MECHANIKA GRUNTÓW

Ć

wiczenia lab. – opracowanie kolokwium 2007/2008

1.Na jakiej podstawie określamy stopień spoistości gruntu?

Stopień spoistości gruntu określamy na podstawie wyglądu wałeczka po wykonanej próbie
wałeczkowania – waleczkujemy do momentu az popeka, a chwycony za koniec lamie się – wyglad
takiego waleczka swiadczy o rodzaju gruntu (stopnia spoistości) wynikiem jest rozpoznanie jako: mało,
ś

rednio, zwięzło lub bardzo spoisty.

2. Definicja granicy płynności i jak się ją bada?

Granica płynności występuje pomiędzy stanem miękoplastycznym a płynnym; to wilgotność w
procentach, jaką ma pasta gruntowa umieszczona w miseczce aparatu Casagrande, gdy wykonania w niej
bruzda gruntowa zlewa się przy 25 uderzeniach miseczki o podstawę aparatu.

3. Edometryczny moduł ściśliwości.

Edometryczny moduł ściśliwości rozumiany jest jako współczynnik proporcjonalności pomiędzy
naprężeniem a odkształceniem. Dzieli się na :
a.

moduł ściśliwości pierwotnej- z wykresu ściśliwości pierwotnej,

b.

moduł ściśliwości wtórnej- z wykresu ściśliwości wtórnej,

c.

moduł odprężenia- z wykresu odprężenia.

Moi=∆ σ

n

/ε [kPa]

∆

σ

n

– przyrost obciążenia jednostkowego (naprężenia normalnego) próbki [kPa]

ε

- odkształcenie jednostkowe próbki przy danym naprężeniu

Edometryczny moduł ściśliwości (pierwotnej lub wtórnej) jest zależny od przyrostu naprężenia, a więc
nie naprężenie nadaje wartość temu modułowi, ale jego zmiana.

4. Wzór na ścinanie gruntu.

τ

f

= σ

n

tgФ + c

gdzie:
τ

f

- wytrzymałość na ścinanie [kPa]

σ

n

- naprężenia normalne do płaszczyzny ścinania [kPa]

Ф

– kąt tarcia wewnętrznego[

0

]

c – spójność [kPa]

5. Czy (ro)

d

może być równe q (ro)?

(ro)d może być równe (ro) tylko w przypadku, kiedy masa szkieletu gruntowego będzie taka sama jak
całkowita masa gruntu, a więc spełnione jest równanie:
md/V=m/V

(ro)d=md/V , md-masa szkieletu gruntowego, V-całkowita objętość gruntu
(ro)=m/V, m-całkowita masa gruntu, V-całkowita objętość gruntu

6. Czy wilgotność może wynosić 100% i co to oznacza?

Wilgotność może wynosić 100%, teoretycznie nawet znacznie więcej, dlatego, że wilgotnością określamy
stosunek mw/md, gdzie mw to masa wody w porach gruntu, a md to masa szkieletu gruntowego, a więc
próbki wysuszonej w temp. 105-110 stopni.

Tak więc po wysuszeniu próbki do wartości md licznik może mieć większą wartość niż mianownik, a
więc cały ułamek będzie miał większą wartość niż 1,0.

7. W jaki sposób w badaniach makroskopowych określamy stan gruntów niespoistych?*

Makroskopowe określenie stanu gruntu niespoistego nie jest możliwe w większości przypadków. W
sposób bardzo przybliżony stan gruntu można określić na podstawie oporu gruntu przy nacisku palcem na
powierzchnię próbki o nienaruszonej strukturze.

8. Dlaczego wskaźnik porowatości (e) jest mniejszy od porowatości (n) (e<n)? *
[ODPOWIEDŹ NA PODSTAWIE NORMY]
e – wskaźnik porowatości
n - porowatość
e=Vp/Vs n=Vp/V
Vp-objętość porów
Vs-objętość szkieletu gruntowego
V-objętość całkowita gruntu

[ODPOWIEDŹ NA PODSTAWIE INSTRUKCJI]
e-wskaźnik porowatości
n-porowatość
e=[(ro)s-(ro)d]/(ro)d
n=[(ro)s-(ro)d]/(ro)s
gdzie (ro)d – gęstość objętościowa szkieletu gruntoweg [g/cm3]
(ro)s – gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm3]


9. W jaki sposób określamy stan gruntów spoistych.*
Stan gruntu określa się po uprzednim oznaczeniu rodzaju gruntu. Makroskopowo stan gruntów spoistych
określa się za pomocą próby wałeczkowania. Wałeczkowanie przeprowadza się na próbie o naturalnej
wilgotności w taki sam sposób, jak to się robi przy określaniu rodzaju gruntu, przy czym w tym
przypadku nie wolno zwilżać gruntu. W trakcie wykonywania próby wałeczkowania osuszamy grunt
dłońmi doprowadzając go do wilgotności odpowiadającej granicy plastyczności.

10. Na jakiej podstawie określamy wykres uziarnienia gruntu?*
Wykres uziarnienia gruntu sporządzany jest na podstawie określenej zawartości w nim poszczególnych
frakcji. Badanie uziarnienia gruntów niespoistych wykonuje się metodą sitową, a w gruntach spoistych
najczęściej stosuje się metodą areometryczną. Pozwala to na wykreślenie krzywej uziarnienia, ustalenie
rodzaju i nazwy badanego gruntu. Znajomość rodzaju badanego gruntu pozwala na prognozowanie jego
właściwości oraz ustalenie zakresu dalszych badań.

