WYKONANIE OZNACZENIA STANU GRUNTU SPOISTEGO  

(WILGOTNOŚĆ NATURALNA GRUNTU, GRANICA PLASTYCZNOŚCI,  

GRANICA PŁYNNOŚCI) 

 

 
Wprowadzenie 
 

 

Grunty spoiste w stanie naturalnym występują w trzech konsystencjach: zwartej, 

plastycznej i płynnej. W obrębie konsystencji wyróżnia się stany gruntów: zwarty, półzwarty, 
twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny i płynny. 
 Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami są określane jako granice 
konsystencji zwane również granicami Atterberga.  

Między stanem zwartym i półzwartym znajduje się granica skurczalności w

S

 i jest to 

wilgotność w procentach, przy której pomimo dalszego suszenia próbka gruntu nie zmniejsza 
swojej objętości i zmienia barwę na powierzchni na jaśniejszą. 

Pomiędzy stanem półzwartym i stanem twardoplastycznym znajduje się granica 

plastyczności  w

P

 i określa się  ją wilgotność [%], jaką ma grunt, gdy przy kolejnym 

wałeczkowaniu wałeczek pęka, rozwarstwia się lub rozsypuje po osiągnięciu średnicy 3 mm. 

Granica płynności    w

L

 występuje między stanem miękkoplastycznym i płynnym. 

Wyznacza ją wilgotność [%] pasty gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu 
Casagrande’a, w której bruzda wykonana rylcem zejdzie się na długości 10 mm i wysokości  
1 mm przy 25 uderzeniu miseczki o podstawę aparatu. 

 
Różnicę między granicą plastyczności i granicą  płynności nazywamy 

 

wskaźnikiem plastyczności I

P

.  

 
 

P

L

P

w

w

I

−

=

  

 

[%]

 

 
gdzie:  w

L

 – wartość granicy plastyczności [%]; 

w

p 

-

 

wartość granicy płynności [%]. 

 

 

Wskaźnik plastyczności określa ile wody w procentach (w stosunku do masy szkieletu 
gruntowego) wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny. 
 

TABELA 1 

Podział gruntów wg spoistości 

Rodzaj gruntu 

Wskaźnik plastyczności 

niespoisty 

I

P 

≤ 1% 

spoisty I

P

 > 1% 

mało spoisty 

1% < I

P

 

≤ 10% 

średnio spoisty 

10% < I

P

 

≤ 20% 

zwięzło spoisty 

20% < I

P

 

≤ 30% 

bardzo spoisty 

30% < I

P 

 

II / 1

Znając granice konsystencji 

w

P

,

 w

L

 oraz wilgotność naturalną 

w

n

 danej próbki gruntu 

można wyznaczyć stopień plastyczności I

L

, który pozwala ustalić stan gruntu spoistego. 

 

P

L

P

n

L

w

w

w

w

I

−

−

=

 

 

gdzie:  w

n

 – wilgotność naturalna [%] 

w

L

 – granica plastyczności [%]; 

 

w

p 

- 

  

granica płynności [%]. 

 
 

TABELA 2 

 

Podział gruntów spoistych ze względu na stan gruntu 

 

 Stan 

gruntu 

Symbol 

Stopień plastyczności 

Wilgotność gruntu w stosunku do 

granic konsystencji 

Zwarty 
Półzwarty 

zw 

pzw 

I

L

 < 0 

I

L

 

≤ 0 

w 

≤ w

S 

w

S

 <w 

≤ w

P

 

Twardoplastyczny 
Plastyczny 
Miękkoplastyczny 

tpl 

pl 

mpl 

0<

I

L

 

≤ 0,25 

0,25<

I

L

 

≤ 0,50 

0,50<

I

L

 

≤ 1,00 

w

P

 <w 

≤ w

L

 

Płynny pł 1,00<

I

L

 

w

L

 <w 

 

 
 

Przebieg badania 
 
1. Oznaczenie wilgotności naturalnej w

n 

 
Przyrządy: 

a.  tygielek, 
b.  waga, 
c.  suszarka. 

 
Wykonanie oznaczenia: 
1 -  zważyć  pusty i wysuszony tygielek (z dokładnością do 0,01 g) – m

t

; 

2 -  w zważonym tygielku umieścić próbkę gruntu i ponownie zważyć – m

mt

; 

grunty spoiste   

 

 

– ok. 30 g; 

grunty sypkie: piaski   

 

– ok. 50 g; 

grunty gruboziarniste  

 

– ok. 500 g, 

3 -  tygielek z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temp.105 

÷ 110 °C do stałej masy, 

4 -  po wysuszeniu wyjąć tygielek z suszarki i ostudzić do temperatury otoczenia; 
5 -  zważyć tygielek z wysuszonym gruntem – m

st

, 

 

 

II / 2

Schemat obliczeniowy 

 

1. Obliczyć wilgotność naturalną gruntu 

w

n 

 

w

n

 = 

%

100

⋅

−

−

t

st

st

mt

m

m

m

m

 

gdzie: m

mt

 – masa wilgotnej próbki z masą tygielka [g], 

 

m

st

 – masa próbki wysuszonej z masą tygielka [g], 

 

m

t

 – masa tygielka [g]. 

