instrukcje budownictwo III sem


SPIS TREŚCI
M A K R O S K O P O W E B A D A N I A G R U N T Ó W ..........................................................2
1. Oznaczanie nazwy gruntów .....................................................................................2
2. Określanie barwy gruntu..........................................................................................4
3. Określanie wilgotności gruntów ..............................................................................4
4. Określanie stanu gruntów spoistych ........................................................................5
5. Oznaczanie zawartości węglanu wapnia..................................................................5
OZNACZENIE SKAADU GRANULOMETRYCZNEGO GRUNTÓW NIESPOISTYCH ZA
POMOC ANALIZY SITOWEJ............................................................................................6
O Z N A C Z A N I E G  S T O Ś C I O B J  T O Ś C I O W E J O R A Z P O R O W A T O Ś C I
G R U N T U . STOPIEC ZAGSZCZENIA GRUNTU NIESPOISTEGO......................................7
Oznaczanie gęstości objętościowej gruntu i gęstości objętościowej szkieletu
gruntowego w cylindrze...............................................................................................7
Określenie porowatości i wskaznika porowatości gruntu ...........................................8
Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych.............................................8
OZNACZANIE WILGOTNOŚCI NATURALNEJ ORAZ GRANIC KONSYSTENCJI GRUNTU.
STOPIEC PLASTYCZNOŚCI GRUNTU SPOISTEGO ..........................................................10
Oznaczanie wilgotności gruntu..................................................................................10
Oznaczanie granicy plastyczności .............................................................................11
Oznaczanie granicy płynności wg Casagrandego......................................................11
Określenie stopnia plastyczności i stanu gruntu spoistego.......................................12
OZNACZANIE WSPÓACZYNNIKA WODOPRZEPUSZCZALOŚCI GRUNTÓW SYPKICH
W APARACIE ITB-ZW...................................................................................................13
OZNACZANIE PCZNIENIA GRUNTU W APARACIE WASILIEWA..................................14
OZNACZANIE KAPILARNOŚCI BIERNEJ ........................................................................15
OZNACZANIE WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ.................................................................17
OZNACZANIE ŚCIŚLIWOŚCI GRUNTU............................................................................19
OZNACZANIE WYTRZYMAAOŚCI GRUNTU NA ŚCINANIE W APARACIE
BEZPOŚREDNIEGO ŚCINANIA ........................................................................................21
OZNACZANIE WYTRZYMAAOŚCI GRUNTU NA ŚCINANIE W APARACIE
TRÓJOSIOWEGO ŚCISKANIA..........................................................................................23
WYKAZ LITERATURY I NORM.......................................................................................25
MAKROSKOPOWE BADANIA GRUNTÓW
Uwagi wstępne
Badania makroskopowe  polegają na określeniu nazwy gruntu oraz wybranych jego cech
fizycznych bez pomocy przyrządów.
1. Oznaczanie nazwy gruntów
1.1. Oznaczanie nazwy gruntów mineralnych
Aby oddzielić grunty spoiste od niespoistych (sypkich) uformować na dłoni kulkę o
średnicy 7-8 mm.
" Jeśli się nie uda (kulka rozsypuje się) grunt zaliczyć do niespoistych.
" Jeśli kulka da się uformować zanurzyć grudkę gruntu w wodzie:
- jeśli podczas zanurzania kulka rozpada się grunt zaliczyć do
niespoistych,
- jeśli nie rozpada się grunt zaliczyć do spoistych.
a) Oznaczanie nazwy gruntów niespoistych (sypkich)
Oszacować wzrokowo wielkości i ilości ziarn poszczególnych frakcji zgodnie
z tabelą 1
Tab. 1. Określanie rodzaju i nazwy gruntów niespoistych
Rodzaj gruntu Zawartość frakcji w procentach Dodatkowe kryteria
(d50  średnica zastępcza*)
>2mm >0,5mm >0,25
świr >50 d50 > 0,5mm
Pospółka 5010 >50
Piasek gruby <10 >50
Piasek średni <10 <50 >50
0,5mm e" d50 > 0,25mm
Piasek drobny <10 <50 <50
d50 d" 0,25mm
Piasek pylasty <10 <10 <10
fĄ = 1030%
* średnica ziarn, których zawartość w próbce wraz z mniejszymi wynosi 50%
b) Oznaczanie nazwy gruntów spoistych
Wykonać próbę wałeczkowania:
" pobrać grudkę gruntu ze środka większej bryły (ze środka słoiczka);
w przypadku gruntu suchego nale\y grudkę lekko zwil\yć
" uformować palcami kulkę o średnicy 7 mm
" z kulki uformować wałeczek: poło\yć kulkę na wyprostowanej dłoni
i nieznacznie naciskając palcami drugiej dłoni przesuwać je wzdłu\
z szybkością około 2 razy na sekundę a\ wałeczek osiągnie średnicę 3 mm
" zgnieść wałeczek ponownie w kuleczkę i czynność wałeczkowania powtarzać,
a\ kolejny wałeczek wykazuje spękania i łamie się przy podniesieniu go
w palcach do góry
" podczas wałeczkowania nale\y obserwować:
- rodzaj spękań (podłu\ne czy poprzeczne)
- wygląd powierzchni wałeczka (czy i kiedy nabiera połysku)
" na podstawie wyglądu wałeczka określić rodzaj gruntu (stopień spoistości)
zgodnie z tabelą 2
Wykonać próbę rozcierania w wodzie
" grudkę gruntu rozetrzeć między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie
" określić rodzaj gruntu (w zale\ności od zawartości frakcji piaskowej) zgodnie
z tabelą 2
Tab. 2. Określanie rodzaju i nazwy gruntów spoistych
Rodzaje i nazwy gruntów
Rodzaj gruntu w zale\ności od zawartości frakcji piaskowej Rozpoznawanie stopnia
Grupa I Grupa II Grupa III
spoistości gruntu
Wskaznik
Grunty Grunty Grunty
plastyczności
próba wałeczkowania
piaszczyste pośrednie pylaste
Zawartość frakcji
fp>50% fp>30% fp<30%
iłowej
fĄ<30% fĄ>30% fĄ>50%
piasek pył pył Kulka rozpłaszcza sie lub
Mało spoisty
gliniasty piaszczysty rozsypuje (grunt nie daje się
Pg p 
 
