Politechnika Koszalińska

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Zakład Geotechniki

Kierunek: Budownictwo

Ćwiczenie nr 9.

Wyznaczenie wilgotności optymalnej gruntu

Prowadzący: Wykonali:

dr inż. Krzysztof Gajewski Ernest Kłosowski

Artur Malik

Daniel Marciniak

gr. 3.1.2

Wyznaczanie wilgotności optymalnej gruntu.

1. Pierwsza próba przeprowadzona na próbce gruntu 4,0 - 5,0 kg

(próbka nr 1).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

- masa parowniczki bez gruntu : m_{t 1a} =22,51 m_{t 1b} =20,59 [ g ]

- masa parowniczki z gruntem : m_{mt 1a}=41,92 m_{mt 1b}=41,59 [ g ]

- masa parowniczki z gruntem po wysuszeniu : m_{st 1a} =41,39 m_{st 1b} =41,10 [ g ]

- masa odparowanej wody : m_w = m_mt - m_st

m_{w 1a} = 41,92 - 41,39 m_{w 1a} = 0,53 [ g ]

m_{w 1b} = 41,59 - 41,10 m_{w 1b} = 0,49 [ g ]

- masa wysuszonego gruntu : m_s = m_st - m_t

m_{s 1a} = 41,39 - 22,51 m_{s 1a} =18,88 [ g ]

m_{s 1b} = 41,10 - 20,59 m_{s 1b} =20,51 [ g ]

- określenie wilgotności gruntu : w = ( m_w / m_s ) * 100

w_1a =(0,53/18,88)*100 w_1a =2,81 [ % ]

w_1b =(0,49/20,51)*100 w_1a =2,39 [ % ]

w₁ = (w_1a + w_1b ) / 2 w₁ =2,60 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

- objętość cylindra : V =1000 [cm³]

- masa cylindra wraz z podstawką : m_{t 1} =6136 [ g ]

- masa cylindra z podstawką i gruntem : m_{mt 1}=7974 [ g ]

- masa gruntu w cylindrze określona na podstawie wzoru : m_m = m_mt - m_t

m_{m 1} = 7974 - 6136 m_{m 1} =1838 [ g ]

- określenie gęstości objętościowej gruntu : ρ = m_m / V

ρ₁ = 1838/1000 ρ₁=1,838 [g/cm³]

- określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego : ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 1} = (100*1,838)/(100+2,60) ρ_d1 =1,791 [g/cm³]

2. Druga próba przeprowadzona na próbce po dodaniu

ok. 100g wody (próbka nr 2).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

m_{t 2a} =21,55 [ g ] m_{t 2b} =25,59 [ g ]

m_{mt 2a}=45,54 [ g ] m_{mt 2b}=47,94 [ g ]

m_{st 2a} =44,31 [ g ] m_{st 2b} =46,84 [ g ]

m_w = m_mt - m_st

m_{w 2a} = 45,54 - 44,31 m_{w 2a} = 1,23 [ g ]

m_{w 2b} = 47,94 - 46,84 m_{w 2b} = 1,10 [ g ]

m_s = m_st - m_t

m_{s 2a} = 44,31 - 21,55 m_{s 2a} =22,76 [ g ]

m_{s 2b} = 46,84 - 25,59 m_{s 2b} =21,25 [ g ]

w = ( m_w / m_s ) * 100

w_2a =(1,23/22,76)*100 w_2a =5,40 [ % ]

w_2b =(1,10/21,25)*100 w_2a =5,18 [ % ]

w₂ = (w_2a + w_2b ) / 2 w₂ =5,29 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

V =1000 [cm³]

m_{t 2} =6138 [ g ]

m_{mt 2}=8056 [ g ]

m_m = m_mt - m_t

m_{m 2} = 8056 - 6138 m_{m 2} =1918 [ g ]

ρ = m_m / V

ρ₂ = 1918/1000 ρ₂=1,918 [g/cm³]

ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 2} = (100*1,918)/(100+5,29) ρ_d2 =1,822 [g/cm³]

3. Druga próba przeprowadzona na próbce po dodaniu

kolejnych 100 g wody (próbka nr 3).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

m_{t 3a} =24,50 [ g ] m_{t 3b} =24,28 [ g ]

m_{mt 3a}=47,89 [ g ] m_{mt 3b}=51,21 [ g ]

m_{st 3a} =46.16 [ g ] m_{st 3b} =49,31 [ g ]

m_w = m_mt - m_st

m_{w 3a} = 47,89 - 46.16 m_{w 3a} =1,73 [ g ]

m_{w 3b} = 51,21 - 49.31 m_{w 3b} =1,90 [ g ]

m_s = m_st - m_t

m_{s 3a} = 46.16 - 24,50 m_{s 3a} =21,66 [ g ]

m_{s 3b} = 49.31 - 24,28 m_{s 3b} =25.03 [ g ]

w = ( m_w / m_s ) * 100

w_3a =(1,73/21,66)*100 w_2a = 7,99 [ % ]

w_3b =(1,90/25,03)*100 w_2a = 7,59 [ % ]

w₃ = (w_3a + w_3b ) / 2 w₃ = 7,79 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

V =1000 [cm³]

m_{t 3} =6139 [ g ]

m_{mt 3}=8114 [ g ]

m_m = m_mt - m_t

m_{m 3} = 8114 - 6139 m_{m 3} =1975 [ g ]

ρ = m_m / V

ρ₃ = 1975/1000 ρ₃=1,975 [g/cm³]

ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 3} = (100*1,975)/(100+7,79) ρ_d3 =1,832 [g/cm³]

