Ćwiczenie nr.6	Grawicz Piotr	GiBP
Rok akademicki 2005/06	Oznaczenie współczynnika pęcznienia skał	Ocena:

1. Celem ćwiczenia jest określenie charakterystycznych wielości określających pęcznienie zalicza się do nich:

• współczynnik pęcznienia określony w warunkach nieograniczonego pęcznienia próbki

• wilgotność po spęcznieniu

• współczynnik spęcznienia określony w warunkach ograniczonego pęcznienia próbki

• odkształcenia pęcznienia

• odkształcenie objętościowe

2. Wzory, jednostki, wykres:

1. Odkształcenia pęcznienia:

gdzie:

• 
  odkształcenie pęcznienia w kierunku x, y, z [%],

• 
  maksymalne przemieszczenia w kierunku

• L_X, L_Y, L_Z - początkowa odległość między punktami pomiaru w kierunku x, y, z [mm]

2. Odkształcenie objętościowe:

3. Współczynnik pęcznienia określony w warunkach nieograniczonego pęcznienia próbki:

[%]

gdzie:

• P_v - współczynnik pęcznienia [%],

• V_k - objętość końcowa próbki skalnej maksymalnie spęczniałej [mm³]

• V_o - objętość początkowa próbki skalnej [mm³]

4. Wilgotność po spęcznieniu:

[%]

gdzie:

• w_ps - wilgotność po spęcznieniu [%]

• m_w - masa próbki wilgotnej i maksymalnie spęczniałej [g]

• m_s - masa próbki suchej [g]

5. Współczynnik spęcznienia określony w warunkach ograniczonego pęcznienia próbki:

gdzie:

• P_h - współczynnik

• h_k - wysokość końcowa próbki skalnej maksymalnie spęczniałej [mm]

• h_o - początkowa wysokość próbki skalnej [mm]

3. Opracowanie wyników:

• Oznaczenie współczynnika pęcznienia skał zwięzłych:

Rodzaj skały									Łupek ilasty
ms - masa próbki suchej [g]									67,29
LX - wymiar próbki w kierunku x [mm]									33,4
LY - wymiar próbki w kierunku y [mm]									31,9
LZ - wymiar próbki w kierunku z [mm]									25,2
Vo - objętość początkowa próbki [mm^3]									26849,59
Wskazania czujników 1-5 oraz odkształcenia próbki w kierunku x, y, z po czasie t
t [min]	Czujnik [mm]			Czujnik [mm]			Czujnik [mm]
		1		2			3				4		5
0 5 15 25 30 40 50 60	0 0,01 0,01 0,01 0,02 0,02 0,03 0,03	0 0,01 0,01 0,01 0,02 0,03 0,05 0,06	0 5,988·10^-4 5,988·10^-4 5,988·10^-4 11,976·10^-4 14,970·10^-4 23,952·10^-4 26,946·10^-4	0 0 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,04	0 0,02 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,06	0 6,27·10^-4 12,54·10^-4 15,67·10^-4 21,94·10^-4 25,08·10^-4 31,35·10^-4 31,35·10^-4	0 0,01 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06	0 3,97·10^-4 3,97·10^-4 7,94·10^-4 11,9·10^-4 15,87·10^-4 19,84·10^-4 23,81·10^-4		0 16,23·10^-4 22,5·10^-4 29,6·10^-4 45,82·10^-4 55,92·10^-4 75,14·10^-4 82,1·10^-4
Vk - objętość końcowa próbki [mm^3]								27070,6368
Pv - współczynnik pęcznienia [%]								0,8233
mk - masa próbki wilgotnej i max spęczniałej [g]								67,67
wps - wilgotność po spęcznieniu [%]								0,5647

• Oznaczenie współczynnika pęcznienia skał spoistych

Rodzaj skały			Less
ho - wysokość początkowa próbki skalnej [mm]			10
Wskazania czujnika oraz zmiana wysokości próbki po czasie t
Czas t [min]	Wskazania czujnika [mm]	Przyrost wysokość próbki [mm]	Wysokość próbki [mm]
1 2 5 11 15 30 40 45	0,01 0,06 0,39 1,30 1,55 1,70 1,74 1,75	0,01 0,05 0,33 0,91 0,25 0,15 0,04 0,01	10,01 10,06 10,39 11,30 11,55 11,70 11,74 11,75
Ph - współczynnik pęcznienia [%]			17,5

4. Wnioski:

Celem wykonanego ćwiczenia jest określenie współczynnika pęcznienia, wilgotności pęcznienia oraz przedstawienie odkształceń wywołanych przez oddziaływanie na próbkę w funkcji czasu. Z otrzymanych wartości pomiarowych zostały obliczone następujące wielkości:

• współczynnik pęcznienia, wyznaczony w próbie nieograniczonego pęcznienia dla łupka ilastego P_v = 0,8233 [%]

• wilgotność spęcznienia łupka ilastego 0,5647 [%]

• współczynnik pęcznienia wyznaczony w próbie ograniczonego pęcznienia dla lessu P_h= 17,5 [%]

oraz zostały wyznaczone zależności pomiędzy
.

Z otrzymanych wielkości, oraz wykresów wynika iż łupek ilasty jest skałą charakteryzującą się małym współczynnikiem pęcznienia w porównaniu do drugiej badanej skały lessu. Wynika to z tego iż łupek ilasty posiada mniejszą ilość minerałów powodującą pęcznienie skały w porównaniu do lessu. Z otrzymanych wykresów widać iż w przypadku łupka ilastego przyrost odkształcenia pęcznienia w kierunkach x, y, z w przybliżeniu ma charakter prosto liniowy. W przypadku drugiej próbki zauważalne jest w pierwszym okresie nagły nie prostoliniowy przyrost odkształcenia a następnie zależność przechodzi w funkcje liniową i odkształcenia te w funkcji czasu zwiększają swoja wartość w niewielkim stopniu.

4

---