 
 
Ip = 0-10%
wałeczkować); lub wałeczek
fi = 5-10%
rozwarstwia się podłu\nie
glina glina glina
Od początku do końca
Średnio spoisty
piaszczysta Gp G pylasta
GĄ wałeczkowania powierzchnia
Ą
Ą
Ą
Ip = 10-20%
wałeczka bez połysku;
fi = 10-20%
wałeczek pęka poprzecznie
glina glina glina
Wałeczek początkowo bez
Zwięzło spoisty
piaszczysta zwięzła pylasta
połysku, przy końcu
Gpz Gz GĄ
Ąz
Ą
Ą
Ip = 20-30% zwięzła zwięzła
wałeczkowania z połyskiem;
fi = 20-30%
pęka poprzecznie
ił ił ił
Bardzo spoisty
Kulka i wałeczek od początku z
piaszczysty pylasty
połyskiem, wałeczek pęka
Ip I IĄ
Ą
Ą
Ą
Ip > 30%
poprzecznie
fi > 30%
Rozpoznawanie Między palcami Wyczuwa się Nie wyczuwa się
zawartości frakcji pozostaje du\o pojedyncze ziarna ziarn piasku
piaskowej ziarn piasku
próba rozcierania
w wodzie
1.2. Określanie nazwy gruntów organicznych
Nazwę gruntów organicznych nale\y ustalić na podstawie oznaczonej orientacyjnie
zawartości części organicznych oraz cech makroskopowych.
RODZAJE GRUNTÓW ORGANICZNYCH:
- grunty próchniczne: zawierają 2-5% części organicznych; oznaczenie rodzaju
wykonać jak dla gruntów mineralnych dodając, \e jest to grunt próchniczny np.
piasek gliniasty próchniczny
- namuły: zawierają 5-30% części organicznych; odró\nia się po gnilnym zapachu,
ciemnej barwie, du\ej liczbie wałeczkowań przy pozornie niewielkiej wilgodności
gruntu
- torfy: zawierają powy\ej 30% części organicznych; mają charakterystyczną
strukturę i teksturę włóknistą i porowatą; zawierają pewną ilość nierozło\onej
substancji organicznej
- gytie: zawierają części organiczne oraz węglan wapnia (burzą z HCl)
2. Określanie barwy gruntu
Barwę gruntu określić na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej.
Podać intensywność i odcień barwy (w razie potrzeby), a następnie barwę podstawową
(dominującą), np. barwa jasnozielono-brązowa. U\ywać w miarę mo\liwości nazw kolorów
podstawowych w skali barw.
3. Określanie wilgotności gruntów
Wilgotność gruntu określić na podstawie tabeli 3
Tab. 3. Określanie makroskopowe wilgotności gruntów
Wilgotność gruntu Cechy gruntu
grunt niespoisty stanowi suchy proszek; grudka gruntu spoistego
SUCHY
przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek,
grudka gruntu spoistego przy zgniataniu odkształca się plastycznie,
MAAO WILGOTNY
lecz papier lub ręka przyło\one do gruntu nie stają się wilgotne,
WILGOTNY grunt zostawia ślad wilgoci na papierze lub dłoni,
MOKRY przy ściskaniu grudki w dłoni z gruntu odsącza się woda
NAWODNIONY woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie
4. Określanie stanu gruntów spoistych
Wykonać próbę wałeczkowania:
" z grudki gruntu o wilgotności naturalnej (nie wolno zwil\ać gruntu!)
uformować kulkę o średnicy 7 mm i wykonać wałeczkowanie w taki sposób jak
przy oznaczaniu rodzaju gruntu spoistego (patrz pkt.1.1. b))
" zapisać liczbę wałeczków wykonanych z tej samej kulki, które nie popękały
(bez ostatniego popękanego wałeczka)
" powtórzyć badanie na trzech oddzielnych grudkach gruntu; za miarodajną
przyjąć najwy\szą uzyskaną liczbę wałeczkowań
Tab. 4. Stany gruntu spoistego
Liczba wałeczkowań
Stan gruntu spoistego
nie mo\na uformować kulki
ZWARTY
mo\na uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas 1-go wałeczkowania
PÓAZWARTY
Rodzaj gruntu mało spoisty średnio spoisty zwięzło spoisty bardzo spoisty
TWARDOPLASTYCZNY 1 <2 <3 <5
PLASTYCZNY 2 2-4 3-7 5-10
MIKKOPLASTYCZNY >2 >4 >7 >10
grunt zachowuje się jak ciecz
PAYNNY
5. Oznaczanie zawartości węglanu wapnia
Grudkę badanego gruntu wyło\yć na szklaną podstawkę i skropić 20-procentowym
roztworem kwasu solnego. Obserwować zachodzącą reakcję:
Reakcja gruntu Zawartość węglanów
(CaCO3)
<1%
Grunt nie burzy się, lub wykazuje tylko ślady reakcji
I klasa
1-3%
Grunt burzy się słabo i krótko
II klasa
3-5%
Grunt burzy się intensywnie lecz krótko
III klasa
>5%
Grunt burzy się intensywnie i długo
IV klasa
Jeśli burzą tylko pojedyncze ziarna gruntu (np. niekiedy w przypadku gruntów
niespoistych), fakt ten nale\y odnotować.
OZNACZENIE SKAADU GRANULOMETRYCZNEGO
GRUNTÓW NIESPOISTYCH
ZA POMOC ANALIZY SITOWEJ
Uwagi wstępne
Analiza sitowa  wydzielenie poszczególnych frakcji gruntu za pomocą jego przesiania
przez komplet sit.
Wykonanie oznaczenia
" Skompletować zestaw sit o następujących wymiarach oczek kwadratowych
np.: 7.0, 2.0; 1.6; 0.8; 0.63; 0.40; 0.32; 0.20; 0.16; 0.10; 0.071 lub 0.063mm.
Ustawić sita na wstrząsarce.
" Przygotować próbkę gruntu (wysuszonego do stałej masy w temperaturze 105-
110C) o masie:
- dla piasku drobnego 200 250g
- dla piasku średniego 250 300g
- dla piasku grubego, pospółki i \wiru 500 5000g
" Wsypać próbkę na sito i uruchomić wstrząsarkę na 5 minut.
" Po zakończeniu przesiewania pozostałości znajdujące się na poszczególnych
sitach zwa\yć z dokładnością:
- 0,01g  jeśli masa wa\onej frakcji nie przewy\sza 50g,
- 0,1g  jeśli masa wa\onej frakcji jest większa ni\ 50g.
Opracowanie wyników
Zawartość poszczególnych frakcji Zi [%]
mi
Zi = *100
ms
gdzie:
mi  masa frakcji gruntu pozostałej na sicie [g]
ms  masa cząstek pobranych do analizy [g]
Ró\nica pomiędzy masą próbki gruntu ms a sumą mas wszystkich frakcji nie powinna
przekraczać 0,5% wartości ms. Ró\nicę tę nale\y rozdzielić na wszystkie frakcje,
proporcjonalnie do ich mas.
Otrzymane wartości Zi nanieść na wykres uziarnienia gruntu (Załącznik 1).
Na podstawie krzywej uziarnienia wyznaczyć średnice zastępcze d10, d30, d50, d60.
Następnie nale\y:
- obliczyć wskaznik ró\noziarnistości gruntu (U)
- obliczyć wskaznik krzywizny uziarnienia (c)
- obliczyć współczynnik filtracji wg Hazena (k)
- określić rodzaj gruntu sypkiego
OZNACZANIE GSTOŚCI OBJTOŚCIOWEJ
ORAZ POROWATOŚCI GRUNTU.
STOPIEC ZAGSZCZENIA GRUNTU NIESPOISTEGO
Oznaczanie gęstości objętościowej gruntu i gęstości
objętościowej szkieletu gruntowego w cylindrze
Uwagi wstępne
Gęstość objętościowa gruntu (
)  stosunek masy próbki gruntu do objętości próbki.


Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (d)  stosunek masy szkieletu gruntowego w



próbce gruntu do objętości próbki.
Wykonanie oznaczenia
" Zwa\yć cylinder z dokładnością ą1g (mt).
" Cylinder równomiernie wypełnić gruntem o wilgotności naturalnej.
" Zwa\yć cylinder z gruntem z taką samą dokładnością (mmt).
" Określić objętość gruntu w cylindrze (V).
" Oznaczyć wilgotność badanego gruntu (zgodnie z odpowiednią instrukcją).
Opracowanie wyników
Gęstość objętościowa gruntu  [g/cm3]



mmt - mt
 =
Vp
gdzie:
mmt  masa cylindra z gruntem [g]
mt  masa cylindra pustego [g]
V  objętość gruntu w cylindrze [cm3]
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego d [g/cm3]



100 " 
d =
100 + w
gdzie:
  gęstość objętościowa gruntu [g/cm3]
w  wilgotność gruntu [%]
Otrzymane wartości porównać z wartościami przeciętnymi dla badanego gruntu (wg
literatury - np. PN-81/B 03020).
Określenie porowatości i wskaznika porowatości
gruntu
Porowatość gruntu (n)  stosunek objętości porów w próbce gruntu do całkowitej objętości
próbki.
Obliczenie porowatości
s - d
n =
s
gdzie:
d  gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
s  gęstość właściwa szkieletu gruntowego (wg literatury - np. PN-81/B 03020) [g/cm3]
Wskaznik porowatości gruntu (e)  stosunek objętości porów w próbce gruntu do objętości
szkieletu gruntowego.
Obliczenie wskaznika porowatości
s - d
e =
d
gdzie:
d  gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
s  gęstość właściwa szkieletu gruntowego (wg literatury - np. PN-81/B 03020) [g/cm3]
Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych
Uwagi wstępne
Stopień zagęszczenia (ID)  stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do
największego mo\liwego zagęszczenia danego gruntu.
Wykonanie oznaczenia
" Wyznaczyć wewnętrzną objętość cylindra (V) przez pomiar suwmiarką jego
wysokości i wewnętrznej średnicy.
" Zwa\yć cylinder z dokładnością ą1g (mt).
" Wysuszony piasek wsypać luzno do cylindra przez lejek - lejek oparty
początkowo o dno cylindra, podnosić stopniowo w miarę napełniania cylindra,
trzymając go stale na powierzchni nasypywanego gruntu. Po napełnieniu całego
cylindra nie ubijając gruntu wyrównać no\em powierzchnię równo z krawędzią
cylindra.
" Zwa\yć cylinder z gruntem z taką samą dokładnością (mmt).
" Przeprowadzić zagęszczanie gruntu - ustawić tłok na powierzchni gruntu w
cylindrze i uderzać widełkami wibracyjnymi o ścianki naczynia, mierząc co 30
sekund za pomocą suwmiarki zagłębienie tłoka do czasu, a\ kolejne pomiary
nie wyka\ą zmian.
" Zanotować zagłębienie tłoka ("h) [cm].
Opracowanie wyników
Obliczyć maksymalny i minimalny wskaznik porowatości
emax  maksymalny wskaznik porowatości, wyznaczony dla minimalnej gęstości
objętościowej szkieletu gruntowego przy najluzniejszym uło\eniu ziarn - d min
mmt - mt
d min =
V
s - d min
emax =
d min
emin  minimalny wskaznik porowatości, wyznaczony dla maksymalnej gęstości
objętościowej szkieletu gruntowego przy najściślejszym uło\eniu ziarn - d max
mmt - mt
d max =
V - "V
s - d max
emin =
d max
Obliczyć stopień zagęszczenia
emax - e
I =
D
emax - emin
gdzie:
e  porowatość gruntu w stanie naturalnym
Na podstawie stopnia zagęszczenia podać stan zagęszczenia gruntu niespoistego.
OZNACZANIE WILGOTNOŚCI NATURALNEJ
ORAZ GRANIC KONSYSTENCJI GRUNTU.
STOPIEC PLASTYCZNOŚCI GRUNTU SPOISTEGO
Oznaczanie wilgotności gruntu
Uwagi wstępne
Wilgotność (w)  stosunek masy wody zawartej w danej próbce gruntu do masy tej próbki
wysuszonej w temperaturze 105-110C, wyra\ony w procentach.
Wilgotność naturalna (wn)  wilgotność charakteryzująca zawartość wody w gruncie
w warunkach naturalnych. Do jej oznaczenia powinny być u\yte próbki o wilgotności
naturalnej (NW) albo próbki o naturalnej strukturze (NNS).
Wykonanie oznaczenia
" Zwa\yć puste naczynka wagowe z dokładnością do 0,01g (mt)
" Z gruntu przeznaczonego do badania pobrać dwie próbki, ka\dą o masie około:
- 30g dla gruntów spoistych
- 50g dla piasków
- 500g dla gruntów gruboziarnistych
" Próbki umieścić w naczyniach wagowych i zwa\yć z taką samą dokładnością
(mmt)
" Wysuszyć próbki w temperaturze 105-110 do stałej masy. Czas suszenia
wynosi około:
- 8 godz. dla gruntów sypkich
- 24 godz. dla gruntów spoistych
" Po wysuszeniu i wystudzeniu zwa\yć ponownie (mst)
Opracowanie wyników
Wilgotność gruntu (w):
mmt - mst
w = " 100%
mst - mt
gdzie:
mmt  masa naczynka z gruntem wilgotnym [g]
mst  masa naczynka z gruntem suchym [g]
mt  masa naczynka pustego [g]
Jako wynik ostateczny przyjąć średnią arytmetyczną z dwóch oznaczeń, jeśli ró\nica
uzyskanych wartości nie przekroczy 5% wartości średniej.
W przypadku większej ró\nicy nale\y przeprowadzić dwa dodatkowe oznaczenia
i jako wynik ostateczny przyjąć średnią arytmetyczną z trzech najmniej ró\niących się
wartości.
Oznaczanie granicy plastyczności
Uwagi wstępne
Granica plastyczności (wP)  wilgotność w procentach jaką ma grunt, gdy przy kolejnym
wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm; jest to wilgotność graniczna
między stanem półzwartym i twardoplastycznym.
Wykonanie oznaczenia
" Z jednorodnego gruntu w stanie plastycznym uformować kulkę o średnicy
