Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 1/8

——————————————————————————————————————————————

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 . # 3

Temat : Oznaczenie cech fizycznych gruntu.

Oznaczenie zawartości części organicznych.

Wg PN-88/B-04481 (PN).

1. Terminy i definicje (PN)

1.1 Wilgotność naturalna

Wilgotnością naturalną w

n

[% lub liczba bezwzględna], nazywamy stosunek masy wody zawartej w danej

próbce gruntu w warunkach naturalnych do masy szkieletu gruntowego tej próbki. Wyznaczamy ją wzorami:

%

100

⋅

=

s

w

n

m

m

w

lub

st

st

mt

n

m

m

m

w

−

=

gdzie: m

w

- masa wody zawarta w próbce [g],

m

s

- masa szkieletu gruntowego [g],

m

mt

- masa gruntu o wilgotności naturalnej [g],

m

st

- masa gruntu wysuszonego w temperaturze 105 – 110

o

C [g].

1.2 Gęstość objętościowa

Gęstością objętościową

ρ

gruntu nazywa się stosunek masy próbki gruntu (w stanie naturalnym) do jej

objętości. Wyznacza się ją ze wzoru:

V

m

m

=

ρ

gdzie:

ρ

- gęstość objętościowa [g/cm

3

],

m

m

- masa próbki gruntu w stanie naturalnym [g],

V - objętość badanej próbki gruntu [cm

3

],

W zależności od rodzaju gruntu oraz stanu i wielkości próbki, przeznaczonej do badań, przy

oznaczaniu gęstości objętościowej gruntu stosuje się jedną z czterech metod (PN-88/B-04481):
(wymienić metody)



1.3 Gęstość właściwa

Gęstością właściwą

ρ

s

szkieletu gruntowego [g/cm

3

], nazywamy stosunek masy szkieletu gruntowego do

jego objętości. Wyznacza się ją ze wzoru:

wg

t

g

wt

t

g

s

s

s

m

m

m

m

m

m

V

m

−

−

+

−

=

=

)

(

ρ

gdzie: m

s

- masa szkieletu gruntowego [g],

V

s

- objętość szkieletu gruntowego [cm

3

],

m

g

- masa kolby z gruntem wysuszonym w temperaturze 105 – 110

o

C [g],

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 2/8

——————————————————————————————————————————————

m

wt

- masa kolby wypełnionej do kreski na szyjce wodą destylowaną [g],

m

wg

- masa kolby z gruntem i wodą wypełniającą kolbę do kreski na szyjce [g],

m

t

- masa kolby wysuszonej w temperaturze 105 – 110

o

C [g],

W większości przypadków stosuje się metodę piknometru opisaną w normie PN-88/B-04481.

1.4 Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego
Gęstością objętościową szkieletu gruntowego

ρ

d

Praktycznie obliczenia gęstości objętościowej szkieletu gruntowego dokonujemy wzorami:

1.5 Porowatość gruntów
Porowatość gruntu n [-] to




1.6 Wskaźnik porowatości gruntu
Wskaźnik porowatości gruntu e [-] to





1.7 Zależność między porowatością a wskaźnikiem porowatości





1.8 Stopień wilgotności gruntu

(wg PN-86/B-02480)

Stopień wilgotności gruntu S

r

[-] to

Stopień wilgotności S

r

Stan wilgotności Symbol

1.9 Wilgotność całkowita
Wilgotność całkowita w

r

[%] przy stopniu wilgotności S

r

=1,0 wyznaczamy:

1.10 Gęstość objętościowa gruntu o wilgotności całkowitej w

r

, który zalega powyżej zwierciadła

wody gruntowej:

=

sr

ρ

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 3/8

——————————————————————————————————————————————

1.11 Gęstość objętościowa gruntu o wilgotności całkowitej w

r

, który zalega poniżej zwierciadła wody

gruntowej:

=

'

ρ

, wzór uproszczony dla gruntów spoistych:

=

'

ρ

2. Wykonanie ćwiczenia w laboratorium: wg PN-88/B-04481.

2.1 Oznaczenie wilgotności naturalnej

Wykonanie badania polega na:





Obliczenie wyników. (Wyniki na formularzu)

2.2 Oznaczenie gęstości objętościowej
2.2.1 Metodą pierścienia tnącego i cylindra
Wykonanie badania polega na:






Obliczenie wyników. (Wyniki na formularzu)

2.2.2 Metodą wyporu hydrostatycznego wody

Wykonanie badania polega na:




Obliczenie wyników. (Wyniki na formularzu)

2.2.3 Metodą wyporu hydrostatycznego w cieczach organicznych

Wykonanie badania polega na:





Obliczenie wyników. (Wyniki na formularzu)

2.3 Oznaczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego

Wykonanie badania polega na:

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 4/8

——————————————————————————————————————————————

Obliczenie wyników. (Wyniki na formularzu)

3. Obliczyć pozostałe cechy fizyczne gruntów, dla których oznaczono w badaniach laboratoryjnych:

wilgotność naturalną, gęstości objętościową i gęstość właściwą szkieletu gruntowego.

Lp.

Wzór Dane

Wartość

1

Nr próby

2

Nazwa gruntu

3

Wilgotność naturalna

4

Gęstość objętościowa

5

Gęstość właściwa szkieletu
gruntowego

6

Gęstość objętościowa szkieletu
gruntowego

7

Porowatość

8

Wskaźnik porowatości

9

Stopień wilgotności

10

Wilgotność całkowitą

11

Gęstość objętościowa przy pełnym
nasyceniu porów wodą.

12

Gęstość objętościowa z
uwzględnieniem wyporu wody.

(Skomentować otrzymane wyniki.)

3. Oznaczanie zawartości substancji organicznej (PN)

Pod pojęciem „części organiczne” rozumie się zarówno nierozłożoną substancję organiczną, jak i

jej część zhumifikowaną (próchnicę).
Przez zawartość części organicznych I

om

rozumie się stosunek masy części organicznych w stanie

powietrzno-suchym do masy szkieletu gruntowego w próbce gruntu.

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 5/8

——————————————————————————————————————————————

Tab. 3 Klasyfikacja gruntów z organiczna zawartością wg PN-EN ISO 14688-2: 2005

Grunt Zawartość składników organicznych

(

≤ 2mm) % suchej masy

Mało-organiczny

2 do 6

Średnio-organiczny

6 do 20

Wysoko-organiczny >

20

Metody wyznaczania I

om

:

3.1 Oznaczenie zawartości substancji organicznej metodą utleniania

Wykonanie badania polega na:










(Dane i wyniki na formularzu)


3.2 Oznaczenie zawartości substancji organicznej metodą prażenia

Wykonanie badania polega na:










(Dane i wyniki na formularzu)

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 6/8

——————————————————————————————————————————————

Oznaczanie

wilgotności (w) i gęstości objętościowej (ρ) gruntów

Metodą wyporu hydrostatycznego

Oznaczenie makroskopowe

Nr próby……….......Miejsce pobrania ……………………………Rodzaj gruntu: …………………..……………….….....…
Domieszki: ……………….………………..…. Zaw. CaCO

3

:

.………….. Barwa: ..………………………………………......

Wilgotność: .……………….Plastycz./forma ziaren.:
……….……………………………..………………………………………………………………………………………….....

Konsystencja …………………………...………….……………………………………………………………….………

Oznaczanie wilgotności 1 Nr nacz.. ………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………..…. - m

st

…………….…….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

………

w = ( - / - )*100 = %

Oznaczanie wilgotności 2 Nr nacz…………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………. - m

st

…………………….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

……

w = ( - / - )*100 = %

Obliczenie w =

Oznaczenie ρ metodą wyporu hydrostatycznego

w wodzie

Oznaczenie ρ metodą wyporu hydrostatycznego

w cieczach organicznych

Masa próbki gruntu [g]: m

m

Masa próbki gruntu pokrytego parafiną: m

p

Masa próbki gruntu pokrytej parafiną

i zanurzonej w wodzie [g]: m

pw

Gęstość właściwa wody [g/cm

3

]: ρ

w

Gęstość właściwa parafiny: ρ

p

= 0,93 g/cm

3

ρ =m

m

/((m

p

-m

pw

)/ρ

w

-(m

p

-m

m

)/ρ

p

= …….... g/cm

3

Masa próbki [g]: m

m

Masa próbki zanurzonej w cieczy [g]: m

mc

Gęstość właściwa cieczy ………….

w temp.badania t = ºC [g/cm

3

]: ρ

c

ρ

= m

m

· ρ

c

/ (m

m

- m

mc

) = ………..…. g/cm

3

Oznaczenie ρ metodą wyporu hydrostatycznego

w wodzie

Oznaczenie ρ metodą wyporu hydrostatycznego

w cieczach organicznych

Masa próbki gruntu [g]: m

m

Masa próbki gruntu pokrytego parafiną: m

p

Masa próbki gruntu pokrytej parafiną
i zanurzonej w wodzie [g]: m

pw

Gęstość właściwa wody [g/cm

3

]: ρ

w

Gęstość właściwa parafiny: ρ

p

= 0,93 g/cm

3

ρ =m

m

/((m

p

-m

pw

)/ρ

w

-(m

p

-m

m

)/ρ

p

= …….... g/cm

3

Masa próbki [g]: m

m

Masa próbki zanurzonej w cieczy [g]: m

mc

Gęstość właściwa cieczy ………….
w temp.badania t = ºC [g/cm

3

]: ρ

c

ρ

= m

m

· ρ

c

/ (m

m

- m

mc

) = ………..…. g/cm

3

Obliczenie ρ =

Obliczenie ρ =

Wykonał: ………………………………. ……… Grupa …….……….. dn. ………………………..
Sprawdził: ……..………………………………….……………… dn. ………………………..

Oznaczanie gęstości właściwej (ρ

s

) gruntów w piknometrze

Nr piknometru

Masa piknometru

m

t

=

Masa piknometru z gruntem suchym

m

g

=

Masa piknometru z woda i gruntem

m

wg

=

Masa piknometru z wodą

m

wt

=

Masa szkieletu gruntowego

m

s

= m

g

- m

t

=

Objętość szkieletu gruntowego

V

s

= (m

wt

+ m

s

- m

wg

)/

ρ

w

=

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego

ρ

s

= m

s

/ V

s

= g/cm

3

Wykonał: ……………………..
Sprawdził: ………………………

Data: ……………..
Data: ……………..

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 7/8

——————————————————————————————————————————————

Oznaczanie wilgotności (w)

i gęstości objętościowej (ρ) gruntów

w pierścieniu i cylindrze

Oznaczenie makroskopowe

Nr próby ……………Miejsce pobrania ………….…………..…Rodzaj gruntu: ………………….………..…..…….................
Domieszki: ……………….………………..…..…. Zaw. CaCO

3

:

.…….….. Barwa: ..…………………………………………..

Wilgotność: .……………….Plastycz./forma ziaren.: ………...…….……………………………..……………………………...

Konsystencja …………………………...………….………………………………………………………………….……

Oznaczanie wilgotności 1 Nr nacz.. ………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………..…. - m

st

…………….…….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

………

w = ( - / - )*100 = %

Oznaczanie wilgotności 2 Nr nacz…………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………. - m

st

…………………….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

……

w = ( - / - )*100 = %

Oznaczenie ρ w pierścieniu Oznaczenie

ρ w cylindrze

Masa próbki w pierścieniu: m

mt

Masa pierścienia: m

t

.

Masa próbki: m

m

Objętość pierścienia: V = cm

3

ρ

= m

m

/ V = ………………. g/cm

3

Masa próbki w cylindrze: m

mt

Masa cylindra: m

t

Masa próbki: m

m

Objętość cylindra: V = cm

3

ρ

= m

m

/ V = ………………. g/cm

3

Obliczenie ρ =

Oznaczenie makroskopowe

Nr próby ……………Miejsce pobrania ………………..…Rodzaj gruntu: ………………….………..…..… ……….......
Domieszki: ……………….………………..…. Zaw. CaCO

3

:

.…….. Barwa: ..…………………………………………..

Wilgotność: .……………….Plastycz./forma ziaren.: ……….……………………………..……………………………...

Konsystencja …………………………...………….………………………………………………………………….……

Oznaczanie wilgotności 1 Nr nacz.. ………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………..…. - m

st

…………….…….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

………

w = ( - / - )*100 = %

Oznaczanie wilgotności 2 Nr nacz…………

masa nacz. z gr. wilg. (g) m

mt

………. - m

st

…………………….

masa nacz. z gr. suchym (g) m

st

............... - masa

nacz.

m

t

……

w = ( - / - )*100 = %

Oznaczenie ρ w pierścieniu Oznaczenie

ρ w cylindrze

Masa próbki w pierścieniu: m

mt

Masa pierścienia: m

t

.

Masa próbki: m

m

Objętość pierścienia: V = cm

3

ρ

= m

m

/ V = ………………. g/cm

3

Masa próbki w cylindrze: m

mt

Masa cylindra: m

t

Masa próbki: m

m

Objętość cylindra: V = cm

3

ρ

= m

m

/ V = ………………. g/cm

3

Obliczenie ρ =

Wykonał: …………………..… ……….… Grupa …………….. dn. ….………….………….
Sprawdził: ……..……………………………………….…………dn. ……………….………..

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 3 8/8

——————————————————————————————————————————————

Oznaczanie części organicznych (I

om

)

oraz strat przy prażeniu (I

ż

)

Badanie makroskopowe

Nr ćwiczenia ……………………Nr próbki ……
Rodzaj gruntu/symbol …………………………..
Domieszki: …………………………………..….
Barwa: ………………………………………..…
Plastyczność

: ………………………………...

Miejsce pobrania ………………..Typ próbki ………………
Opakowanie ………………………………………………....
Zawartość CaCO

3

: ………………………………………….

Wilgotność: …………………………………………………
Konsystencja gruntu/forma ziaren

: ………………………

Oznaczanie zawartości części organicznych (I

om

) metodą utleniania H

2

O

2

Zlewka nr …………… Masa zlewki z gruntem wysuszonym m

st

= ………………… g

Masa m

t

…………… Masa gruntu m

s

= ………………… g

Masa zlewki z gruntem po utlenieniu i wysuszeniu do stałej masy
m

u

= ………………… g

100

*

t

st

u

st

om

m

m

m

m

I

−

−

=

= ……… %

Zlewka nr …………… Masa zlewki z gruntem wysuszonym m

st

= ………………… g

Masa m

t

…………… Masa gruntu m

s

= ………………… g

Masa zlewki z gruntem po utlenieniu i wysuszeniu do stałej masy
m

u

= ………………… g

100

*

t

st

u

st

om

m

m

m

m

I

−

−

=

= ……… %

Oznaczanie strat przy prażeniu (I

ż

)

Tyg. nr ……… Tygiel zlewki z gruntem wysuszonym (+105-110

o

C) m

st

= ……………… g

m

t

……… m

t

= ……………… g

m

s

= ……………… g

Tygiel z gruntem po I prażeniu m

I

= ……………… g

Tygiel z gruntem po II prażeniu m

u

= ……………… g

100

*

t

st

u

st

ż

m

m

m

m

I

−

−

=

= ……… %

Tyg. nr ……… Tygiel zlewki z gruntem wysuszonym (+105-110

o

C) m

st

= ……………… g

m

t

……… m

t

= ……………… g

m

s

= ……………… g

Tygiel z gruntem po I prażeniu m

I

= ……………… g

Tygiel z gruntem po II prażeniu m

u

= ……………… g

100

*

t

st

u

st

ż

m

m

m

m

I

−

−

=

= ……… %

Wykonał: ………………….…………………Grupa ……………… dn. ……………………….
Sprawdził: ……..……………………………………… …. dn. ……………