1

1

WYTRZYMAŁOŚC GRUNTU na

WYTRZYMAŁOŚC GRUNTU na

ŚCINANIE

ŚCINANIE

nośność gruntu

nośność gruntu

CBR

–

Kalifornijski wskaźnik nośności

– znany w obowiązujących

normach jako

wskaźnik nośności gruntu w

noś

– wyznaczony

laboratoryjnie dla

wszystkich gruntów budowlanych

– wykres

w

noś

gruntów w

zależności

od

ich wilgotności

(warunków
hydrologicznych, w jakich

znajdować się będzie

badany grunt)

miarodajna wartość
w

noś

w

m

w

1

w

2

w

3

w

opt

wilgotność

[%]

miarodajny

w

noś

wskaźnik

nośności

W Próbie Proctora – wyznacza się

w

opt

2

2

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

METODĄ

METODĄ

CBR

CBR

CBR

California Bearing Ratio –

Kalifornijski

wskaźnik nośności

· w 1938 r. oficjalnie uznany za metodę
oznaczania

nośności podłoża

gruntowego

· dostosowano go do warunków polskich

3

3

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

METODĄ CBR

METODĄ CBR

- (cd)

- (cd)

CBR – Kalifornijski wskaźnik nośności

―

ideą metody był pomiar oporu gruntu przy

wciskaniu w

niego trzpienia stalowego

przez nawierzchnię

―

ideę tę starano się zachować w konstrukcji

aparatu i

metodzie badania

―

metoda CBR służy do

wyznaczania grubości

nawierzchni

w zależności od nośności

podłoża gruntowego

―

szeroko stosowany w budownictwie drogowym

i kolejowym ze względu na swoje zalety

4

4

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -

KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -

definicja

definicja

P –

obciążenie, które trzeba zastosować, aby trzpień w

kształcie

wydłużonego sworznia o powierzchni 3

cale kwadratowe wcisnąć w odpowiednio
przygotowaną próbkę gruntu do głębokości 0,1” z
prędkością 0,05” na minutę

P

s

–

obciążenie standardowe

P

s

– jest wartością stałą, odpowiadającą obciążeniu,

jakie było

potrzebne, aby taki sam trzpień, z taką

samą prędkością i na tę

samą głębokość wcisnąć w

materiał wzorcowy, którym jest

tłuczeń standardowo

zagęszczony

.

CBR = ( P / P

s

)



100 [%]

5

5

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -

KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -

definicja

definicja

Penetracja

Znormalizowa

ny nacisk

Siła działająca

na trzpień o

powierzchni 3

cale

kwadratowe

cale

mm

funt/cal

2

MN/m

2

funty

kN

0,1

2,54

1000

7,0

3000

13,60

0,2

5,08

1500

10,5

4500

20,41

0,3

7,62

1900

13,4

5700

25,85

0,4

10,16

2300

16,2

6900

31,29

0,5

12,70

2600

18,2

7800

35,38

Standardowe naciski

CBR dla ubitego tłucznia

6

6

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

METODĄ CBR - (cd)

METODĄ CBR - (cd)

Zalety metody CBR

:

• grubości wyznaczana metodą CBR są zgodne z
grubościami istniejących nawierzchni w
dobrym stanie technicznym
• jest metodą stosunkowo szybką, wymaga
prostych przyrządów i może być zastosowany
dla każdego gruntu
• określa nośność gruntu w niekorzystnych
warunkach

nasycenia wodą

(próbka jest

nasycana wodą w ciągu 4 dni)

• badania modelowe przeprowadza się w
warunkach

zbliżonych do pracy podłoża

• służy do wymiarowania nowych, jak również
do obliczania wzmocnienia istniejących
nawierzchni

7

7

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU

METODĄ CBR - (cd)

METODĄ CBR - (cd)

Nomogram do wyznaczania

grubości warstw

nawierzchni drogowej wg CBR;

krzywe

A, ... F,

oznaczają

liczbę pojazdów porównawczych

zgodnie z tablicą

Liczba

pojazdów

porównawcz

ych

na dobę

Oznaczenie krzywej

A B

C

D

E

F

Liczba pojazdów na

dobę o nacisku koła

3 tony

0



1
5

1
5



4
5

45



15

0

15

0



45

0

450



150

0

1500



4500

0

2

4

6

8

10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32

2

3

4 5 6 7 8 10

15 20

30 40 5060 80100

150

10
15

5

20
25
30
35
40
45
50

0

55
60
65
70
75
80

CBR

- kalifornijski wskaźnik nośności w [%]

G

ru

b

o

ść

n

a

w

ie

rz

ch

n

i

d

ro

g

o

w

y

ch

z

p

o

d

b

u

d

o

w

ą

[cal]

[cm]

A
B

C

D

E

F

8

8

METODA CBR dostosowana do

METODA CBR dostosowana do

WARUNKÓW POLSKICH

WARUNKÓW POLSKICH

CBR = ( p / p

p

)



100 [%]

p

–

ciśnienie jakie jest potrzebne, aby zagłębić trzpień

ze znormalizowaną prędkością (1,25 mm/min) w

odpowiednio

przygotowaną próbkę gruntu na głębokość 2,5 mm

lub 5,0 mm,

p

p

–

ciśnienie porównawcze, które wynosi:

• przy wgłębianiu trzpienia na 2,5 mm - 70 kG/cm

2

(~7 MN/m

2

),

• przy wgłębieniu na 5,0 mm - 100 kG/cm

2

(~10

MN/m

2

).

