WILGOTNOŚĆ GRUNTU (W)

Przez pojęcie wilgotność rozumie się stosunek masy wody zawartej w danej

próbce gruntu do masy tej próbki wysuszonej w temperaturze 105-110

°°°°

C,

wyrażony w procentach.

„Wilgotność naturalna gruntu” - to taka wilgotność, która charakteryzuje

zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych, a więc bezpośrednio w

terenie.

Przebieg oznaczenia wilgotności gruntu:

1 - zważyć puste, wysuszone i ochłodzone naczyńko wagowe, zanotować jego numer i masę (m

t

),

2 - umieścić próbkę gruntu w zważonym naczyńku i ponownie zważyć (m

mt

),

3 - naczyńko z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temperaturze 110

°

C,

4 - po wysuszeniu próbki (tj. po czasie co najmniej 24 godzin ale nie więcej niż 48 godzin) wyjąć

naczyńka wagowe z suszarki, ostudzić, a następnie zważyć z wysuszonym gruntem (m

st

).

Obliczenia wyników:

Obliczyć wilgotność gruntu w%

gdzie: m

w

= m

mt

- m

st

masa wody [g]

m

s

= m

st

- m

t

masa szkieletu gruntowego [g]

w

m

m

m

m

mt

st

st

t

=

−
−

⋅

100%

GRANICE KONSYSTENCJI GRUNTÓW SPOISTYCH

Właściwości gruntów spoistych w wielu przypadkach zależą od intensywności

współdziałania tych gruntów z wodą. Istnieje wiele wskaźników charakteryzujących

właściwości gruntów w zależności od intensywności tego współdziałania. Jednym z

tych wskaźników jest konsystencja gruntu.

Wyróżnia się konsystencję gruntu zwartą, plastyczną i płynną. W praktyce,

stosuje się szereg dalszych wydzieleń, określając je jako stany gruntu.

I tak mamy:

- stan zwarty,

- półzwarty,

- twardoplastyczny,

- plastyczny,

- miękkoplastyczny

- płynny.

Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami są określane jako tzw.

granice konsystencji.

Między stanem zwartym i półzwartym znajduje się granica skurczalności

W

S

, między stanem półzwartym i stanem plastycznym (twardoplastycznym)

znajduje się granica plastyczności W

P

, a między stanem plastycznym

(miękkoplastycznym) i płynnym granica płynności W

L

.

W

S

- granica skurczalności jest to wilgotność w procentach, przy której grunt

pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie

zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy.

GRANICA PLASTYCZNOŚCI (W

P

):

W

P

- granica plastyczności jest to wilgotność w procentach, jaką ma grunt, gdy

przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm.

Przebieg oznaczenia:

1 - należy przygotować i wytarować jedno naczyńko wagowe z przykrywką, do oznaczenia

wilgotności (m

t

),

2 - z przygotowanej do badania próbki należy pobrać taką ilość gruntu aby uformować kulkę o

ś

rednicy około 7 mm. Kulkę należy wałeczkować w dłoni aż wałeczek uzyska średnicę około 3

mm. Jeśli wałeczek w tym czasie nie popękał, z wałeczka ponownie formuje się kulkę, a następnie

wałeczkuje ją. Czynności te powtarza się tak długo, aż przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek

popęka lub rozsypie się. Za popękany uznaje się taki wałeczek, który po podniesieniu go za jeden

koniec rozdzieli się na kawałki,

3 - wszystkie kawałeczki wałeczka wkłada się do wytarowanego wcześniej (m

t

) naczyńka wagowego,

4 - powtarza się badanie (punkty 2 i 3) na następnej kulce gruntu. Czynność wałeczkowania kolejnych

kulek gruntu powtarza się tyle razy, aby w naczyńku wagowym zebrać wałeczki z co najmniej

trzech kulek,

5 - naczyńko z wałeczkami waży się (m

mt

) i suszy w suszarce w temperaturze 105-110

°

C do stałej

masy

6 - po wysuszeniu i ostudzeniu należy zważyć powtórnie naczyńka z gruntem (m

st

) i obliczyć

wilgotność.

Obliczenia wyników:

Tak jak dla wilgotności W%.

Oznaczona w taki sposób wilgotność jest wartością granicy plastyczności Wp

GRANICA PŁYNNOŚCI (W

L

)

W

L

- granica płynności jest to wilgotność w procentach, jaką ma pasta gruntowa

umieszczona w aparacie Casagrande’a, w momencie, gdy wykonana w niej

bruzda zlewa się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy dwudziestym

piątym uderzeniu miseczki o podstawę.

OZNACZANIE GRANICY PŁYNNOŚCI METODĄ CASAGRANDE’A (W

L

)

Przebieg oznaczenia:

1 - przygotowaną do badania próbkę należy zalać niewielką ilością wody destylowanej, rozmieszać do

uzyskania jednorodnej pasty i usunąć z próbki ziarna średnicy większej niż 2 mm,

2 - należy przygotować i wytarować około 3 do 5 naczyniek wagowych (m

t

),

3 - uzyskaną pastę gruntową nakłada się warstwami za pomocą specjalnej łopatki, do miseczki wyjętej

z aparatu Casagrande’a, w taki sposób, aby nie powstawały pęcherzyki powietrza. Pasta powinna

być rozprowadzona warstwą o grubości, nie przekraczającej 9 mm, tworząc w miseczce wklęsłą

powierzchnię. Grunt powinien zajmować 2/3 przedniej części miseczki i kończyć się równą górną

linią. Łączna masa gruntu i miseczki powinna wynosić 210

±

1 g,

4 - pastę w miseczce przecina się za pomocą rylca, bruzdą prostopadłą do osi obrotu miseczki,

trzymając rylec prostopadle do dna miseczki,

5 - po zrobieniu bruzdy umieszcza się miseczkę w uchwycie aparatu. Po włączeniu aparatu należy

liczyć uderzenia miseczki, aż do momentu zlania się brzegów bruzdy na długości 10 mm i

wysokości 1 mm. Po zlaniu się bruzdy notuje się liczbę uderzeń i pobiera ze środka bruzdy próbkę

gruntu do naczyńka wagowego w celu oznaczenia wilgotności,

6 - pastę z miseczki aparatu przekłada się do parowniczki, dodaje niewielką ilość wody destylowanej i

starannie miesza,

7 - wyżej wymienione czynności ( punkty 3 do 6) powtarza się kilkakrotnie, zmieniając wilgotność

pasty gruntowej bądź przez dodanie wody, bądź przez podsuszenie, tak aby bruzda zlewała się przy

liczbie uderzeń mieszczącej się w granicach od 12 do 35,

8 - przy każdym badaniu notuje się liczbę uderzeń i określa na podstawie pobranej próbki

odpowiadającą tej liczbie uderzeń wilgotność W%.

Obliczenia wyników:
- obliczyć wilgotność pasty gruntowej dla każdej z zanotowanych ilości uderzeń

miseczki

- odczytać z wykresu wartość granicy płynności W

L

- obliczyć wartości I

L

oraz I

P

I

P

– wskaźnik plastyczności I

P

jest różnicą między wartością granicy płynności W

L

i

granicy plastyczności W

P

badanego gruntu.

I

L

– syntetyczny wskaźnik opisujący stan badanego gruntu

I

P

– wskaźnik plastyczności oblicza się z wzoru

P

L

p

W

W

I

−

=

I

L

- stopień plastyczności oblicza się z wzoru:

I

w

w

w

w

L

n

P

L

P

=

−
−

Sprawozdanie:

W sprawozdaniu, w tabeli należy zamieścić dane i przeliczone wyniki oznaczeń

m

t

m

mt

m

st

W

ilość

[g]

[g]

[g]

[%]

uderzeń

1

3

4

5

6

7

Wn

-

W

P

-

W-1 (do W

L

)

W-2 (do W

L

)

W-3 (do W

L

)

W

L

Odczytane z wykresu

25

Na podstawie tabeli, nanieść na wykresie punkty uzyskane w wyniku badania

granicy płynności i wykreślić prostą aproksymującą. Z wykresu odczytać wartość W

L

(dla 25 uderzeń). Obliczyć wartość I

P

, I

L

(w oparciu o obliczone wartości W

n

, W

P

oraz

odczytaną W

L

). Na podstawie I

L

określić stan badanego gruntu.

I

L

≤≤≤≤

0

stan półzwarty,

0 < I

L

≤≤≤≤

0.25 stan twardoplastyczny,

0.25 < I

L

≤≤≤≤

0.50 stan plastyczny,

0.50 < I

L

≤≤≤≤

1.00 stan miękkoplastyczny,

1.00 < I

L

stan płynny.