 
 
2. Oznaczenie granicy plastyczności w

P

 

 
Przyrządy: 

a.  naczyńko wagowe, 
b.  waga, 
c.  suszarka 

 
Wykonanie oznaczenia: 
1 -  zważyć puste naczyńko wagowe - m

t

, 

2 -  z próbki gruntu należy pobrać taką ilość, aby uformować kulkę  

o średnicy 7 mm i wałeczkować ją na dłoni, aż wałeczek uzyska średnicę ok. 3 mm; jeśli 
wałeczek w tym czasie nie popękał, należy ponownie uformować kulkę  
i wałeczkować  ją; czynność  tę powtarzać tak długo, aż przy kolejnym wałeczkowaniu 
wałeczek ulegnie uszkodzeniu (popęka, rozwarstwi się lub rozsypie); za popękany należy 
uznać taki wałeczek, który po podniesieniu go za jeden koniec rozdzieli się na dwa 
kawałki. 

3 -  wszystkie kawałki wałeczka włożyć do naczyńka wagowego, 
4 -  czynności z pkt. 2 –3 należy powtórzyć tyle razy, aby w naczyńku zebrało się około  

5 

÷ 7 g gruntu, 

5 -  zważyć naczyńko z wałeczkami - m

mt

; 

6 -  naczyńko wagowe z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temp.105 

÷ 110 °C do stałej 

masy; 

7 -  po wysuszeniu i ostudzeniu naczyńko z próbką należy zważyć - m

st

. 

 
 
Schemat obliczeniowy 

 

1. Obliczyć wilgotność spękanych wałeczków 

w

p 

 

 

w

p

 = 

%

100

⋅

−

−

t

st

st

mt

m

m

m

m

 

 

gdzie:  m

mt

 – masa wilgotnej próbki z masą naczyńka wagowego [g], 

 

m

st

 – masa próbki wysuszonej z masą naczyńka wagowego [g], 

 

m

t

 – masa naczyńka wagowego [g]. 

 
 

 

II / 3

3. Oznaczenie granicy płynności w

L 

 
 
Przyrządy: 

a.  aparat Casagrande’a 

(Rys.1)

 

b.  5 parowniczek, 
c.  waga, 
d.  suszarka, 
e.  parownica, 
f.  nóż. 

 

 

 

Rys. 1. Schemat aparatu Casagrande’a:1 – podstawa, 2 – miseczka na grunt,

3 – korbka, 4 – rylec. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Wykonanie oznaczenia: 
1 -  z próbki gruntu przeznaczonej do badania usunąć ziarna większe niż 2 mm, a następnie 

wymieszać grunt z niewielką ilością wody w celu uzyskania jednorodnej pasty gruntowej; 

2 -  zważyć 5 pustych parowniczek - m

t1

, m

t2,

 m

t3, ,

 m

t4, ,

 m

t5

; 

3 -  pastę gruntową nakładać rozprowadzić w miseczce aparatu Casagrande’a 

(Rys.2a);

 

miseczka wraz z pastą gruntową powinna ważyć 210 

± 1 g; 

4 -  w paście gruntowej wykonać bruzdę 

(Rys.2b)

;  

5 -  miseczkę umieścić w aparacie i obracać korbą z prędkością ok. 2 obrotów/sekundę do 

momentu złączenia się brzegów bruzdy na długości 10 mm i wysokości 1 mm  
licząc ilość uderzeń miseczki o podstawę aparatu; 

6 -  po zejściu się brzegów bruzdy notujemy ilość uderzeń, a do zważonej parowniczki 

pobieramy próbkę pasty m

mti

 w celu  określenia  jej wilgotności – w

i

, 

7 -  punkty 3 

÷ 6 należy powtórzyć co najmniej trzykrotnie dla pasty o różnej wilgotności. 

 

Pasta gruntowa powinna być tak przygotowana, aby ilość uderzeń mieściła się  

w przedziale 12 

÷ 35. 

 

II / 4

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

b. 

a. 

 

Rys.2. Aparat Casagrande’a: a – rozprowadzenie pasty w miseczce, b – wykonanie bruzdy w paście gruntowej 

 

 

Schemat obliczeniowy 

 

1. Obliczyć wilgotność kolejnych próbek pasty gruntowej 

w

i 

 

w

i

 = 

%

100

⋅

−

−

ti

sti

sti

mti

m

m

m

m

 

gdzie:  m

mti

 – masa pasty gruntowej z parowniczką [g], 

 

m

sti

 – masa wysuszonej pasty gruntowej z masą parowniczki [g], 

 

m

ti

 – masa parowniczki [g]. 

 

 
Wyniki umieścić w 

TABELI 1 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TABELA 1 

Liczba 

uderzeń 

nr  

parowniczki 

m

t  

[g]

 

m

mt 

[g] 

m

st 

[g] 

w 

[%] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II / 5

 

2. Narysować wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności pasty gruntowej wg danych  
z 

TABELI 1 (przykład 

Rys.4

) 

 

 

II / 6

 

 

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Ilość uderzeń 

w

L 

50

w [%] 

 
 
 
 
 

 
 
 
 

Rys. 4. Wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności 

 
 
 

 

3. Z wykresu odczytać wartość granicy płynności 

w

L

. 

4. Obliczyć I

P

, I

L

 i określić stan gruntu.