Oznaczanie granic

Atterberga

Granice Atterberga, zwane również

granicami konsystencji to parametry

pomocnicze gruntów spoistych
(plastycznych), które pozwalają na

określenie takich cech jak:

a) wskaźnik plastyczności
b) stopień plastyczności
c) wskaźnik konsystencji

rodzaj gruntu, stan gruntu spoistego

Konsystencje gruntów

• płynna –gdy zachowuje się jak ciecz
• miękkoplastyczna –jeśli wydostaje się miedzy

palcami przy ściskaniu

• plastyczna –jeśli można go formować przy

lekkim nacisku palców

• twardoplastyczna – jeśli nie może być

formowany palcami, lecz może być
wałeczkowany w ręku do wałeczka 3 mm bez
spękań i rozdrabniania się

Konsystencje gruntów –cd.

• zwarta –jeśli rozpada się i pęka podczas

wałeczkowania do wałeczka o średnicy 3 mm,

lecz jest ciągle dostatecznie wilgotny, aby

ponownie uformować z niego bryłę

• bardzo zwarta –jeśli jest wysuszony , najczęściej

ma jasną barwę. Nie można z niego uformować

kulki, rozdrabnia się pod naciskiem. Można go

zarysować paznokciem.

Granice konsystencji

płynny

miękkoplastyczny

plastyczny

twardoplastyczny

zwarty

bardzo zwarty

granica

płynności w

L

granica
plastyczności
w

P

Badanie granicy płynności w

L

za pomocą Aparatu
Cassagrande'a

Granica płynności jest to wilgotność w
procentach jaką posiada próbka gruntu
umieszczona w miseczce Aparatu
Cassagrande'a w momencie gdy
wykonana w niej bruzda zejdzie się na
długości 10 mm i wysokości 1 mm przy
25 uderzeniach miseczki o podstawę.

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

• 1 - z próbki gruntu przeznaczonej do badania usunąć ziarna

większe niż 2 mm, a następnie wymieszać grunt z niewielką

ilością wody w celu uzyskania jednorodnej pasty gruntowej;

• 2 - zważyć 5 pustych parowniczek - mt1, mt2, mt3, , mt4, ,

mt5;

• 3 - pastę gruntową rozprowadzić

w miseczce aparatu Casagrande’a;
miseczka wraz z pastą
gruntową powinna

ważyć 210 ± 1 g;

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

• 4 - w paście gruntowej wykonać bruzdę;

• 5 - miseczkę umieścić w aparacie

i obracać korbą z prędkością
ok. 2 obrotów/sekundę do momentu
złączenia się brzegów bruzdy na długości
10 mm i wysokości 1 mm licząc ilość
uderzeń miseczki o podstawę aparatu;

• 6 - po zejściu się brzegów bruzdy notujemy ilość uderzeń, a

do zważonej parowniczki pobieramy próbkę pasty m

mti

w

celu określenia jej wilgotności – w

i

,

• 7 - punkty 3 ÷ 6 należy powtórzyć co najmniej trzykrotnie

dla pasty o różnej wilgotności.

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

Schemat obliczeniowy:

1.

Obliczyć wilgotność kolejnych próbek pasty gruntowej w

i

gdzie:
m

mti

– masa pasty gruntowej z masą parowniczki [g],

m

sti

– masa wysuszonej pasty gruntowej z masą parowniczki [g],

m

ti

– masa parowniczki [g].

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

Liczba
uderzeń

nr
parowniczki

m

t

[g]

m

mt

[g]

m

st

[g]

w
[%]

Wyniki umieścić w tabeli:

Badanie granicy płynności w

L

za

pomocą Aparatu Cassagrande'a –cd.

2. Narysować wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności
pasty gruntowej wg danych z tabeli

3. Z wykresu odczytuje się wilgotność odpowiadającą 25
uderzeniom, którą umownie przyjmuje się za granicę płynności
badanego gruntu.

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru

stożkowego

W metodzie penetrometru stożkowego

jako granicę płynności przyjmuje
się wilgotność, przy której stożek

penetrometru zagłębia się w paście

gruntowej na głębokość 20 mm
przy stożku 80g/30° lub 10 mm przy

stożku 60g/60°

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru stożkowego

–cd.

Penetrometr stożkowy ręczny

Penetrometr stożkowy półautomatyczny

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru stożkowego

–cd.

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru stożkowego

–cd.

• Pastę gruntową nakładamy nożem do pojemnika

aparatu. Powierzchnię pasty gruntowej należy wyrównać

równo z krawędzią pojemnika i wygładzić.

• Pojemnik z gruntem należy umieścić w aparacie ze

stożkiem penetracyjnym. Stożek należy obniżyć do

pozycji w której jego ostrze zacznie dotykać powierzchni

gruntu w pojemniku. Następnie stożek należy

zablokować i ustawić urządzenie do pomiaru penetracji

oraz zanotować odczyt początkowy z dokładnością 0.1

mm.

• Należy zwolnić blokadę stożka, pozwalając mu na

penetrację w paście gruntowej. Po upływie 5 sekund od

opuszczenia stożka należy go ponownie zablokować i

pomierzyć głębokość penetracji z dokładnością do 0.1

mm.