około 7 mm i wałeczkować na dłoni, a\ wałeczek uzyska średnicę około 3mm.
" Jeśli wałeczek w tym czasie nie popękał, z wałeczka ponownie uformować
kulkę i wałeczkować ją jak poprzednio. Czynność powtarzać tak długo, a\ przy
kolejnym wałeczkowaniu wałeczek popęka, a podniesiony za jeden koniec
rozpadnie się.
" Spękany wałeczek wło\yć do naczynka wagowego i zamknąć pokrywką.
" Powtórzyć czynność na kolejnych kulkach gruntu tyle razy, aby zebrać
w dwóch naczynkach po 5-7g gruntu.
" Oznaczyć wilgotność próbek (popękanych wałeczków).
Opracowanie wyników
Wartość granicy plastyczności (wP) obliczyć jako średnią arytmetyczną obu oznaczeń
wilgotności.
wI+wII
wP =
2
Ró\nica oznaczenia wilgotności obu próbek nie powinna przekroczyć 10% wartości
średniej. W przypadku większej ró\nicy nale\y przeprowadzić dwa dodatkowe oznaczenia
i jako wartość wP przyjąć średnią arytmetyczną trzech najmniej ró\niących się wartości.
Oznaczanie granicy płynności wg Casagrandego
Uwagi wstępne
Granica płynności (wL)  wilgotność w procentach masy gruntowej umieszczonej
w aparacie Casagrandego w momencie, gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy
dwudziestym piątym uderzeniu miseczki o podstawę, na długości 10 mm i wysokości 1mm;
jest to wilgotność graniczna między stanem miękkoplastycznym i płynnym.
Wykonanie badania
Przygotowanie gruntu:
" Około 100g gruntu o wilgotności naturalnej (wn) zalać wodą destylowaną na
ok. 20 godzin.
" Namoczony grunt rozetrzeć na jednolitą pastę, usuwając z niej jednocześnie
ziarna gruntu o średnicy większej od 2,0 mm;
Wykonanie pojedynczego oznaczenia
" Cienkimi warstwami no\em, usuwając pęcherzyki powietrza, wypełnić pastą
przednią część miseczki aparatu Casagrandego, tworząc powierzchnię wklęsłą
o maksymalnej grubości 9 mm. Aączna masa miseczki i gruntu powinna
wynosić 210ą1g.
" Zało\yć miseczkę do aparatu. Wysokość zawieszenia powinna wynosić 10 mm.
" Za pomocą rylca skierowanego prostopadle do dna miseczki wykonać w paście
bruzdę prostopadle do osi obrotu napędu miski.
" Po włączeniu aparatu określić liczbę uderzeń miseczki o gumową podstawę do
momentu połączenia się bruzdy na długości 10mm i wysokości 1 mm.
" W miejscu połączenia się bruzdy pobrać do naczynka wagowego próbkę o
masie ok. 10 g do oznaczenia wilgotności.
Wykonanie całego badania
" Badanie powtarzać, zmieniając ka\dorazowo wilgotność pasty (dodając kilka
kropel wody lub podsuszając masę gruntu) do uzyskania min. 5 (dla potrzeb
ćwiczenia - 3) oznaczeń w zakresie 12-35 uderzeń ró\niących się liczbą
uderzeń co najmniej o 3.
Opracowanie wyników
Dla określenia granicy płynności (wL) otrzymane wartości nanieść na
półlogarytmiczny wykres zale\ności wilgotności gruntu od liczby uderzeń miseczki
(Załącznik 2). Przez naniesione punkty przeprowadzić prostą aproksymującą i odczytać
wilgotność jaką posiadałby badany grunt przy 25 uderzeniach.
Oznaczenie wL uznaje się za wystarczająco dokładne je\eli odchyłka 3 punktów
z ogólnej liczby 5 oznaczeń od przeprowadzonej linii prostej nie przekracza 0,2% w skali
wilgotności. Jeden z pozostałych dwóch punktów powinien le\eć powy\ej, drugi zaś poni\ej,
lecz w odległościach nie większych ni\ 0,6% w skali wilgotności. Je\eli warunki te nie
zostaną spełnione całe badanie nale\y powtórzyć.
Określenie stopnia plastyczności i stanu gruntu
spoistego
w - w
n P
Stopień plastyczności: IL =
w - w
L p
Na podstawie stopnia plastyczności podać stan gruntu spoistego.
OZNACZANIE WSPÓACZYNNIKA
WODOPRZEPUSZCZALOŚCI GRUNTÓW SYPKICH
W APARACIE ITB-ZW
Uwagi wstępne
Współczynnik wodoprzepuszczalności (filtracji) gruntu (k)  określa zdolność gruntu do
przepuszczania wody przy istnieniu ró\nicy ciśnień
Wykonanie oznaczenia
" Wykonać pomiary pierścienia aparatu dla ustalenia pola przekroju próbki (A).
" Przygotować próbkę, wsypując piasek przez lejek prowadzony bezpośrednio
ponad powierzchnią piasku w celu uniknięcia jego rozsegregowania.
" Docią\yć próbkę obcią\nikiem.
" Doprowadzić do aparatu wodę od spodu próbki.
" Uregulować przepływ wody tak, aby spadek hydrauliczny był stały i mieścił się
w granicach 0,3-0,8.
" Wykonać 5 pomiarów wydatków wody (Q) w ustalonym czasie (t).
Opracowanie wyników
Obliczyć współczynnik wodoprzepuszczalności gruntu k [cm/s]
Qśr
k =
i " A " t
Qśr  średni wydatek wody z 5 pomiarów [cm3]
i  spadek hydrauliczny
A  pole przekroju poprzecznego próbki [cm2]
t  czas pomiaru wydatku [s]
Otrzymane wartości porównać z wartościami przeciętnymi dla badanego gruntu (wg
danych z literatury)
OZNACZANIE PCZNIENIA GRUNTU
W APARACIE WASILIEWA
Uwagi wstępne
Pęcznienie  proces zwiększania się objętości gruntów na skutek nasycania wodą; cecha
charakterystyczna dla gruntów spoistych ze znaczną zawartością frakcji iłowej.
Wykonanie oznaczenia
" Z badanego gruntu pobrać 2 próbki do oznaczenia wilgotności.
" Zwa\yć pusty pierścień aparatu z dokładnością do 0,01g.
" Zmierzyć pierścień suwmiarką dla ustalenia jego objętości.
" Wcisnąć pierścień w próbkę, wypełniając go całkowicie gruntem.
" Wyrównać obie powierzchnie próbki w pierścieniu.
