Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 1/6
————————————————————————————————————————————
Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna
Data ćw..............………………
Data zal. ………………………
Ilość pkt./ ocena ….……………………
Nazwisko i imię:
Rok akad.: Grupa: Prowadzący:
M E C H A N I K A G R U N T Ó W – L A B . # 6
Temat : Cechy mechaniczne gruntów. Podstawowe pojęcia.
Ściśliwość gruntów. Edometryczny moduł ściśliwości.
Wg PN-88/B-04481 (PN)
Oznaczenie wskaźnika piaskowego:
PN-EN 933-8: 2001.
1. Terminy i podstawowe definicje
1.1. Cechy mechaniczne gruntów
Wytrzymałość na ściskanie - R
c
- jest to stosunek siły niszczącej P
max
otrzymanej przy jednoosiowym
ściskaniu próbki gruntu skalistego do pola poprzecznego próbki prostopadłego:
A
P
R
c
max
=
, [MPa, kPa]
Współczynnik anizotropii - K – jest to:
Współczynnik parcia bocznego -K
o
- jest to:
Moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu –E
o
- jest to stosunek przyrostu efektywnego
naprężenia normalnego
do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego
Δε
mierzonego w
kierunku działania
(jednoosiowy stan naprężeń):
'
n
σ
Δ
'
n
σ
Δ
ε
σ
Δ
Δ
=
'
0
n
E
, [MPa, kPa]
Moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia gruntu –E- jest to:
Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej) – M
o
- jest to:
Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej) – M- jest to:
Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 2/6
—————————————————————————————————————————————
Współczynnik ściśliwości – a
i
– jest to:
Wskaźnik skonsolidowania –
β
– jest to:
Wskaźnik ściśliwości – C
c
- jest to:
Wytrzymałość na ścinanie -
τ
f
- jest to największe naprężenia ścinające przejmowane przez grunt w
danych warunkach. Po przekroczeniu wytrzymałości na ścinanie następuje poślizg pewnej części gruntu w
stosunku do pozostałej.
Na przykład:
τ
f
=
σ
tg
φ
u
+ c
u
[MPa, kPa]
Wskaźnik osiadania zapadowego - i
mp
- jest to:
Wskaźnik pęcznienia –
ε
p
- jest to względna zmiana objętości próbki gruntu w warunkach nasycenia wodą:
'
'
''
V
V
V
p
−
=
ε
, [%]
W przypadku jednoosiowego pęcznienia
ε
p
oblicz się z wyrażenia:
'
'
''
h
h
h
p
−
=
ε
, [%]
Ciśnienie pęcznienia – P
C
- jest to:
Ściśliwość – jest to zdolność gruntu do zmniejszania objętości pod wpływem przyłożonego obciążenia.
Jest ona wynikiem takich zjawisk jak:
a) usuwanie z gruntu wody wolnej i kapilarnej,
b) przesuwanie się ziaren i cząstek gruntu względem siebie i zajmowanie przez nie bardziej statecznego
położenia,
c) usuwanie z gruntu pęcherzyków powietrza,
d) zgniatanie niektórych ziaren gruntu,
e) sprężyste odkształcenie powłoki wody błonkowej,
f) sprężyste odkształcenie ziarn i cząstek gruntu,
g) zmniejszenie objętości powietrza zamkniętego w porach gruntu.
Odkształcenia gruntu powstałe pod wpływem obciążenia można podzielić na:
- odkształcenie trwałe, nieodwracalne (plastyczne),
- odkształcenie sprężyste (odwracalne).
Miarą ściśliwości jest m.in. moduł ściśliwości (w badaniach edometrycznych; moduł ściśliwości
pierwotnej E
o
i wtórnej E, w badaniach terenowych najczęściej moduł podatności gruntu- moduł
ściśliwości właściwej E
s
).
Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 3/6
—————————————————————————————————————————————
Polowe metody wyznaczania ściśliwości gruntu to:
1.4. Wskaźnik piaskowy. (Wiłun Z., Zarys geotechniki)
Metoda wskaźnika piaskowego jest prostym badaniem opracowanym w Stanach Zjednoczonych służącym do
określenia przydatności gruntów do fundamentowania i budowy dróg.
