Data oddania sprawozdania: 10.05.2010 r.

Data wykonania ćwiczenia: 19.04.2010 r.

LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW

Ćwiczenie nr 3 określenie spoistości, konsystencji i stanu gruntu spoistego

Marcin Leśniewicz

Edyta Kusideł

Adam Rogalski

1. Definicje oznaczanych parametrów.

Wilgotność naturalna w_n - to taka wilgotność, która charakteryzuje zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych, a więc bezpośrednio w terenie.

Granica plastyczności w_p - jest to wilgotność jaka ma grunt przy przejściu ze stanu twardoplastycznego do półzwartego (i odwrotnie). Wałeczek wykonany z takiego gruntu pęka lub rozwarstwia się osiągając średnicę 3mm.

Granica płynności w_l - jest to wilgotność jaką ma grunt przy przejściu ze stanu płynnego do stanu miękkoplastycznego. Przy tej wilgotności bruzda wykonana w paście gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande'go schodzi się na długości 1 cm i wysokości 1 mm przy 25 uderzeniach miseczki o gumową podkładkę,

Wskaźnik plastyczności I_p - parametr służący do oceny spoistości gruntu.

Stopień plastyczności I_l - parametr określający stan gruntu.

2. Podstawy teoretyczne

Podział gruntów ze względu na wskaźnik plastyczności:

• Niespoisty (ns) I_p≤1%

• Spoisty

• Mało spoisty (ms) 1%<I_p ≤10%

• Średnio spoisty (ss) 10% I_p≤20%

• Zwięzło spoisty (zs) 20% I_p≤30%

• Bardzo spoisty (bs) 30%<I_p

Konsystencje gruntów i ich stany:

• Zwarta

• Zwarty (zw) w_n ≤ w_s I_l<0

• Półzwarty (pzw) w_s<w_n≤w_p I_l≤0

• Plastyczna

• Twardoplastyczny (tpl) | 0<I_l≤0,25

• Plastyczny (pl) |=> w_p<w_n≤w_l 0,25<I_l≤0,50

• Miękkoplastyczny | 0,50<I_l≤1,00

• Płynna

• Płynny (pł) w_l<w_n I_l>1,00

• Opis wykonywanych czynności

• Oznaczenie wilgotności naturalnej

• Zważyliśmy parowniczkę m_t

• Zważyliśmy parowniczkę z próbką gruntu wilgotnego m_mt

• Próbkę wysuszono w temp. 105⁰C, a następnie zważyliśmy m_st

• Oznaczenie granicy plastyczności

• Zważyliśmy parowniczkę m_t

• Z przygotowanego gruntu uformowaliśmy kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowaliśmy aż uzyskaliśmy wałeczek o średnicy 3 mm

• Czynność powtarzaliśmy do pęknięcia wałeczka

• Wszystkie kawałki wałeczka włożyliśmy do parowniczki

• W parowniczce zgromadziliśmy 7g badanego gruntu

• Próbki poddaliśmy suszeniu, a następnie zważyliśmy

• Oznaczenie granicy płynności

• Próbkę badanego gruntu wymieszaliśmy z wodą destylowaną, aż do uzyskania jednolitej pasty.

• Uzyskaną pastę gruntową nałożyliśmy na miseczkę aparatu Casagrande'a

• Masa miseczki z gruntem wynosiła 210+-1g

• W paście wycięliśmy bruzdę za pomocą rylca

• Włączyliśmy aparat Casagrande'a licząc ilość uderzeń, aż do zlania się brzegów bruzdy.

• Ze środka bruzdy pobraliśmy próbkę gruntu do naczynka wagowego w celu oznaczenia wilgotności.

• Wymienione wyżej czynności powtórzyliśmy 5-krotnie

• Próbki wysuszyliśmy, a następnie zważyliśmy

• Przeprowadziliśmy badanie makroskopowe na próbce badanego gruntu

4. Obliczenia

• Wilgotność naturalna

Wilgotność badanego gruntu określamy na podstawie wzoru:




Dla parowniczki numer 490:




Dla parowniczki numer 423:




Obliczenie wyniku ostatecznego (jako średnią arytmetyczną obu wyników):





Sprawdzenie poprawności wyniku ostatecznego:




Warunek spełniony

• Granica plastyczności

Wilgotność badanego gruntu określamy na podstawie wzoru:




Dla parowniczki numer 346:




Dla parowniczki numer 286:




Obliczenie wyniku ostatecznego (jako średnią arytmetyczną obu wyników):




Sprawdzenie poprawności wyniku ostatecznego:




Warunek spełniony

• Oznaczenie granicy płynności

Wilgotność badanego gruntu określamy na podstawie wzoru:


, n - liczba uderzeń miseczki

Dla parowniczki numer 10:


n=10

Dla parowniczki numer A4:


n=14

Dla parowniczki numer 46:


n=29

Dla parowniczki numer 2:


n=32

Dla parowniczki numer 5:


n=25

Otrzymane wyniki uderzeń oraz wilgotności poszczególnych prób umieszczamy na wykresie dołączonym do sprawozdania. Przez wyznaczone punkty prowadzimy prostą. Punkt przecięcia linii z linią odpowiadającą 25 uderzeniom stanowi granice płynności Badanego gruntu. Z wykresy odczytujemy wartość otrzymanej granicy płynności badanego grunty, która wynosi:

W_l=28,9%

• Badanie makroskopowe

• Spoistość gruntu (na podstawie próby wałeczkowania) - brak połysku, spękania poprzeczne → średnio spoisty

• Zawartość ziaren frakcji piaskowej - pojedyncze ziarna piasku → grupa II

• Nazwa i symbol gruntu - Glina G

• Stan gruntu (liczba niespękanych wałeczków) - X₁=2, X₂=2, X₃=2

• Barwa - ciemno szara

• Wilgotność - bibułka jest wilgotna → wilgotny

• Zawartość CaCO₃ burzy się intensywnie, poniżej 20 sek → 3÷5%

• Określenie konsystencji, spoistości i stanu gruntu

Konsystencję badanego gruntu obliczamy posługując się otrzymanymi wielkościami:

w_{n = 16%}

w_{P = 14%}

w_{L = 28,9%}

przy pomocy wzoru określającego stopień plastyczności:




Otrzymana wartość stopnia plastyczności wskazuje, że badany grunt ma konsystencję: plastyczna (pl)

i stan: twardoplastyczny (tpl)

Stan gruntu określamy przy pomocy wskaźnika plastyczności określonego wzorem:




Otrzymana wartość wskaźnika plastyczności wskazuje, że badany grunt ma spoistość: Średnio spoisty (ss)

5. Wnioski

Badana próbka gruntu charakteryzuje się następującymi parametrami:

Nazwa: Glina G

W_n=16%

W_p=14%

W_l=28,9%

Konsystencja: plastyczna (pl)

Stan: twardoplastyczna (tpl)

Spoistość: średnio spoisty (ss)

Badanie makroskopowe wykazało, że badany grunt jest w stanie plastycznym, a po dokładniejszym przebadaniu próbka okazała się być w stanie twardoplastycznym.










---