" Za pomocą metalowej wkładki o wysokości 10 mm wypchnąć z pierścienia
część gruntu, tak aby próbka w pierścieniu miała wysokość 10 mm.
" Pierścień z gruntem zwa\yć.
" Przykryć powierzchnie próbki sączkami z bibuły filtracyjnej.
" Umieścić pierścień z gruntem w aparacie do badania pęcznienia  aparacie
Wasiliewa.
" Ustawić czujnik na powierzchni górnego filtra aparatu.
" Nalać do pojemnika aparatu wodę destylowaną.
" Od momentu zetknięcia próbki z wodą notować wskazania czujnika w czasie:
1 , 2 , 5 , 15 , 30 , 1h, 3h, 24h. Następne odczyty na czujniku wykonywać co
24 h do czasu, a\ wysokość próbki i wskazania czujnika przestaną się zmieniać
" Rozmontować aparat, wyjąć pierścień.
" Oznaczyć wilgotność próbki po spęcznieniu.
Opracowanie wyników
Obliczyć wilgotność początkową gruntu.
Obliczyć wskaznik pęcznienia (Vp)
V''-V'
= " 100 %
V
p
V'
gdzie:
V - objętość pierwotna próbki gruntu [cm3]
V  - objętość końcowa próbki gruntu [cm3]
Obliczyć wilgotność pęcznienia -.wilgotność jaką osiągnął grunt po całkowitym spęcznieniu
Sporządzić wykres pęcznienia  na osi odciętych w skali logarytmicznej zaznaczyć czas
pęcznienia (t) liczony od momentu zalania próbki wodą, a na osi rzędnych odpowiadającą
wysokość próbki (h) (Załącznik 3).
OZNACZANIE KAPILARNOŚCI BIERNEJ
Uwagi wstępne
Kapilarność bierna (Hkb)  zdolność do utrzymywania się wody kapilarnej w kanalikach
gruntu przy obni\aniu się poziomu wody.
Przyjmuje się, \e kapilarność bierna jest równa wielkości podciśnienia mierzonego
w centymetrach słupa wody, przy którym przebija się powietrze przez próbkę gruntu podczas
badania.
Wykonanie oznaczenia
" Z gruntu stanie powietrzno - suchym pobrać 5 próbek o masie ok. 20 g:
3 próbki do badania kapilarności, pozostałe dwie do ewentualnych badań
dodatkowych w przypadku nie uzyskania wymaganej dokładności.
" Odpowietrzyć rurkę przyrządu, zanurzając ją stopniowo w wodzie
" Próbkę wsypać małymi porcjami do lejka przy częściowym zanurzeniu w
wodzie, ka\dorazowo ugniatając powierzchnię próbki w celu usunięcia z próbki
pęcherzyków powietrza.
Przyrządy do określania kapilarności biernej
Badanie wstępne
" Lejek z próbką podnosić równomiernie, bez drgań z prędkością ok. 1cm/s do
chwili, gdy pod próbką utworzy się pęcherzyk powietrza.
" Zmierzyć ró\nicę poziomów (H) spodu próbki gruntu i zwierciadła wody w
naczyniu.
Badanie właściwe
" Wykonać na dwóch próbkach.
" Podnieść równomiernie lejek na wysokość 0,7 H.
" Pozostawić nieruchomo na 5 min obserwując, czy pod próbką nie utworzył się
pęcherzyk powietrza.
" Jeśli pęcherzyk nie utworzy się podnosić lejek do poło\enia wy\szego o 5cm z
prędkością 1cm/s w odstępach 5 min.
" W momencie utworzenia się pęcherzyka powietrza zanotować:
- czas (t), jaki upłynął od chwili zatrzymania lejka na ostatnim poziomie
- wysokość poziomu (h) spodu próbki ponad zwierciadło wody w
naczyniu.
Opracowanie wyników
Obliczyć kapilarność bierną Hkb [cm].
= (h - 5,0) + "h [cm]
H
kb
gdzie:
h - wysokość poziomu ponad zwierciadło wody w naczyniu [cm]
"h  poprawka interpolacyjna [cm]
"h = tv
t  czas jaki upłynął od chwili zatrzymania się lejka na ostatnim poziomie
[min.]
v- średnia prędkość podnoszenia lejka [1cm/min]
Jako ostateczny wynik oznaczenia przyjąć średnią arytmetyczną dwu wyników
badania właściwego, nie ró\niące się między sobą więcej ni\ 0,1 Hkb
OZNACZANIE WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ
Uwagi wstępne
Wilgotność optymalna (wopt)  wilgotność, przy której w danych warunkach ubijania mo\na
osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc uzyskać maksymalną jego gęstość
objętościową.
Wykonanie oznaczenia
" Grunt przygotowany do badania starannie wymieszać.
" Zwa\yć pusty cylinder (mt).
" Ustalić objętość cylindra (V).
" Ustawić cylinder w aparacie Proctora.
" Do cylindra nało\yć warstwę gruntu o gr. 5-7 cm; powierzchnię lekko
wyrównać.
" Ubijać ubijakiem mechanicznym stosując 25 uderzeń ubijaka na warstwę.
" Powierzchnię ubitej warstwy lekko zdrapać ostrzem no\a.
" Powtórzyć ubijanie na dwóch kolejnych warstwach; przed zagęszczaniem
trzeciej warstwy nało\yć na cylinder kołnierz; po ubiciu trzeciej warstwy grunt
powinien wystawać 5-10 mm powy\ej górnej krawędzi cylindra (wewnątrz
kołnierza).
" Zdjąć kołnierz i ściąć nadmiar gruntu równo z krawędzią cylindra zawsze od
środka do krawędzi. Oczyścić starannie zewnętrzne ścianki cylindra i podstawę.
" Zwa\yć cylinder z gruntem (mwt).
" Wyjąć do parownicy grunt z cylindra i pobrać próbkę do oznaczenia
wilgotności. Próbka powinna być z ró\nych miejsc  co najmniej z dziesięciu.
" Oznaczyć wilgotność próbki.
" Pozostały grunt rozdrobnić, dodać wody tak, aby jego wilgotność wzrosła
o 1-2% i starannie wymieszać.
" Powtórzyć cykl ubijania.
" Cykle ubijania powtarzać tak długo, za ka\dym razem zwiększając wilgotność
gruntu o 1-2%, a\ masa cylindra z gruntem (mwt) zacznie się zmniejszać.
Opracowanie wyników
Obliczyć wilgotność ka\dej próbki w [%]
mmt - mst
w = " 100%
mst - mt
gdzie:
mmt  masa naczynka z gruntem wilgotnym [g]
mst  masa naczynka z gruntem suchym [g]
mt  masa naczynka pustego [g]
Obliczyć gęstość objętościową gruntu  [g/cm3] dla ka\dej próbki