11. Do czego służy próba rozcierania gruntu w wodzie?
Poprzez rozcieranie próbki gruntu przeznaczonego do badań pomiędzy dwoma palcami zanurzonymi w
wodzie możliwe jest określenie zawartości frakcji piaskowej: jeżeli podczas wykonywania próby
pozostaje pomiędzy palcami dużo ziaren piasku – grunt zaliczyć należy do grupy I (grunt piaszczysty),
jeżeli wyczuwa się tylko pojedyncze ziarna piasku – należy zaliczyć go do grupy II (grunty pośrednie), a
gdy nie pozostają ziarna piasku – należy zaliczyć go do grupy III (grunty pylaste).

12. Co to jest granica plastyczności i jak się ją wyznacza?
Wilgotność w % jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu
ś

rednicy 3mm; jest to wilgotność graniczna między stanem półzwartym i twardoplastycznym. Granice

plastyczności oznacza się poprzez wielokrotne wałeczkowanie, aż do momentu gdy wałeczek popęka, a
podniesiony za jego koniec popęka.

13. Dlaczego edometryczny moduł ściśliwości nie zależy od przedziału naprężeń?*
Edometryczny moduł ściśliwości wyznaczany jest ze wzoru:

0

M

,M=

i

i

ε

σ

'

∆

,

gdzie:

'

i

σ

∆

- przyrost obciążenia

i

ε

- względne odkształcenie

We wzorze widać wyraźnie, że moduł ten jest zależny od przyrostu obciążenia, a nie od przedziału
naprężeń.

14. Podaj wzór na wytrzymałość gruntu na ścinanie i wyjaśnij oznaczenia?*
τ

f

= σ

n

tgФ + c

gdzie:
τ

f

- wytrzymałość na ścinanie [kPa]

σ

n

- naprężenia normalne do płaszczyzny ścinania [kPa]

Ф

– kąt tarcia wewnętrznego[

0

]

c – spójność [kPa]

15. Dlaczego qd<qs?*
Oznaczenia:
(ro)

d

– gęstośc objętościowa szkieletu gruntowego

(ro)

s

– gęstość właściwa szkieletu gruntowego

Po przyjrzeniu się wzorom na wyznaczenie tych wielkości:
(ro)

s

= m

s

/ V

s,

,

gdzie:
m

s

– masa szkieletu gruntowego,

V

s

– objętość szkieletu gruntowego.

(ro)

d

= m

s

/ V ,

gdzie:
m

s

– masa szkieletu gruntowego,

V – objętość całej próbki
Z oczywistej zależności:
V> V

s

Udowodnione zostało, że:
(ro)d <(ro)s

16. Dlaczego fi'<fi i c'<c, wyjaśnij oznaczenia?*
Oznaczenia:
fi` - efektywny kąt tarcia wewnętrznego
fi - kąt tarcia wewnętrznego
c` - spójność efektywna
c - spójność

Z zależności geometrycznej pomiędzy wykresem linii wytrzymałości określonej dla naprężeń
efektywnych oraz wykresem linii wytrzymałości określonej dla naprężeń całkowitych.

17. Dlaczego Wsat=100% ?*
W

sat

- to wilgotność gruntu nasyconego wodą (saturated), jest więc równa 100%.

18. W jaki sposób określamy dokładnie stan gruntu spoistego?*
Stan gruntów spoistych należy oznaczać na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej kulki
gruntu biorąc pod uwagę ile razy uzyskano wałeczek o średnicy 3mm bez jego uszkodzeń. Stan gruntów
określamy następująco:
a.

stan zwarty – gdy z badanego gruntu nie możliwe jest uformowanie kulki,

b.

stan półzwarty – gdy z gruntu można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego

wałeczkowania (liczba wałeczkowań X=0),
c.

stan twardoplastyczny – gdy:

-

dla gruntów małospoistych liczba wałeczkowań X=1,

-

dla gruntów średniospoistych liczba wałeczkowań X<2,

-

dla gruntów zwięzłospoistych liczba wałeczkowań X<3,

-

dla gruntów bardzo spoistych liczba wałeczkowań X<5.

d.

Stan plastyczny, gdy:

-

dla gruntów małospoistych liczba wałeczkowań X=2,

-

dla gruntów średniospoistych liczba wałeczkowań 2

≤

X

≤

4,

-

dla gruntów zwięzłospoistych liczba wałeczkowań 3

≤

X

≤

7,

-

dla gruntów bardzo spoistych liczba wałeczkowań 5

≤

X

≤

10.

W przypadkach, gdy liczba wałeczkowań jest większa od podanej po prawej stronie nierówności wg
punktu d należy przyjąć, że stan badanego gruntu jest miękkoplastyczny. Podane liczby wałeczkowań
dotyczą najwyżej wartości X spośród 3 wałeczkowań wykonanych na 2(3) kulkach badanego gruntu.

19. Jakie krzywe charakteryzują wykres spoistości gruntu?
Wykres spoistości gruntu określa krzywa wskaźnika plastyczności I

P

oraz krzywa zawartości frakcji

iłowych.

20. Jak określamy spoistość gruntów w badaniach makroskopowych?
Wstępne ustalenie spoistości gruntu:
Grunt należy uznawać za spoisty jeżeli po wyschnięciu do stanu powietrzno-suchego tworzy on zwarte
grudki. Grunt należy uznawać za niespoisty, gdy po osiągnięciu stanu powietrzno-suchego stanowi on
niezwiązane ze sobą cząstki lub grudki, rozpadające się pod wpływem lekkiego naciśnięcia palcem (siła
ok. 1N).

Opracowali:

COMBO BREAKER GROUP