2. Wykonanie ćwiczenia
2.1. Badanie ściśliwości gruntu w edometrze (metoda normowa wg PN-88/B-04481).
2.1.1. Opisać zasadę wykonania pomiaru
2.1.2. Opracowanie wyników
a. Oznaczenia pomocnicze zapisać w formularzu,
b. Sporządzić wykresy h = f( σ) i e = f(σ)
c. Obliczyć moduły edometryczne w poszczególnych zakresach naprężeń (wg poniższej tabeli) –
uwzględnić w danych odkształcenia własne edometru,
Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 4/6
—————————————————————————————————————————————
Obliczenie modułów edometrycznych Tabela 1
M
Zakres naprężeń
σ
[kPa]
Δσ
[kPa]
Δ
h
[mm]
odkształcenie
własne edometru
[mm]
h
i-1
[mm]
Moduł Wartość
modułu
[kPa]
0 ÷ 100
100
M
o
100÷10
90
10÷100
90
M
100÷200
100
M
o
200÷400
200
M
o
d. Obliczyć współczynnik ściśliwości
a oraz współczynnik ściśliwości objętościowej w zakresie
naprężeń 100÷200 kPa
3. Oznaczanie wskaźnika piaskowego (PN-EN 933-8: 2001)
Wykonanie badania polega na:
Obliczenie wyników. Dokonać
oceny gruntu jako podłoża nawierzchni drogowej.
Wysokość osadu na dnie
cylindra
h
1
[cm]
Wysokość osadzonego piasku
h
2
[cm]
Wskaźnik piaskowy
WP = h
2
/
h
1
*100
Ocena gruntu:
Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 5/6
—————————————————————————————————————————————
Badania w edometrze
Nr aparatu: ……………
Instytucja wykonująca badania …………………………………………………………………
Nr tematu: …………………………………..
Nr badania: ………………………………
Miejsce pobrania: …………………………...
Nr otworu: …………………………………...
Głębokość: …………………………………...
Próbka pobrana z: ……………………………
Badania makroskopowe
Wyniki badań laboratoryjnych
przed bad.
po bad.
Rodzaj gruntu: ………………………………
Domieszki: …………. Zaw. CaCO
3
:
……….
Barwa: ..…………….. Wilgotność: .………..
……… ……. ………………………………..
Oznaczanie wilg. próbek kontrolnych
Wilgotność
w, %
Porowatość
n
Wsk.porow.
e
St. wilgotności
S
r
Gęstość objęt.
ρ
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
Nr par.
m
mt
_______
m
st
_______
………
m
st
_______
m
t
_______
w = ( : )*100 =……%
Gęstość wł.
ρ
s
= ……… g/cm
3
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
oznaczono
przyjeto
Moduły Zakres
obciążeń
Nr par.
m
mt
_______
m
st
_______
………
m
st
_______
m
t
_______
w = ( : )*100 =……%
Oznaczanie
ρ i w
……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
przed bad. po badaniu
Uwagi: ………………………………………
……………………………………………….
……………………………………………….
m
mt
…………...g
m
t
……………...
m
st
……………..
m
s
…………….g
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
………….
Wykonał: ………………… dn. ……………
Sprawdził: ……………….. dn. ……………
Data Godz.
Obc.
σ
[kPa]
Odczyty
czujników
[mm]
Osiadanie
[mm]
Osiadanie
(Δh
i3
)
[mm]
Odkształ-
cenia
edometru
śr (Δh
i2
)
[mm]
Osiadanie
próbki
(Δh
i1
)
[mm]
Uwagi
Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa
Lab. # 6 6/6
—————————————————————————————————————————————
Nr próbki……………….…..
………………..……...…..
…………..……………….
Wykres ściśliwości gruntu
………………
Wykonał: …………….…….… data: ………….… Sprawdził: …………………… data: ………………...
17,000
17,250
17,500
17,750
18,000
18,250
18,500
18,750
19,000
19,250
19,500
19,750
20,000
0
25
50
75
100
125
15
175
200
225
250
275
300
325
350
375
400
obciążenie σ, kPa
grubo
ść
próbki
h
, mm
Rodzaj gruntu
Barwa
Plastyczność
Konsystencja
Przed badaniem
Po badaniu
W
h
= %
W
k
= %
ρ
p
= g/cm
3
ρ
k
= g/cm
3
Badanie wykonano: pod wodą / bez wody
W pierścieniu o φ = h = [cm]
uszkodzona
wska
źnik porowato
ści
e