzamy tyle razy, aż nastąpi wyraz
ne zmniejszenie się
gęstości objętościowej gruntu. Po oznaczeniu wilgotności i gęstości objętościowej szkieletu
gruntowego należy dla poszczególnych oznaczeń sporządzić wykresy zależności �d od w.
Wilgotność, którą przyjmujemy za wilgotność optymalną odpowiada maksymalnej gęstości
objętościowej szkieletu gruntowego.
Wilgotność optymalną obliczamy ze wzoru:
wopt = (1 - x) w opt
w opt  wilgotność otrzymana z wykresu
x  stosunek masy usuniętych grubszych ziarn do masy szkieletu całej próbki.
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 10
9. Edometryczne moduły ściśliwości. Przebieg oznaczenia, wykonanie wykresu ściśliwości,
krzywych osiadań, obliczenia.
Ściśliwość  zdolność gruntu od zmniejszania swojej objętości pod wpływem obciążenia.
Jest ona wynikiem takich zjawisk, jak:
a) Usuwanie z gruntu wody wolnej i kapilarnej,
b) Przesuwanie się ziarn i cząstek gruntu względem siebie i zajmowanie przez nie bardziej
statecznego położenia,
c) Usuwanie z gruntu pęcherzyków powietrza,
d) Zgniatanie niektórych ziarenek gruntu,
e) Sprężyste odkształcenie powłoki wody błonkowej,
f) Sprężyste odkształcenie ziarn i cząstek gruntu,
g) Zmniejszenie objętości powietrza zamkniętego w porach gruntu.
Miarą ściśliwości gruntu jest m.in. moduł ściśliwości. Badania ściśliwości gruntów
nieskalistych mineralnych, nieskalistych organicznych i gruntów nasypowych przeprowadza
się w laboratoriach w edometrach, określając najczęściej ściśliwość przez tzw. edometryczny
moduł ściśliwości pierwotnej M0 i wtórnej M.
W badaniach edometrycznych próbę gruntu obciąża się wzdłuż osi pionowej, uniemożliwiając
jednocześnie odkształcenia w kierunkach poziomych. Próbka gruntu znajduje się więc w
trójosiowym stanie naprężeń i jednoosiowym stanie odkształceń, stąd odkształcenie osiowe
jest dokładnie równe odkształceniu objętościowemu.
Rozróżnia się dwie metody przykładania i zdejmowania obciążeń:
1) Próbki gruntu obciąża się lub odciąża stopniowo, przy czym każde kolejne obciążenie
jest 2 razy większe os poprzedniego, przy wzroście obciążeń, lub 2 razy mniejsze przy
odciążaniu; zmiany obciążeń w obu przypadkach przeprowadza się po umownym
ustabilizowaniu się wysokości badanej próbki,
2) Określa się szybkość przykładania i zdejmowania obciążenia.
Po zakończeniu obciążania należy próbkę całkowicie odciążyć i bezpośrednio po tym wyjąć
pierścień z próbką, osuszyć obie jej powierzchnie oraz oznaczyć jej wilgotność, gęstość
objętościową oraz oznaczyć stan i rodzaj gruntu.
Wykres konsolidacji gruntu tzn. wykres zależności wysokości próbki h od czasu działania
obciążenia przy tej samej wartości obciążenia, należy sporządzać w miarę potrzeby dla
określonych stopni obciążenia. Na osi odciętych trzeba odmierzyć w skali logarytmicznej
czas T, liczony od chwili przyłożenia obciążenia, na osi rzędnych  odpowiednie wysokości
próbki obliczone na podstawie jej odkształceń zanotowanych dla czasów T.
Wykres ściśliwości gruntu tzn., wykres zależności wysokości próbki h od jej pionowego
obciążenia �, należy sporządzać dla stanów umownej stabilizacji odkształceń próbki przy
odpowiadających im obciążeniach.
Moduł ściśliwości pierwotnej M0 lub wtórnej M należy obliczać w kPa lub MPa wg wzoru:
"�i�"hi -1
"�i
M0,M = =
�
hi -1-hi
"�i - przyrost naprężeń
hi -1 - wysokość próbki w edometrze przed zwiększeniem naprężenia
hi - wysokość próbki po zwiększeniu naprężenia
� - względne odkształcenie próbek.
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 11
Opierając się na wynikach badań edometrycznych nakreślonych w postaci krzywej e - log�i.
Casagrande przedstawił następujący sposób wyznaczania wartości największego naprężenia
konsolidacji nazwanego największym pierwotnym naprężeniem prekonsolidacji �m. Sposób
przedstawiony składa się z następujących etapów:
1) Wyznaczenie na krzywej e - log� punktu najmniejszego promienia krzywizny T,
2) Przeprowadzenie przez punkt T linii poziomej h oraz stycznej od krzywej t,
3) Podzielenie na połowę kąta zawartego między t i h, tj. nakreślenie linii c,
4) Przedłużenie części krzywej pierwszego ściskania w kierunku I i oznaczenie przez D
punktu jej przejścia z linii c; punkt ten odpowiada w przybliżeniu wartości największego
naprężenia konsolidacji pierwotnej.
10. Współczynnik filtracji. Definicja, wyznaczanie, obliczanie, rząd wielkości dla glin i
piasków.
11. Badanie metodą bezpośredniego ścinania w aparacie skrzynkowym.
Wytrzymałością gruntu na ścinanie nazywamy opór, jaki stawia on naprężeniom stycznym w
rozpatrywanym punkcie ośrodka. Po przekroczeniu oporu ścinania następuje poślizg pewnej
części gruntu w stosunku od pozostałej. Warunkiem występowania poślizgu jest osiągnięcie
lub przekroczenie przez naprężenie styczne oporu gruntu w chwili ścięcia.
Coulomb jako pierwszy zaproponował wzór na opór ścinania:
�1
�1 = �1 tgŚ +c
�1  opór gruntu na ścinanie
�1  składowa normalna naprężeń b
Ś - kąt tarcia wewnętrznego a
c  opór spójności gruntu. Ś2
Według Hvorslev a: c
Ś1
�f = ��e+�n tg� �
� - stała dla danego gruntu wyznaczana doświadczalnie
�e  ciśnienie ekwiwalentne
�n  naprężenie efektywne (w szkielecie gruntu)
� - właściwy kąt tarcia wewnętrznego.
W aparatach bezpośredniego ścinania próbkę gruntu umieszcza się w komorze, następnie
konsoliduje się ją przy określonym nacisku:
P
� =
A
P  siła pionowa
A  pole powierzchni wewnętrznej komory
i ścina, przykładając siłę poziomą Q, wyznaczając naprężenie ścinające:
Q
� =
A
Opór właściwy tarcia wewnętrznego jest sumą tarcia suwnego i obrotowego.
Opór tarcia wewnętrznego gruntu zależy od:
" Wymiaru i kształtu ziarn,
" Ich wzajemnej odległości,
KATARZYNA KULEC MECHANIKA GRUNTÓW 12
" Naprężeń efektywnych w szkielecie gruntu,
" Pochodzenie i uziarnienie gruntu,
" Wskaz
nika porowatości,
" Ciśnienia wody w porach.
Kohezja zależy od:
" Liczby kontaktujących się cząstek na jednostce powierzchni ścinania,
" Odległości pomiędzy tymi cząstkami,
" Liczby cząstek w jednostce objętości danego gruntu,
" Jeżeli grunt jest spoisty i poty ma całkowicie wypełnione wodą, zależy również od
wilgotności.
12. Aparat Proctora. Przebieg badania, obliczenia.