Badania laboratoryjne gruntów

w.g. PKN-CEN ISO/TS 17892-4

Oznaczanie składu granulometrycznego

Dla gruntów zawierających mniej niż 10 % cząstek drobnych (< 0,063)stosuje się analizę sitową.

Jeżeli tych cząstek jest więcej, można stosować kombinację metody sitowej i sedymentacyjnej. Obie
metody stosuje się dla wszystkich gruntów niescementowanych o średnicy ziaren mniejszej niż 125 mm.

Średnica zastępcza d

z

jest to średnica oczka sita, przez które ziarno już nie przejdzie; dla

cząstek jest to średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka gruntowa,
opadającej w wodzie z taką samą prędkością jak rzeczywista cząstka gruntowa.

Analiza sitowa polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu, poprzez rozdzielenie

poszczególnych frakcji gruntu w wyniku przesiewania próbki na zestawie znormalizowanych sit.

Należy stosować sita z drutu metalowego lub blachy metalowej perforowanej. Wymiary oczek sit

powinny być zgodne z wymiarami ziaren poszczególnych rodzajów gruntu. Zestaw sit powinien zawierać
sito o średnicy oczek 0,063mm i sito o średnicy oczek 2mm oraz naczynie do zbierania przesiewu. Liczba
sit powinna zapewnić uzyskanie ciągłości krzywej uziarnienia.

Schemat procedury badań metodą sitową

1 próbka
2 wytrząsanie lub ćwiartowanie
3 suszenie
4 ważenie
5 mieszanie
6 oddzielanie
7 suszenie
8 oddzielanie na sucho (alternatywnie)
9 przesiewanie
10 ważenie
11 obliczanie

a odczynnik rozpraszający

b czysta woda

Norma zaleca przygotowywanie próbki na mokro – przemywanie jej przez sito o oczkach 2mm,

umieszczone na sicie o oczkach 0,063 mm. Jeżeli próbka nie zawiera 10% cząstek drobnych ( nie obserwuje
się sklejania się ziaren ) można zastosować uproszczoną procedurę przesiewu – bez namakania próbki.

Procedura badania składu granulometrycznego gruntu metodą na sucho.

1. Próbka reprezentatywna powinna być przygotowana przez ćwiartowanie lub wytrząsanie i suszenie.
Próbkę należy wysuszyć w temperaturze 105°C ± 0,5°C do stałej masy.

2. Po wysuszeniu próbkę należy zważyć z dokładnością do 0,1 % całkowitej suchej masy.

3. Wysuszony grunt należy przesiać przez zestaw sit. Przesiewanie ręczne powinno trwać przynajmniej 2
minuty, przesiewanie mechaniczne – 10 min. Materiał, pozostały na poszczególnych sitach i w naczyniu do
zbierania przesiewu należy zważyć. Masy pozostałe na sitach nie powinny przekroczyć wartości podanych
w normie – inaczej trzeba przeprowadzać badanie etapowo. Całkowita masa przesianej próbki nie może
różnić się od masy początkowej więcej niż o 1 %.

4. Wyniki badań.

Tabela wyników przesiewu.

wymiar oczka sita –
średnica zastępcza
[mm]

masa gruntu
pozostała na sicie
[g]

masa
frakcji
[g]

Zawartość procentowa
poszczególnych frakcji
[%]

<0,063

m

1

m

1

m

1

/m * 100%

0,063

m

2

m

1

+m

2

(m

1

+m

2

)/m * 100 %

0,1

m

3

m

1

+m

2

+m

3

(m

1

+m

2

+m

3

)/m* 100%

0,25

m

4

m

1

+m

2

+m

3

+m

4

……….

0,5

m

5

m

1

+m

2

+m

3

+m

4

+m

5

……….

1,0

m

6

m

1

+m

2

+m

3

+m

4

+m

5

+m

6

………

2,0

m

7

….

……..

10,0

m

8

….

………

25,0

m

9

m=∑m

i

100%

Frakcję gruntu przechodzącą przez poszczególne sita oblicza się ze wzoru :

100

....

2

1

m

m

m

m

f

n

n

%

gdzie f

n

– frakcja przechodząca przez sito (%)

m

1

- masa gruntu, przechodząca przez sito o najmniejszych oczkach (0,063mm)

m

2

– m

n

- masa gruntu, przechodząca przez kolejne sita, az do rozważanego sita (g)

m - całkowita masa suchej próbki (g)

Wyniki badania przedstawiamy w postaci wykresu uziarnienia - na podstawie wykresu ustala się
rodzaj gruntu wg. zasad podanych w normie PN- EN ISO 14688.

X

rozmiar ziaren w mm

Y

procentowa zawartość ziaren, przechodzących przez sito ( ułamek masowy )

Z wykresu odczytuje się średnice miarodajne d

10

( średnica cząstek gruntu, które wraz z mniejszymi

stanowią 10% masy próbki ), d

60

i d

30

, których wartości posłużą do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości i

wskaźnika krzywizny.

Wskaźnik różnoziarnistości

10

60

d

d

C

u

Wskaźnik krzywizny

60

10

2

30

d

d

d

C

c

Wskaźniki te opisują kształt krzywej uziarnienia. Jeżeli na wykresie brakuje którejś frakcji – grunt określa
się jako źle uziarniony.