4. Druga próba przeprowadzona na próbce po dodaniu

kolejnych 100 g wody (próbka nr 4).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

m_{t 4a} =23,43 [ g ] m_{t 4b} =23,09 [ g ]

m_{mt 4a}=44,85 [ g ] m_{mt 4b}=45,76 [ g ]

m_{st 4a} =42,81 [ g ] m_{st 4b} =43,59 [ g ]

m_w = m_mt - m_st

m_{w 4a} = 44,85 - 42,81 m_{w 4a} =2,04 [ g ]

m_{w 4b} = 45,76 - 43,59 m_{w 4b} =2,17 [ g ]

m_s = m_st - m_t

m_{s 4a} = 42,81 - 23,43 m_{s 4a} =19,38 [ g ]

m_{s 4b} = 43,59 - 23,09 m_{s 4b} =20,50 [ g ]

w = ( m_w / m_s ) * 100

w_4a =(2.04/19,38)*100 w_4a =10.53 [ % ]

w_4b =(2.17/20,50)*100 w_4a =10,59 [ % ]

w₄ = (w_4a + w_4b ) / 2 w₄ =10,56 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

V =1000 [cm³]

m_{t 4} =6139 [ g ]

m_{mt 4}=8117 [ g ]

m_m = m_mt - m_t

m_{m 4} = 8117 - 6139 m_{m 4} =1978 [ g ]

ρ = m_m / V

ρ₄ = 1978/1000 ρ₄=1,978 [g/cm³]

ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 4} = (100*1,978)/(100+10,56) ρ_d4 =1,789 [g/cm³]

5. Druga próba przeprowadzona na próbce po dodaniu

kolejnych 100 g wody (próbka nr 5).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

m_{t 5a} =24,01 [ g ] m_{t 5b} =22,23 [ g ]

m_{mt 5a}=50,35 [ g ] m_{mt 5b}=44,71 [ g ]

m_{st 5a} =47,22 [ g ] m_{st 5b} =42,10 [ g ]

m_w = m_mt - m_st

m_{w 5a} = 50,35 - 47,22 m_{w 5a} =3,13 [ g ]

m_{w 5b} = 44,71 - 42,10 m_{w 5b} =2,61 [ g ]

m_s = m_st - m_t

m_{s 2a} = 47,22 - 24,01 m_{s 5a} =23,21 [ g ]

m_{s 2b} = 42,10 - 22,23 m_{s 5b} =19,87 [ g ]

w = ( m_w / m_s ) * 100

w_5a =(3,13/23,21)*100 w_5a =13,49 [ % ]

w_5b =(2,61/19,81)*100 w_5a =13,18 [ % ]

w₅ = (w_5a + w_5b ) / 2 w₅ =13,34 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

V =1000 [cm³]

m_{t 5} =6144 [ g ]

m_{mt 5}=8067 [ g ]

m_m = m_mt - m_t

m_{m 5} = 8067 - 6144 m_{m 5} =1923 [ g ]

ρ = m_m / V

ρ₅ = 1923/1000 ρ₅=1,923 [g/cm³]

ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 5} = (100*1,923)/(100+13,34) ρ_d5 =1,697 [g/cm³]

6. Druga próba przeprowadzona na próbce po dodaniu

kolejnych 100 g wody (próbka nr 6).

- określenie wilgotności badanego gruntu :

m_{t 6a} =20,15 [ g ] m_{t 6b} =24,06 [ g ]

m_{mt 6a}=48,99 [ g ] m_{mt 6b}=56,58 [ g ]

m_{st 6a} =45,17 [ g ] m_{st 6b} =52,25 [ g ]

m_w = m_mt - m_st

m_{w 6a} = 48,99 - 45,17 m_{w 6a} =3,82 [ g ]

m_{w 6b} = 56,58 - 52,25 m_{w 6b} =4,33 [ g ]

m_s = m_st - m_t

m_{s 6a} = 45,17 - 20,15 m_{s 6a} =25,02 [ g ]

m_{s 6b} = 52,25 - 24,06 m_{s 6b} =28,19 [ g ]

w = ( m_w / m_s ) * 100

w_6a =(3,82/25,02)*100 w_6a =15,27 [ % ]

w_6b =(4,33/28,19)*100 w_6a =15,36 [ % ]

w₆ = (w_6a + w_6b ) / 2 w₆ =15,31 [ % ]

• Określenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego :

V =1000 [cm³]

m_{t 6} =6154 [ g ]

m_{mt 6}=8069 [ g ]

m_m = m_mt - m_t

m_{m 6} = 8069 - 6154 m_{m 6} =1915 [ g ]

ρ = m_m / V

ρ₆ = 1915/1000 ρ₆=1,915 [g/cm³]

ρ_d = (100*ρ) / (100+w)

ρ_{d 6} = (100*1,915)/(100+15,31) ρ_d6 =1,661 [g/cm³]

Określenie wilgotności optymalnej z wykresu -w_{opt .}

w_opt =.............. [%] ρ_ds. =.............. [g/cm³]

Uwagi i wnioski:

W przeprowadzonym doświadczeniu po oznaczeniu wilgotności (w) i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (ρ _d) dla poszczególnych oznaczeń sporządzono wykres zależności ρ _d do w.

Jako wilgotność optymalną (w _opt.) przyjęto wartość wilgotności, która odpowiada maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (ρ _d). Otrzymane wartości wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nieznaczny sposób odbiegają od wartości tabelarycznych.

Rodzaj gruntu	wartości tabelaryczne		wartości otrzymane
Piasek pylasty	w opt. [%] 8 ÷ 12	ρ d [g/cm^3] 2,0 ÷ 1,8	w opt. [%] 7,8	ρ d [g/cm^3] 1,832

5

---