Politechnika Koszalińska
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Zakład Geotechniki
Kierunek: Budownictwo
Ćwiczenie nr 5.
Wyznaczenie edometrycznych modułów ściśliwości pierwotnej M o i wtórnej M.
Prowadzący: Wykonali:
dr inż. Krzysztof Gajewski Ernest Kłosowski
Artur Malik
Daniel Marciniak
gr. 3.1.2
Obliczenie modułów ściśliwości pierwotnej i wtórnej:
wartość edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej „M o” obliczamy wg. wzoru:
[kPa]
w którym:
Δ σ i - przyrost naprężenia σ i - σ i - 1 [kPa]
h i - 1 - wysokość próbki dla początkowe wartości obciążenia w danym przedziale naprężeń [mm]
Δ h i - zmiana wysokości próbki dla danego przedziału naprężeń [mm]
wartość edometrycznego modułu ściśliwości wtórnej „M” obliczamy wg. wzoru:
[kPa]
w którym:
Δ σ i - przyrost naprężenia σ i - σ i - 1 [kPa]
h i - 1 - wysokość próbki dla początkowe wartości obciążenia w danym przedziale naprężeń [mm]
Δ h i - zmiana wysokości próbki dla danego przedziału naprężeń [mm]
Wyznaczenie modułów ściśliwości pierwotnej Mo:
Wielkość |
obciążenia σ i [kPa] |
||||
|
25 |
50 |
100 |
200 |
400 |
h i [mm] |
18,49 |
17,79 |
15,91 |
14,89 |
13,59 |
poprawki [mm] |
0,09 |
0,13 |
0,18 |
0,25 |
0,32 |
Poprawione h i [mm] |
18,58 |
17,92 |
16,09 |
15,14 |
13,91 |
Przyrost obc. Δ σ i [kPa] |
********** |
25 |
50 |
100 |
200 |
Δ h i = h i -1 - h i [mm] |
********** |
0,66 |
1,83 |
0,95 |
1,09 |
M o = (Δ σ i *h i - 1 )/Δ h i |
********** |
703,79 |
489,62 |
1693,68 |
2752,29 |
Wyznaczenie modułów ściśliwości wtórnej M:
Wielkość |
obciążenia σ i [kPa]
|
|||
|
25 |
50 |
100 |
200 |
h i [mm] |
15,50 |
15,41 |
15,20 |
14,75 |
Poprawki [mm] |
0,03 |
0,04 |
0,06 |
0,09 |
Poprawione h i [mm] |
15,53 |
15,45 |
15,26 |
14,84 |
Przyrost obc. Δ σ i [kPa] |
********** |
25 |
50 |
100 |
Δ h i = h i -1 - h i [mm] |
********** |
0,08 |
0,19 |
0,42 |
M o = (Δ σ i *h i - 1 )/Δ h i |
********** |
4853,12 |
4065,79 |
3633,33 |
W tabeli poniżej podano wartości modułów M'o i M' (bez poprawek) i moduły poprawione M o i M oraz wyznaczono współczynniki poprawkowe χ p i χ w . Jak widać dla wszystkich zakresów naprężeń σ i współczynniki χ p i χ w mają zbliżone wartości. Wynika stąd, że wartości χ p i χ w zależą od stanu gruntu.
Wielkości |
25 ÷ 50 |
50 ÷ 100 |
100 ÷ 200 |
200 ÷ 400 |
M o |
703,79 |
489,62 |
1693,68 |
2752,29 |
M'o |
660,36 |
473,14 |
1559,80 |
2543,10 |
χ p = Mo/M'o |
1,06 |
1,03 |
1,08 |
1,08 |
M |
4853,12 |
4065,79 |
3633,33 |
************* |
M' |
4305,56 |
3669,05 |
3377,78 |
************* |
χ w = M/M' |
1,13 |
1,11 |
1,08 |
************* |
wartość średnia χ p = 1,06
wartość średnia χ w = 1,11
oznaczenie wilgotności gruntu (w)
Wilgotność gruntu oblicza się wg wzoru:
[%]
gdzie:
m mt - masa wilgotnej próbki z masą parowniczki [g]
m st - masa próbki wysuszonej z masą parowniczki [g]
m t - masa parowniczki [g]
Grunt przed badaniem ściśliwości.
parowniczka nr Ia parowniczka nr Ib
m mt = 43,67 g m mt = 45,45 g
m st = 30,56 g m st = 31,93 g
m t = 22,67 g m t = 23,31 g
Grunt po badaniu ściśliwości.
parowniczka nr IIa parowniczka nr IIb
m mt = 46,10 g m mt = 42,72 g
m st = 32,16 g m st = 30,98 g
m t = 22,71 g m t = 22,53 g
oznaczenie gęstości objętościowej gruntu (ρ)
Gęstość objętościową gruntu (ρ) obliczamy wg wzoru:
[g/cm 3]
gdzie:
m m - masa próbki gruntu [g]
V - objętość próbki [cm 3 ]
m mt - masa pierścienia wraz z gruntem [g]
m t - masa pierścienia [g]
V p - wewnętrzna objętość pierścienia [cm 3 ]
Grunt przed badaniem ściśliwości.
V p = 66,36 cm 3
m t = 84,36 g
m mt = 157,05 g
[g/cm 3]
[g/cm 3]
Grunt po badaniu ściśliwości.
V p = 45,09 cm 3
m t = 84,36 g
m mt = 152,76 g
[g/cm 3]
[g/cm 3]
Uwagi i wnioski:
Cechy fizyczne gruntu.
Nazwa gruntu |
Przed badaniem |
Po badaniu |
|||
|
w [%] |
ρ [g/cm 3] |
w [%] |
ρ [g/cm 3] |
|
Torf (T) |
161,50 |
1,09 |
143,22 |
1,52 |
|
Otrzymane wyniki w nieznaczny sposób odbiegają od orientacyjnych wartości podstawowych cech fizycznych gruntów zawartych w literaturze.
Należy zauważyć, że pod wpływem ściskania gruntu jego wilgotność zmniejszyła się, natomiast gęstość objętościowa wzrosła.
Dla rozpatrywanego gruntu (torf) można przyjąć obciążenie dopuszczalne „k” [kPa], w zależności :
gdy: D = 2 m ;D f = 0,8 m ⇒ k = 5 kPa
D = 2 m ;D f = 2 m ⇒ k = 25 kPa
D = 2 m ;0,8 < D f < 2 m ⇒ k = 15 kPa
Wartości „k” mogą być stosowane tylko przy budowlach łatwiej wytrzymujących nierównomierne osiadania i tylko w przypadku występowania nie bezpośrednio pod fundamentem.
Wykres ściśliwości gruntu.
1
6
Wyszukiwarka