Wartości

liczbowe wskaźnika

CBR

gruntu podłoża

nawierzchni

należy

ustalić laboratoryjnie

– zgodnie z obowiązującymi

normami i przepisami – a w przypadku braku

takich badań

można przyjmować

z dostateczną

dokładnością z

zestawienia tabelarycznego

.

9

9

CBR – DANE TABELARYCZNE

CBR – DANE TABELARYCZNE

Lp

Nazwa i pochodzenie gruntu

CBR

[%]

1

Pospółki i żwiry oraz rumosze skaliste o

wskaźniku

piaskowym

WP > 30

≥ 15

2

Piaski gruboziarniste WP > 30

13 ÷ 14

3

Piaski średnioziarniste WP > 30

12 ÷ 13

4

Piaski drobnoziarniste WP > 30

10 ÷ 11

5

Rumosze gliniaste, żwiry gliniaste i pospółki gliniaste

zawierające (5

÷

10)

% ziaren mniejszych od 0,02 mm

7 ÷ 9

6

Piaski pylaste WP > 25

9 ÷ 10

7

Piaski pylaste, piaski gliniaste, pyły piaszczyste itp.

zawierające (5

÷

10)

% ziaren mniejszych od 0,02 mm

5 ÷ 7

8

Mineralne pyły, pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny i iły

zawierające więcej niż 10

% cząstek mniejszych od 0,02 mm o

głębokim zaleganiu zwierciadła wody gruntowej ≤ 2,0 m i

przy dobrym uwodnieniu

3 ÷ 5

9

Mineralne pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny i iły

zawierające >

10

% cząstek < 0,02 mm, o głębokości

zalegania wody gruntowej ≤ 2,0 m

2 ÷ 3

10

Grunty organiczne

≤ 2

Orientacyjne miarodajne wartości CBR podłoża

gruntowego

10

10

LABORATORYJNA METODA

LABORATORYJNA METODA

OZNACZANIA CBR

OZNACZANIA CBR

Współczynnik

CBR

określony jest w

obowiązujących normach jako

wskaźnik

nośności gruntu

w

noś

•

w celu jego określenia należy wyznaczyć

wilgotność optymalną badanego gruntu –
próba Proctora,
• następnie grunt przygotowuje się do prób
penetracji według ustalonej procedury,
• w czasie przeprowadzania próby penetracji
odnotowuje się wielkość siły powodującej
zagłębianie trzpienia na odpowiednią
głębokość i po odpowiednim czasie.

11

11

LABORATORYJNA METODA

LABORATORYJNA METODA

OZNACZANIA CBR

OZNACZANIA CBR

Aparat CBR

1) prasa,
2) pierścień
dynamometryczny z
czujnikiem,
3) znormalizowany trzpień
CBR,
4) wkładka wyrównująca,
5) cylinder (o pojemności
2,2 dm

3

),

6) nadstawa cylindra,
7) badanie pęcznienia
gruntu,

8) krążki o ciężarze 2,25 kg
każdy, służące jako
nadwaga

12

12

LABORATORYJNA METODA

LABORATORYJNA METODA

OZNACZANIA CBR

OZNACZANIA CBR

Wartość wskaźnika nośności gruntu oblicza się dla

sił,

które odpowiadają zagłębieniu trzpienia na 2,5 mm i

5,0 mm

i charakteryzują badany grunt.

100

5

2

5

2

,

S

,

noś

p

p

w 

100

0

5

0

5

,

S

,

noś

p

p

w 

gdzie:

p

2,5

;

p

5,0

– ciśnienie jakie jest potrzebne, aby zagłębić

trzpień

odpowiednio na głębokość 2,5

mm i 5,0 mm;

p

S2,5

; p

S5,0

– ciśnienie porównawcze (tab. – slide 18)

Większa wartość –

miarodajna wartość wskaźnika

nośności gruntu

Warunki hydrologiczne

Wilgotność miarodajna

Miejsca suche

wilgotność odpowiadająca 0,96



ds

wg próby

Proctora

Miejsca wilgotne z okresowym

dopływem wody

wilgotność odpowiadająca 0,94



ds

wg próby

Proctora

Miejsca wilgotne ze stałym dopływem

wody

wilgotność odpowiadająca 0,92



ds

wg próby

Proctora

Dane do ustalenia wilgotności miarodajnej

gruntu