WYKONANIE OZNACZENIA WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ

W APARACIE PROCTORA

1. Wprowadzenie

Wilgotnością optymalną w

opt

nazywamy taką wilgotność, przy której w danych

warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc maksymalną gęstość
objętościową szkieletu gruntowego

ρ

dmax

.

Badania tego typu wykonuje się przede wszystkim przy zagęszczaniu gruntów pod

nawierzchnie drogowe, lotniska, boiska oraz przy formowaniu nasypów ziemnych.

Rys.1. Schemat aparatu Proctora z ubijakiem

(wg PN-88/B-04481):

1- podstawa,
2 – cylinder,
3 – kołnierz,
4 – śruby dociskowe,
5 – ubijak.

2. Przebieg badania

Przyrządy:

1) aparat Proctora
2) suwmiarka
3) parowniczki
4) nóż
5) waga
6) suszarka

1 - zmierzyć suwmiarką: wewnętrzną wysokość h [cm] i średnicę d [cm] cylindra,
2 - zważyć pusty cylinder m

t

[g],

3 - zważyć parowniczki do oznaczenia wilgotności,

I

UBIJANIE

:

4 - do cylindra z kołnierzem nałożyć pierwszą warstwę gruntu do połowy wysokości cylindra

i ubijać ubijakiem 25 razy na całej powierzchni próbki,

5 - nałożyć drugą warstwę gruntu do wysokości połączenia cylindra z kołnierzem, powtórzyć

ubijanie podobnie jak dla pierwszej warstwy,

6 - punkt 5 powtórzyć dla trzeciej warstwy gruntu nakładając do ¾ wysokości kołnierza,
7 - delikatnie zdjąć kołnierz, ściąć nadmiar gruntu nad krawędzią cylindra tak, aby grunt

wypełniał dokładnie wnętrze cylindra,

8 - dokładnie oczyścić cylinder z zewnątrz z gruntu i zważyć (m

wt1

),

9 - do zważonej parowniczki pobrać próbkę gruntu dla określenia wilgotności (w

1

),

10 - wysypać grunt z cylindra do pojemnika,

1

11 - do używanego w poprzednim ubijaniu gruntu dodać niewielką ilość wody i dokładnie

wymieszać,

12 - powtórzyć czynności wg pkt. 4 – 10,
13 - powtarzać cykl ubijania wg pkt. 11 – 12 określając odpowiednio m

wti

i w

i

do momentu, gdy

masa cylindra z gruntem zmaleje; dopuszcza się najwyżej 5 – krotne wykonanie zagęszczania
tej samej próbki gruntu,

14 - po zakończeniu ostatniego ubijania wysypać grunt z cylindra do pojemnika i wyczyścić

aparat Proctora,

15 – wyniki umieścić w tabeli nr 1.


Schemat obliczeniowy:

- objętość wewnętrzną cylindra V [cm

3

]

h

d

V

⋅

Π

⋅

=

4

2

- dla każdego ubijania:

¾

masa gruntu m

mi

[g]

m

mi

= m

wti

- m

t

gdzie: m

wti

– masa cylindra z gruntem [g],

m

t

– masa pustego cylindra [g].

¾

gęstość objętościową gruntu

ρ

i

[g/cm

3

]

ρ

i

=

V

m

mi

gdzie: m

mi

– masa gruntu w cylindrze [g],

V – objętość cylindra [cm

3

].

¾

wilgotność gruntu w

i

[%]

%

100

⋅

−

−

=

t

st

st

mt

i

m

m

m

m

w

,

gdzie: m

mt

– masa parowniczki z gruntem wilgotnym [g],

m

st

- masa parowniczki z gruntem suchym [g],

m

t

– masa pustej parowniczki [g].

¾

gęstość objętościową szkieletu gruntowego

ρ

di

[g/cm

3

]

ρ

di

=

i

i

w

+

⋅

100

100

ρ

gdzie:

ρ

i

- gęstość objętościową gruntu [g/cm

3

],

w

i

- wilgotność gruntu w [%].

2

Dla uzyskanych parametrów sporządzić wykres zależności gęstości objętościowej szkieletu

gruntowego

ρ

d

od wilgotności gruntu w (rys. 2).

w [%]

ρ

d

[g/cm

3

]

Jako wilgotność optymalną

w

opt

należy przyjąć wartość wilgotność, która odpowiada

maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego

ρ

dmax

.

3

tabela nr 1. ZESTAWIENIE WYNIKÓW

Masa cylindra

m

t

[g]

Masa cylindra z gruntem

m

wt

[g]

Masa gruntu

m

mi

= m

wt

- m

t

[g]

Objętość cylindra

V [cm

3

]

Gęstość objętościowa gruntu

ρ

[g/cm

3

]

Oznaczenie parowniczki

Masa parowniczki

m

t

[g]

Masa parowniczki z gruntem wilgotnym

m

mt

[g]

Masa parowniczki z gruntem suchym

m

st

[g]

Masa wody

m

w

= m

mt

- m

st

[g]

Masa szkieletu gruntowego

m

s

= m

st

- m

t

[g]

Wilgotność

w

[%]

Gęstość obj. szkieletu gruntowego

ρ

d

[g/cm

3

]

4