mwt - mt
 =
V
gdzie:
mmt  masa cylindra z gruntem [g]
mt  masa cylindra pustego [g]
V  objętość gruntu w cylindrze [cm3]
Obliczyć gęstość objętościową szkieletu gruntowego d [g/cm3] dla ka\dej próbki



100 " 
d =
100 + w
gdzie:
  gęstość objętościowa gruntu [g/cm3]
w  wilgotność gruntu [%]
Sporządzić wykres zale\ności d od w. Za wilgotność optymalną (wopt) badanego



gruntu przyjąć wartość wilgotności wyznaczoną z wykresu, która odpowiada maksymalnej
gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (ds).
Obliczyć wskaznik zagęszczenia gruntu Is
d
Is =
ds
gdzie:
d  gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
ds maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]
OZNACZANIE ŚCIŚLIWOŚCI GRUNTU
Uwagi wstępne
Ściśliwość gruntu  zdolność gruntu do zmniejszania swojej objętości pod wpływem
obcią\enia. Miarą ściśliwości gruntu jest edometryczny moduł ściśliwości.
Edometryczny moduł ściśliwości  stosunek przyrostu naprę\enia normalnego (") do
przyrostu odkształcenia względnego (), mierzonego w kierunku działania siły obcią\ającej,
w jednoosiowym /edometrycznym/ stanie odkształceń, po zakończeniu umownej konsolidacji
gruntu.
- pierwotnej (Mo) - przy obcią\aniu próbki po raz pierwszy
- wtórnej (M)  przy kolejnym cyklu obcią\ania
Wykonanie oznaczenia
Przygotowanie próbki
" Do próbnika - dwudzielnego pierścienia tnącego - zamontować pierścień
edometryczny.
" Wypełnić próbnik gruntem.
" Zdjąć obie części pierścienia tnącego i wyrównać powierzchnię gruntu równo z
brzegami pierścienia edometrycznego.
Przygotowanie stanowiska
" Na górnej i dolnej powierzchni próbki w pierścieniu umieścić zwil\one sączki z
bibuły filtracyjnej.
" Ustawić na edometrze dolny filtr. Ustawić pierścień z próbką na filtrze dolnym
edometru. Nało\yć oprawkę edometru i zamocować ją śrubami. Nało\yć górny
filtr.
" Ustawić czujniki do pomiaru zmian wysokości próbki, opierając nó\kę
czujników o filtr górny; wyzerować czujniki.
" Opuścić trzpień na górną powierzchnię filtra górnego. Zakręcić śrubkę
dociskową trzpienia.
Badanie ściśliwości pierwotnej
" Nało\yć ramę obcią\ającą z wieszakiem  ramka wywiera naprę\enie 12,5kPa
" Po odkręceniu śruby dociskowej trzpienia notuje się wskazania czujników
zegarowych po upływie 1 , 2 , 5 , 15 , 30 , 1h, 2h, 4h, 6h i 24h a następnie co
24 h do chwili osiągnięcia umownej stabilizacji odkształceń (dla potrzeb
ćwiczenia czas odczytów z czujników poda prowadzący).
" Po osiągnięciu stabilizacji osiadań przy danym stopniu naprę\enia zwiększyć
obcią\enie próbki. Kolejne stopnie naprę\enia powinny wynosić 25 kPa, 50kPa,
100, 200kPa. Ka\dorazowo notować wskazania czujników w wyznaczonych
odstępach czasu.
Badanie odprę\enia
" Po osiągnięciu stabilizacji osiadań przy ostatnim stopniu obcią\enia odcią\ać
próbkę stopniami 100 kPa, 50kPa, 25kPa do wartości 12,5kPa. Notować
odczyty z czujników w wyznaczonych odstępach czasu  po 1 , 2 , 5 , 15 , 30 ,
1h, 2h, 4h, 6h i 24h a następnie co 24 h ka\dorazowo a\ do osiągnięcia
umownej stabilizacji odkształceń.
Badanie ściśliwości wtórnej
" Po odcią\eniu próbkę obcią\ać ponownie kolejno stopniami jak przy badaniu
ściśliwości pierwotnej. Notować odczyty z czujników w wyznaczonych
odstępach czasu ka\dorazowo a\ do osiągnięcia umownej stabilizacji
odkształceń.
Opracowanie wyników
