Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

Wydział Budownictwa i Architektury

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego

z mechaniki gruntów

Ćwiczenie numer 3

Badanie ściśliwości gruntu

Rok II

Semestr I

Grupa 7

Wykonali:

Katarzyna Smentek

Grzegorz Skorupiński

1. WZORY:

Moduł ściśliwości pierwotnej gruntu $\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ }M_{0} = \frac{\sigma}{\varepsilon}$

Przyrost obciążenia jednostkowego próbki σ = σ_i − σ_i − 1

Odkształcenie względne próbki $\varepsilon = \frac{h_{i - 1} - h_{i}}{h_{i - 1}}$

1. OBLICZENIA:

1. Moduł ściśliwości pierwotnej:

σ₁ = 12, 5kPa − 0kPa = 12, 5kPa

$$\varepsilon_{01} = \ \frac{20 - 18,90}{20} = 0,055$$

$$M_{0} = \frac{{\sigma}_{1}}{\varepsilon_{01}} = \frac{12,5kPa}{0,055} = 227,27kPa$$

σ₂ = 25kPa − 12, 5kPa = 12, 5kPa

$$\varepsilon_{02} = \frac{18,90 - 18,36}{18,90} = 0,029$$

$$M_{0} = \frac{{\sigma}_{2}}{\varepsilon_{02}} = \frac{12,5kPa}{0,029} = 431,03kPa$$

σ₃ = 50kPa − 25kPa = 25kPa

$$\varepsilon_{03} = \frac{18,36 - 17,65}{18,36} = 0,039$$

$$M_{0} = \frac{{\sigma}_{3}}{\varepsilon_{03}} = \frac{25kPa}{0,039} = 641,03kPa$$

σ₄ = 100kPa − 50kPa = 50kPa

$$\varepsilon_{04} = \frac{17,65 - 16,79}{17,65} = 0,049$$

$$M_{0} = \frac{{\sigma}_{4}}{\varepsilon_{04}} = \frac{50kPa}{0,049} = 1020,41kPa$$

1. Moduł ściśliwości wtórnej:

σ₂ = 25kPa − 12, 5kPa = 12, 5kPa

$$\varepsilon_{2} = \frac{17,12 - 17,01}{17,12} = 0,006$$

$$M = \frac{{\sigma}_{2}}{\varepsilon_{2}} = \frac{12,5kPa}{0,006} = 2083,33kPa$$

σ₃ = 50kPa − 25kPa = 25kPa

$$\varepsilon_{3} = \frac{17,01 - 16,94}{17,01} = 0,004$$

$$M = \frac{{\sigma}_{3}}{\varepsilon_{3}} = \frac{25kPa}{0,004} = 6250kPa$$

σ₄ = 100kPa − 50kPa = 50kPa

$$\varepsilon_{4} = \frac{16,94 - 16,73}{16,94} = 0,012$$

$$M = \frac{{\sigma}_{4}}{\varepsilon_{4}} = \frac{50kPa}{0,012} = 4166,67kPa$$

1. WNIOSKI:

Podczas badania makroskopowego gruntu stwierdzono, iż doświadczenie było przeprowadzone na torfie (T) lub namule (Nm). Był to grunt o dużej wilgotności, barwy czarnej, bez widocznych szczątków organicznych. Wyniki uzyskane w edometrze przedstawiono w tabeli- na ich podstawie obliczono moduł ściśliwości pierwotnej i wtórnej oraz sporządzono krzywą ściśliwości gruntu, wykresy konsolidacji. Ściśliwość pierwotną obserwowano począwszy od wysokości próbki h=20mm (z dokładnością do 0,01mm) i obciążenia 12,5 kPa. Przy takim obciążeniu, w czasie 8 minut odczyt na czujniku zmienił się o 1,10mm. Przy kolejnych obciążeniach 25kPa, 50kPa, 100 kPa- po czasie 8 minut wysokości próbki zmniejszały się wolniej tj. o 0,54mm; 0,71mm; 0,86mm. Tempo spadku odczytów dla różnych obciążeń, lecz po tym samym czasie od momentu obciążenia inną masą była bardzo zbliżona (zmiany najczęściej o 0,02 lub 0,03mm). Po całkowitym obciążeniu pierwotnym uzyskano wynik 16,79 mm. Gdy zaczęto odciążać układ, odczyty zaczęły minimalnie się zwiększać, lecz nie osiągnęły oczywiście wartości początkowej 20 mm. Obciążenie wtórne natomiast spowodowało spadek wysokości gruntu z wartości 17,12mm do 16,73mm.

1. UWAGI:

Zgodnie z zapisem w tabeli w książce „Grunty budowlane cz.3 – laboratoryjne badania mechanicznych cech gruntów”, wyd. Politechniki Krakowskiej, Kraków 1999, wyniki powinny zawierać się w przedziale XXX. Niestety wskutek niedokładności pomiarowych odbiegają nieco od wartości z „tablicy z orientacyjnymi wartościami modułów ściśliwości gruntów E i M