ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z MECHANIKI GRUNTÓW

Oznaczenie wilgotności naturalnej oraz granic konsystencji gruntu,

stopień plastyczności gruntu spoistego.

Figat Łukasz

Gajewski Jarosław

Iglewski Łukasz

Szamocki Grzegorz

1. Wiadomości teoretyczne.

1. Oznaczenie wilgotności gruntu.

Przez wilgotność gruntu rozumie się stosunek wody zawartej w próbce gruntu do masy tej próbki wysuszonej w temperaturze 105÷110ºC. Wilgotnością naturalną jest wilgotność charakteryzująca zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych.

Wilgotność gruntu wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

• 
  - masa naczynia z gruntem wilgotnym [g]

• 
  - masa naczynia z gruntem suchym [g]

• 
  - masa naczynia pustego [g]

Jako wynik ostateczny przyjmuje się średnią arytmetyczną z dwóch oznaczeń, gdy różnica nie przekracza 5 % wartości średniej. Jeżeli różnica jest większa niż 5 % przeprowadza się dwa dodatkowe oznaczenia i jako wynik ostateczny przyjmuje się średnia arytmetyczną z trzech najmniej różniących się wartości.

1. Oznaczenie granicy plastyczności.

Granicą plastyczności nazywamy taką wilgotność w procentach, jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm (wilgotność graniczna między stanem półzwartym i twardoplastycznym).

Wartość granicy plastyczności oblicza się jako średnią dwóch oznaczeń wilgotności:

Różnica w oznaczeniach wilgotności nie powinna przekraczać 10 % wartości średniej. Gdy różnica jest większa, należy przeprowadzić dwa dodatkowe oznaczeniami przyjąć średnią arytmetyczną z trzech najmniej różniących się wartości.

2. Oznaczenie granicy płynności metodą Casagrandego.

Granica płynności jest to wilgotność graniczna między stanem miękkoplastycznym i płynnym. Na podstawie metody Casagrandego granicą płynności można nazwać wilgot- ność w procentach masy gruntowej umieszczonej w aparacie Casagrandego w momencie, gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy dwudziestym piątym uderzeniu miseczki o podstawę, na długości 10 mm i wysokości 1 mm.

W celu określenia granicy płynności należy wykonać co najmniej 5 oznaczeń w granicach 12-35 uderzeń (dla potrzeb ćwiczeń 3 oznaczenia) różniących się liczbą uderzeń o co najmniej 3. Następnie otrzymane wartości nanosi się na półlogarytmiczny wykres zależności wilgotności gruntu od liczby uderzeń, z którego należy następnie odczytać wilgotność, jaką posiadałby badany grunt przy 25 uderzeniu.

Oznaczenie granicy płynności można uznać za wystarczająco dokładne, gdy odchyłka 3 z 5 oznaczeń od przeprowadzonej linii prostej nie przekracza 0,2 % w skali wilgotności. Jeden z pozostałych punktów powinien leżeć powyżeja a drugi poniżej linii, ale w odległości nie większej niż 0,6 % w skali wilgotności. Jeżeli te warunki nie są spełnione całe badanie musi zostać powtórzone.

3. Oznaczenie stopnia plastyczności i stanu gruntu spoistego.

Stopień plastyczności:

2. Metodyka badań.

1. Oznaczenie wilgotności gruntu.

Zważono puste naczynka wagowe z dokładnością do 0,01 g. Następnie z badanego gruntu pobrano dwie próbki, dla gruntów spoistych około 30 g. Próbki umieszczono w naczynkach wagowych i ponownie zważono z tą samą dokładnością co poprzednio. Po zważeniu próbki umieszczono w suszarce na 24 godziny i suszono w temperaturze 105-110ºC. Po tym czasie próbki wystudzono i ponownie zważono. Wyniki zestawiono w tabeli zbiorczej w punkcie 3 ( Wyniki badań).

2. Oznaczenie granicy plastyczności.

Z próbki jednorodnego gruntu w stanie plastycznym uformowano kulkę o średnicy około 7-8 mmi wałeczkowato na dłoni do momentu, gdy wałeczek osiągnął średnicę 3 mm. Próbkę wałeczkowato tak długo, aż zauważono, że wałeczek popękał. Popekany wałeczek umieszczono we wcześniej zważonym naczynku wagowym. Wałeczkowanie próbek powtarzano tak długo, aż łączna masa wałeczków wahała się w granicach 5-7 g gruntu. Po dokładnym zważeniu próbek, naczynka umieszczono w suszarce na 24 godziny w temperaturze 105-110ºC w celu wyznaczenia wilgotności próbek. Wyniki zestawiono w tabeli zbiorczej w punkcie 3.

3. Oznaczenie granicy płynności metodą Casagrandego.

Przygotowaną do badania próbkę roztarto na szklanej tafli w celu pozbycia się ziarn o średnicy większej niż 2,0 mm, dodatkowo doprowadzając próbkę do konsystencji pasty. Następnie cienkimi warstwami nożem wypełniono przednią część aparatu Casagrandego, tworząc wklęsłą powierzchnię o grubości maksimum 9 mm tak, aby łączna masa miseczki i gruntu wahała się w granicach 210±1 g. Nstępnie miseczkę założono do aparatu.Za pomocą rylca skierowanego prostopadle do dna miseczki wykonano bruzdę prostopadłą do osi obrotu napędu miseczki. Po włączeniu aparatu określono liczbę uderzeń miseczki do momentu gdy nastąpiło zlanie się bruzdy.Z miejsca zlania się bruzdy pobrano do naczynka wagowego próbke o masie około 10 g do oznaczenia wilgotności. Badanie przeprowadzono jeszcze dla dwóch próbek o zmienionej wilgotności. Wyniki zestawiono w tabeli zbiorczej w punkcie 3.

3. Wyniki badań.

Oznaczenie wilgotności		Oznaczenie granicy plastyczności		Oznaczenia granicy płynności metodą Casagrandego
Nr próbki Masy pojemników	1	2	3	4	5	6		7
pustych (mt)	34,03 g	30,07 g	31,05 g	30,90 g	30,68 g	30,46 g		31,63 g
z gruntem wilgotnym (mmt)	89,20 g	85,70 g	37,09 g	36,17 g	40,03 g	42,95 g		43,47 g
z gruntem suchym (mst)	81,25 g	78,54 g	36,40 g	35,54 g	37,61 g	39,79 g		40,47 g
wilgotność (%)	16,84	14,78	12,90	13,58	34,92	34,01		33,34
21 uderzeń		15 uderzeń	13 uderzeń

---