Obliczyć edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M0i [kPa] dla ka\dego
przyrostu naprę\enia
" " " hi-1
M0i = =
 "hi
gdzie:
"  przyrost obcią\enia jednostkowego (naprę\enia normalnego) próbki [kPa]
" = i - i-1
  odkształcenie jednostkowe próbki przy danym naprę\eniu
hi-1 - hi
"h
 = =
hi-1 hi-1
__
Obliczenia edometrycznego modułu odprę\enia (M) oraz edometrycznego modułu
ściśliwości wtórnej (M) przeprowadzić analogicznie do obliczeń modułu ściśliwości
pierwotnej, przyjmując dane otrzymane odpowiednio przy odcią\aniu i wtórnym obcią\eniu
próbki.
Wykonać wykresy (Załącznik 4):
- ściśliwości gruntu: na osi odciętych zaznaczyć kolejne stopnie naprę\enia () a na
osi rzędnych wysokość próbki (h) dla stanów umownej stabilizacji odkształceń próbki dla
odpowiadającego naprę\enia normalnego.
- konsolidacji gruntu: na osi odciętych w skali logarytmicznej zaznaczyć czas
osiadania (t) liczony od momentu przyło\enia danego obcią\enia, a na osi rzędnych
odpowiadającą wysokość próbki (h). Dla ka\dego przyrostu naprę\enia wykreślić odrębną
krzywą.
OZNACZANIE WYTRZYMAAOŚCI GRUNTU NA ŚCINANIE
W APARACIE BEZPOŚREDNIEGO ŚCINANIA
Uwagi wstępne
Wytrzymałość gruntu na ścinanie (
)  opór, jaki stawia grunt naprę\eniom ścinającym, po


pokonaniu którego następuje poślizg pewnej części ośrodka gruntowego w stosunku do
pozostałej.
Zgodnie z teorią Culomba Mohra:
f = n"tg Ćs +cs
  " Ć
  " Ć
  " Ć
gdzie: Ćs  kąt tarcia wewnętrznego gruntu oznaczony w aparacie skrzynkowym
cs  spójność gruntu oznaczona w aparacie skrzynkowym
Wykonanie oznaczenia
Przygotowanie próbki
" Skręcić śrubami górną i dolną część skrzynki.
" Zało\yć dolną ząbkowaną płytkę oporową.
" Umieścić grunt w skrzynce zagęszczając warstwami.
" Zało\yć górną ząbkowaną płytkę oporową oraz wieczko.
" Ustawić skrzynkę na aparacie bezpośredniego ścinania (nosem ramki górnej w
kierunku dynamometru).
Wykonanie pojedynczego ścięcia
" Zało\yć ramkę z wieszakiem na górną powierzchnię próbki
" Dokonać wstępnej konsolidacji próbki, poprzez zawieszenie odwa\ników z
obcią\eniem konsolidującym do czasu osiągnięcia umownej stabilizacji osiadań
" Zdjąć obcią\enie konsolidujące.
" Przyło\yć właściwe naprę\enie normalne; pierwsze ścięcie wykonać przy
naprę\eniu 25 kPa (jest to naprę\enie wywołane cię\arem własnym ramki z
wieszakiem).
" Wykręcić i odło\yć śruby łączące dolną i górną część skrzynki.
" Za pomocą śrub dystansowych (w naro\nikach skrzynki) unieść skrzynkę górną
względem dolnej o ok. 1 mm.
" Zablokować sprzęgło, włączyć silnik aparatu.
" Obserwować wskazania czujnika zegarowego dynamometru (R) oraz wzajemne
przesunięcie skrzynki górnej i dolnej.
" Badanie prowadzić do chwili gdy:
- dwa kolejne odczyty czujnika (w odstępie ok.1 min) nie wyka\ą wzrostu
siły ścinającej lub
- wzajemne przemieszczenie skrzynki górnej i dolnej wyniesie 10%
długości boku próbki (ok. 6mm).
" Wyłączyć silnik, zdjąć skrzynkę z aparatu, usunąć grunt ze skrzynki.
Wykonanie całego badania
" Badanie powtórzyć 5 razy na oddzielnych próbkach, zmieniając przy ka\dym
ścięciu naprę\enie normalne przykładane do górnej powierzchni próbki poprzez
zawieszanie odwa\ników. Naprę\enia podczas kolejnych ścięć powinny
wynosić: 25 kPa, 50 kPa, 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa.
Opracowanie wyników
Obliczyć wartość wytrzymałości gruntu na ścinanie f [kPa] dla ka\dej próbki:



Qmax
f =
F0
gdzie:
Qmax  największa wartość siły ścinającej [kN];
Q = R"Cd; Cd - stała dynamometru  1 kN/mm (100 kG/mm)
R  odczyt czujnika dynamometru
F0  pole przekroju poprzecznego próbki [m2]
Wyznaczyć wartość kąta tarcia wewnętrznego (Ćs) i spójności (cs) gruntu
Ć
Ć
Ć
a) Analitycznie
N " Łf " n - Łf " Łn
Śs = arc tg
N " Ł2n - (Łn )2
Łf " Łn 2 - Łn " Łf " n
cs =
N " Ł2n - (Łn )2
b) Graficznie  obliczone pary naprę\eń (n, f) nanieść jako punkty na
wykonany w skali wykres zale\ności f = f(n). Punkty aproksymować
graficzne prostą. Odczytać z wykresu wartości Ćs, cs.
Ćs
cs
#
19,50
OZNACZANIE WYTRZYMAAOŚCI GRUNTU NA ŚCINANIE
W APARACIE TRÓJOSIOWEGO ŚCISKANIA
Uwagi wstępne
Wytrzymałość gruntu na ścinanie (
)  opór, jaki stawia grunt naprę\eniom ścinającym, po


pokonaniu którego następuje poślizg pewnej części ośrodka gruntowego w stosunku do
pozostałej.
Podczas ćwiczeń laboratoryjnych wykonywane będą badania trójosiowe bez
konsolidacji i bez odpływu wody. Dla tej metody, zgodnie z teorią Culomba Mohra:
f = n"tg Ću +cu
  " Ć
  " Ć
  " Ć
gdzie: Ću  całkowity kąt tarcia wewnętrznego gruntu
cu  całkowita wartość spójności gruntu
Przygotowanie próbki
" Za pomocą imadła oraz no\a strunowego przygotować cylindryczną próbkę (za
cylindryczną uznać mo\na próbkę w kształcie graniastosłupa foremnego o
liczbie boków nie mniejszej ni\ 24).
" Zmierzyć średnicę próbki - średnica próbki powinna wynosić 35-38 mm.
" Zwa\yć próbkę.
Wykonanie oznaczenia
" Umieścić próbkę w komorze:
- próbkę ustawić na dolnej płycie komory kolejno na filtrze metalowym i sączku z
bibuły filtracyjnej
- na górną powierzchnię próbki nało\yć sączek i metalową nasadkę
- próbkę umieścić u osłonce gumowej
- zabezpieczyć gumową osłonkę z góry i z dołu przed zsunięciem poprzez nało\enie
pierścienia z gumy
- oczyścić i uszczelnić wazeliną uszczelkę w podstawie komory
- zało\yć szklaną osłonę aparatu, opierając metalowy tłok w osi próbki
- przykręcić komorę za pomocą klucza, do chwili wyczuwalnego oporu
" Komorę umieścić na talerzyku kolumny prasy.
" Pokręcając korbką napędu ręcznego doprowadzić do zetknięcia się tłoka
komory prób z pierścieniem pomiarowym dynamometru.
" Uruchomić zespół hydrauliczno-pneumatyczny:
- upewnić się, \e wszystkie zawory zespołu są zakręcone
- otworzyć dopływ wody do zespołu ze zbiornika
- odkręcić zwór odpowietrzający komorę aparatu
" Napełnić komorę wodą:
- odkręcić zawór \ółty i zielony
- gdy woda wypełni komorę a\ do przelania się przez zawór odpowietrzający zakręcić
zawór odpowietrzający
- zakręcić zawór \ółty i zielony
" Wytworzyć ciśnienie w komorze prób:
- otworzyć zawór niebieski
- pompką wytworzyć \ądane ciśnienie
- zakręcić zawór niebieski
" Uruchomić silnik elektryczny.
" Badanie prowadzić do chwili gdy dwa kolejne odczyty czujnika (w odstępie
ok.1 min) nie wyka\ą wzrostu siły ścinającej
" Rozmontować aparat :
- usunąć wodę z komory: odkręcić zawór czerwony
- je\eli komora nie zostanie opró\niona całkowicie to odkręcić zawór niebieski i
kilkakrotnie nacisnąć pompę no\ną
- odkręcić zawór odpowietrzający
- rozkręcić komorę prób i usunąć próbkę
" Ponownie zwa\yć próbkę.
Opracowanie wyników
Obliczyć naprę\enie dewiatorowe [kPa]:
Qmax
1 -  =
3
F0
gdzie: Qmax - maksymalna siła osiowa w momencie ścięcia próbki [kN]:
Qmax = R"Cd;
Cd - stała dynamometru  0,4 " 1 kN/mm (40 kG/mm)
R  odczyt czujnika dynamometru
F0  pole przekroju poprzecznego próbki [m2]
Wyznaczyć kąt tarcia wewnętrznego (Ću) i spójność gruntu (cu) metodą graficzną
Ć
Ć
Ć
Wykreślić koła Mohra na podstawie wyników ścięć minimum dwóch próbek. Znalezć prostą
styczną do kół.
1(2)-3(2)
1(1)-3(1)
2
2
Ću
cu
1(1) 1(2)
21,28
1(1)+3(1)
2
44,71
1(2)+3(2)
2
6,91
WYKAZ LITERATURY I NORM
KOSTRZEWSKI W. Parametry geotechniczne gruntów budowlanych oraz metody ich
oznaczania. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 1998.
MYŚLICSKA E. Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa, 1992, 1998, 2001.
PISARCZYK S. RYMSZA B. Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Oficyna Wydawnicza
Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993.
WIAUN Z. Zarys geotechniki. Wydawnictwa Komunikacji i Aączności, Warszawa 1987.
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
PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu
PN-55/B-04492 Grunty budowlane. Badania właściwości fizycznych. Oznaczanie wskaznika
wodoprzepuszczalności
PN-60/B-04493 Grunty budowlane. Oznaczanie kapilarności biernej


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Plan III sem
Zakres projektu III B sem 5
Materiałoznawstwo ściaga II III sem W 10
Pytania na kosmetologie III sem
Cw III sem 12 Mechatronika 6 12
JH III sem
Przykładowy egzamin sem III
OLYMPUS µ [mju] III 80 instrukcja obsługi
04 03 08 sem III
chow zwierzat gospodarskich i towarzyszacych wyklady sem III
Choroby zwierzat sem III A
Temat I projektu KBI sem III

więcej podobnych podstron