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru stożkowego

–cd.

• Pomiary uważamy za miarodajne gdy różnica w

głębokościach obu penetracji stożka nie przekracza 0,5 mm

dla stożka 80g/30° oraz 0.4 mm dla stożka 60g/60°.

• Ze środka pojemnika należy pobrać próbkę gruntu do

oznaczenia wilgotności. (około 10 g). Resztę gruntu z

pojemnika przekładamy do naczynia z pastą gruntową,

którą przygotowujemy do kolejnych
cykli badawczych poprzez zmianę (najlepiej zwiększenie) jej

wilgotności. W tym celu należy dodać do pasty niewielką

ilość wody destylowanej i dokładnie wymieszać.

• Procedury należy powtórzyć co najmniej czterokrotnie.

Badanie granicy płynności w

L

metodą penetrometru stożkowego

–cd.

Wyniki badań:

Odczytujemy wilgotność odpowiadającą penetracji równej 20 mm
dla stożka 80g/30° lub 10 mm dla stożka 60g/60°. Wilgotność tę
przyjmujemy jako granicę płynności

.

Granica plastyczności w

P

Granicą plastyczności w

P

nazywamy

wilgotność wałeczka gruntu
pękającego po osiągnięciu średnicy
3 mm podczas kolejnego
wałeczkowania.

Oznaczanie granicy

plastyczności

W celu oznaczenia plastyczności wilgotną
próbkę gruntu należy wałeczkować na
gładkiej powierzchni, aby otrzymać
wałeczek o średnicy około 3 mm,
następnie zlepić go z powrotem i
powtarzać wałeczkowanie do chwili kiedy
na skutek utraty wody nie daje się
wałeczkować, a tylko zlepiać.

Oznaczanie granicy

plastyczności –cd.

Schemat obliczeniowy:

gdzie:
m

mt

– masa wałeczków z masą naczyńka wagowego [g],

m

st

– masa wysuszonych wałeczków z masą naczyńka wagowego

[g],
m

t

– masa naczyńka wagowego [g].

Oznaczanie granicy

plastyczności –cd.

Wyniki badań:

Za granicę plastyczności przyjmujemy

średnią wilgotność z dwóch badań.
Jeżeli wyniki z tych dwóch oznaczeń różnią

się więcej niż o 0,5 % to badanie należy

powtórzyć.

Wskaźnik plastyczności I

P

Wskaźnikiem plastyczności nazywamy różnicę

między granicą płynności a granicą plastyczności.
Wskaźnik plastyczności jest pomocny w ustaleniu

rodzaju gruntu, gdyż określa spoistość gruntu.

gdzie:
w

L

– wartość granicy płynności[%];

w

p

- wartość granicy plastyczności [%].

Wskaźnik plastyczności I

P

-cd.

Im większe Ip tym grunt bardziej spoisty.

Stopień plastyczności I

L

i

wskaźnik konsystencji I

C

Znając granice konsystencji w

P

, w

L

oraz wilgotność naturalną w

n

danej

próbki gruntu można wyznaczyć

stopień plastyczności I

L

i wskaźnik

konsystencji I

C

, które pozwalają

określić stan gruntu spoistego.

Stopień plastyczności I

L

Oznaczenie wilgotności naturalnej w

n

Wykonanie oznaczenia:

• 1 - zważyć pusty i wysuszony tygielek (z dokładnością do 0,01 g) –

m

t

;

• 2 - w zważonym tygielku umieścić próbkę gruntu (grunty spoiste

– ok. 30 g) i ponownie zważyć – m

mt

;

• 3 - tygielek z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temp.105 ÷

110 °C do stałej masy,

• 4 - po wysuszeniu wyjąć tygielek z suszarki i ostudzić do

temperatury otoczenia;

• 5 - zważyć tygielek z wysuszonym gruntem – m

st

,

Stopień plastyczności I

L

–cd.

Schemat obliczeniowy:

gdzie:
m

mt

– masa wilgotnej próbki z masą tygielka [g],

m

st

– masa próbki wysuszonej z masą tygielka [g],

m

t

– masa tygielka [g].

Stopień plastyczności I

L

–cd.

Stopień plastyczności jest to stosunek różnicy wilgotności
naturalnej danego gruntu i granicy plastyczności do różnicy
granicy płynności i granicy plastyczności:

Wskaźnik konsystencji I

C

Podział gruntów spoistych

ze względu na stan gruntu

Ze stanem gruntu ściśle powiązane
są inne parametry geotechniczne,
szczególnie mechaniczne (ściśliwość,
wytrzymałość na ścinanie).
Im większe I

c

(a mniejsze I

L

), tym

grunt jest w lepszym stanie, tzn. ma
wyższe parametry mechaniczne.

Wyniki badań
laboratoryjnych:

Wilgotność

Granica
plastyczności

Granica
płynności

Stopień
plastyczności

Wskaźnik
konsystencji

w= [%]

w

P

= [%]

w

L

= [%]

I

L

= [%]

I

C

= [%]

Stan gruntu: