Mechanika gruntów

Adam Łodygowski, Grzegorz Majewski, Michał Płotkowiak

Politechnika Poznańska

Poznań, dnia 25 X 2002

Instytut Inżynierii Lądowej
Zakład Geotechniki
i Geologii Inżynierskiej
ul. Piotrowo 5, 61-138 Poznań

Sprawozdanie nr 4

Oznaczenie podstawowych stopnia zagęszczenia gruntów

niespoistych.

Celem

ćwiczenia jest zbadanie stopnia zagęszczenia danego gruntu. Opisując przebieg

ćwiczenia zwrócę uwagę na ważniejsze zagadnienia teoretyczne związane z tematem.

Do

badania

otrzymaliśmy grunt w formie normalnej i wysuszonej (sypkiej).

Grunt w formie normalnej pozwolił nam na obliczenie gęstości objętościowej,

wilgotności a w efekcie gęstości objętościowej szkieletu (która to będzie nam potrzebna w
dalszych obliczeniach):
Gęstość objętościowa: stosunek masy samego gruntu do objętości pierścienia (objętość
gruntu z porami i odległościami międzycząsteczkowymi)

p

t

mt

V

m

m

−

=

ρ

gdzie:

m

mt

- masa próbki gruntu w stanie wilgotnym i pierścienia [g],

V

p

-

objętość pierścienia lub cylindra [cm

3

],

m

t

- masa pierścienia lub cylindra [g],

Wilgotność: to stosunek masy wody zawartej w próbce gruntu do masy jej szkieletu
gruntowego wyrażony w procentach:

100

⋅

−

=

st

st

mt

m

m

m

w

gdzie:

m

mt

- masa gruntu o wilgotności naturalnej [g],

m

st

- masa gruntu wysuszonego w temperaturze 105-110

0

C [g],

Mając dane gęstość objętościową i wilgotność możemy obliczyć
gęstość objętościową szkieletu:

100

100

+

⋅

=

=

w

V

m

s

d

ρ

ρ

Wykorzystując grunt sypki (wysuszony) mogliśmy obliczyć
minimalną gęstość objętościową szkieletu:

V

m

m

t

st

d

−

=

min

ρ

gdzie:

m

st

- masa próbki gruntu w stanie suchym i pierścienia[g],

V

-

objętość pierścienia lub cylindra [cm

3

],

m

t

- masa pierścienia lub cylindra [g],

Mechanika gruntów

Adam Łodygowski, Grzegorz Majewski, Michał Płotkowiak

Wykorzystując cylinder, tłok i widełki, dzięki odczytywaniu różnicy wysokości osiadającego
tłoczka, a co za tym idzie różnicy objętości gruntu w stanie luźnym i zagęszczonym,
mogliśmy uzyskać maksymalną gęstość objętościową szkieletu:

V

V

m

m

t

st

d

∆

−

−

=

max

ρ

gdzie:

m

st

- masa próbki gruntu w stanie suchym i pierścienia[g],

V

-

objętość pierścienia lub cylindra [cm

3

],

∆V -

różnica objętości gruntu w cylindrze przed i po zagęszczaniu [cm

3

],

m

t

- masa pierścienia lub cylindra [g],

Mając już dane maksymalną i minimalną gęstość objętościową szkieletu (z gruntu sypkiego)
oraz gęstość objętościową szkieletu obliczoną z wykorzystaniem gruntu o wilgotności
naturalnej możemy przejść do wyznaczenia stopnia zagęszczenia:

(

)

(

)

d

d

d

d

d

d

n

D

e

e

e

e

I

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

⋅

−

⋅

−

=

−

−

=

min

max

max

min

min

max

max

gdzie:
e

max

-

wskaźnik porowatości maksymalnej,

e

min

-

wskaźnik porowatości minimalnej,

e

n

-

wskaźnik porowatości naturalnej.

d

s

d

e

ρ

ρ

ρ

−

=

bardzo

zagęszczony

średnio

zagęszczony

zagęsz-

czony

0,80

0,67

0,33

luźny

Można również wyznaczyć:
Zmodyfikowany stopień zagęszczenia:

min

max

min

max

d

d

d

d

d

d

D

DM

I

I

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

ρ

−

−

=

⋅

=

Wskaźnik zagęszczenia (wzór empiryczny):

D

S

I

I

⋅

+

=

188

,

0

845

,

0