Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa
w Suwałkach
Instytut Politechniczny
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
Temat ćwiczenia:
Oznaczanie gęstości objętościowej gruntu
i gęstości właściwej szkieletu gruntowego
Numer ćwiczenia: 4
Laboratorium z przedmiotu:
Mechanika gruntów
Studia stacjonarne
Kod: BS5093
Suwałki 2013
1
1. WPROWADZENIE - DEFINICJE
1.1. Gęstość objętościowa gruntu
ρ
- jest to stosunek masy próbki
m
m
do objętości całej
próbki V :
def.
ρ
=
m
V
m
, g/cm
3
1.2. Metody wyznaczania gęstości objętościowej gruntu:
a) metoda wyporu hydrostatycznego cieczy organicznych, według wzoru:
ρ
ρ
=
−
m
m
m
m
c
m
mc
, g/cm
3
gdzie:
m
mc
- masa próbki zanurzonej w cieczy organicznej, g,
ρ
c
- gęstość właściwa stosowanej cieczy w temperaturze badania (wycechowana), g/cm
3
b) metoda wyporu hydrostatycznego wody, według wzoru:
ρ
ρ
ρ
=
−
−
−
m
m
m
m
m
m
p
pw
w
p
m
p
, g/cm
3
gdzie: m
p
- masa oparafinowanej próbki gruntu, g,
m
pw
- masa próbki gruntu oparafinowanej i zanurzonej w wodzie, g,
ρ
w
- gęstość właściwa wody, można przyjąć równą 1,00 g/cm
3
,
ρ
p
- gęstość właściwa parafiny (wycechowana), można przyjąć równą 0,93 g/cm
3
c) metoda przy użyciu rtęci, według wzoru:
ρ
ρ
=
m
m
m
h
r
, g/cm
3
gdzie:
ρ
h
- gęstość właściwa rtęci, g/cm
3
, przyjmowana w zależności od temperatury
badania
wg PN-88/B-04481 tabl.8.,
m
r
- masa wypchniętej rtęci, g,
d) metoda przy użyciu pierścienia lub cylindra, według wzoru:
ρ
=
−
m
m
V
st
t
p
, g/cm
3
gdzie:
m
st
- masa pierścienia lub cylindra z gruntem, g
m
t
- masa pierścienia lub cylindra, g,
V
p
- objętość pierścienia lub cylindra, cm
3
e) metoda przy użyciu objętościomierza piaskowego,
f) metoda przy użyciu objętościomierza wodnego.
1.3. Gęstość właściwa szkieletu gruntowego
ρ
s
- jest to stosunek masy szkieletu gruntowego
m
s
do objętości szkieletu gruntowego
V
s
:
def.
ρ
s
s
s
m
V
=
, g/cm
3
, oblicza się według wzoru:
ρ
ρ
s
g
t
wt
g
t
wg
w
m
m
m
m
m
m
=
−
+
−
−
(
)
, g/cm
3
gdzie: m
g
- masa kolby ze szkieletem gruntowym, g,
2
m
t
- masa pustej kolby, g,
m
wt
- masa kolby napełnionej do kreski wodą destylowaną w temperaturze badania, g,
m
wg
- masa kolby z gruntem i wodą wypełniającą kolbę do kreski, g,
ρ
w
- gęstość właściwa wody w temperaturze badania, g.
Schemat wyjaśniający sposób wyznaczania objętości szkieletu gruntowego :
2. CEL i ZAKRES
Ć
WICZENIA LABORATORYJNEGO
Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 jest zapoznanie się z metodami badania
gęstości objętościowej gruntu oraz opanowanie umiejętności badania gęstości właściwej
szkieletu gruntowego.
Badanie gęstości objętościowej wykonuje się dla próbek NNS wszystkich rodzajów gruntów.
Oznaczanie gęstości właściwej szkieletu gruntowego wykonuje się dla wszystkich rodzajów
gruntów.
3. METODYKA BADAŃ
3.1. Gęstość objętościowa gruntu:
a) metodą wyporu hydrostatycznego cieczy organicznych - według PN-88/B-04481 p-t 5.2.3.
b) metodą wyporu hydrostatycznego wody - według PN-88/B-04481 p-t 5.2.4.
c) metodą przy użyciu rtęci - według PN-88/B-04481 p-t 5.2.5.
d) metodą przy użyciu pierścienia lub cylindra - według PN-88/B-04481 p-t 5.2.6.
e) metodą przy użyciu objętościomierza piaskowego - według BN-77/8931-12 p-t 2.
f) metodą przy użyciu objętościomierza wodnego - według BN-77/8931-12 p-t 3.
3.2. Gęstość właściwa szkieletu gruntowego - według PN-88/B-04481 p-t 5.3.
4. WYMAGANIA BHP
- należy zachować ostrożność przy posługiwaniu się nożem,
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym.
5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 3 jest:
- zbadanie gęstości objętościowej gruntu spoistego metodą wyporu hydrostatycznego wody
3
oraz zapoznanie się z przyrządami pozostałych metod badań,
- zbadanie gęstości właściwej szkieletu gruntowego gruntu spoistego.
5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji eksperymentu
- należy zaplanować i wypisać kolejność czynności oraz symbol wyniku otrzymanego z danej
czynności.
5.3. Zestawienie wyników badań
5.3.1. Badanie makroskopowe rodzaju gruntu: ........................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
i stanu gruntu : X=......................................stan:................................................................
5.3.2. Wyniki badań próbki pobranej w terenie:
GESTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA GRUNTU
ρρρρ
badana metodą wyporu hydrostatycznego wody
Numer próbki
masa próbki w stanie naturalnym
m
m
[ g ]
masa próbki oparafinowanej
m
p
[ g ]
masa próbki oparafinow. w wodzie
m
pw
[ g ]
gęstość właściwa wody
ρ
w
[g/cm
3
]
gęstość właściwa parafiny
ρ
p
[g/cm
3
]
Gęstość objętościowa gruntu
ρ
[g/cm
3
]
Gęstość objętościowa gruntu
ρρρρ
[g/cm
3
]
GĘSTOŚĆ WŁAŚCIWA SZKIELETU GRUNTOWEGO
ρρρρ
s
masa pustej kolby
m
t
[ g ]
masa kolby ze szkieletem gruntowym
m
g
[ g ]
masa szkieletu gruntowego
m
s
= m
g
- m
t
[ g ]
masa kolby ze szkieletem gr. i wodą
m
wg
[ g ]
masa kolby z wodą
m
wt
[ g ]
Gęstość właściwa szkieletu gruntowego
ρρρρ
s
[g/cm
3
]
5.4. Wnioski
- Sprawdzić rząd wielkości otrzymanych wyników według PN-81/B-03020 Tabl.2.
6. LITERATURA
PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia
statyczne i projektowanie.
BN-77/8931-12 Drogi samochodowe. Oznaczanie wskaźnika zagęszczenia gruntu.
Myślińska E.: Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
1992.
Pisarczyk S., Rymsza B.: Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Wydawnictwa
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1990.