 
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa
w Suwałkach
Instytut Politechniczny
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
Temat ćwiczenia:
Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntu niespoistego
 
 
 
Numer ćwiczenia: 5
Laboratorium z przedmiotu:
Mechanika gruntów
Studia stacjonarne
Kod: BS5093
 
 
 
 
 
Suwałki 2013
 
1
1. WPROWADZENIE - DEFINICJE
 
1.1. Stopniem zagęszczenia  
I
D
nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach
       naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu. Służy do  
       określania stanów gruntów niespoistych.  Obliczany jest według wzoru: 
)
(
)
(
e
e
e
e
I
min
d
max
d
d
min
d
d
max
d
min
max
max
D
ρ
−
ρ
ρ
ρ
−
ρ
ρ
=
−
−
=
, -
gdzie:
e
max
- wskaźnik porowatości maksymalnej, przy najluźniejszym ułożeniu ziaren:
e
s
d
d
max
min
min
=
−
ρ
ρ
ρ
, -
ρ
d
st
t
m
m
V
min
=
−
, g/cm
3
,
gdzie:
ρ
s
- gęstość właściwa szkieletu gruntowego, g/cm
3
,
ρ
d min
- minimalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm
3
,
m
st
- masa cylindra z gruntem luźno usypanym, g,
m
t
- masa pustego cylindra, g.
V - objętość cylindra, cm
3
,
e
min
- wskaźnik porowatości minimalnej, przy najściślejszym ułożeniu ziaren:
e
s
d
d
min
max
max
=
−
ρ
ρ
ρ
, -
ρ
d
st
t
m
m
V
V
max
=
−
− ∆
, g/cm
3
,
ρ
d max
- maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm
3
,
∆
V
- zmniejszenie się objętości gruntu w cylindrze po wibrowaniu widełkami, cm
3
,
            e        - wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym w terenie, 
          
ρ
d
- gęstość objętościowa szkieletu gruntu w stanie naturalnym w terenie, g/cm
3
.
 
1.2. Gęstość objętościowa  szkieletu gruntowego 
ρ
d
:
def.
ρ
d
s
m
V
=
, g/cm
3
, oblicza się ze wzoru:
ρ
ρ
d
w
=
+
100
100
, g/cm
3
gdzie:
m
s
- masa szkieletu gruntowego w próbce, g,
ρ
- gęstość objętościowa gruntu, g/cm
3
V - objętość całej próbki, cm
3
, w -
wilgotność gruntu, %.
1.3.
Stan, w jakim znajduje się grunt niespoisty w podłożu określa się na podstawie stopnia
       zagęszczenia według Tabeli 1: 
 
Tabela 1. Stany gruntów niespoistych według PN-88/B-04481 
STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA
Symbol
STAN GRUNTU NIESPOISTEGO
I
D
≤
0,33
ln
luźny
0,33
<
I
D
≤
0,67
szg
ś
rednio zagęszczony
0,67
<
I
D
≤
0,80
zg
zagęszczony
I
D
>
0,80
bzg
bardzo zagęszczony
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2
Tabela 2. Stany gruntów niespoistych według PN-EN ISO 14688-2
2. CEL i ZAKRES
Ć
WICZENIA LABORATORYJNEGO
 
 
Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 jest opanowanie umiejętności określania stanu
gruntów niespoistych w podłożu naturalnym na podstawie stopnia zagęszczenia, obliczonego 
z wykorzystaniem zbadanych parametrów geotechnicznych.  
Oznaczanie  wskaźnika  porowatości  (e)  wykonuje  się  dla  próbek  NNS  wszystkich  rodzajów 
gruntów. 
Oznaczanie  wskaźników  porowatości 
e
max
i
e
min
(oraz obliczanie stopnia zagęszczenia I
D
)
wykonuje się dla gruntów niespoistych, gdy zawartość części organicznych
I
om
〈2%
oraz
zawierających  nie  więcej  niż  5%  frakcji  o  ziarnach  2-5  mm  i  nie  zawierających  ziaren 
większych niż 5 mm. 
 
3. METODYKA BADA
Ń
ρ
ρ
d
d
max
min
,
- według PN-88/B-04481 p-t 5.2.7.
4. WYMAGANIA BHP
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. SPRAWOZDANIE STUDENCKIE 
 
3
 
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 
 
W ćwiczeniu laboratoryjnym nr 5 badane są parametry geotechniczne gruntu
niespoistego,    potrzebne  do  obliczenia  stopnia  zagęszczenia  i  do  określenia  stanu  gruntu 
niespoistego.  
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. Parametry geotechniczne gruntu naturalnego: 
 
Badanie makroskopowe rodzaju  gruntu niespoistego............................................................... 
ρ
=
...................................g/cm
3
na podstawie badań gruntu w terenie (należy założyć
w
=
...................................% samodzielnie na podstawie PN-81/B-03020 , Tab.1),
ρ
s
=
..................................g/cm
3
przyjąć według PN-81/B-3020, Tab.1,
ρ
d
=
...................................g/cm
3
wartość obliczona dla gruntu w stanie naturalnym
e    = ....................................,-     
                                                                                    
5.3.2. Badania laboratoryjne 
 
Wyniki badań próbki pobranej w terenie i wysuszonej: 
WSKAŹNIK POROWATOŚCI MAKSYMALNEJ
wymiary cylindra
wys. wewn. h [cm]: 
...........
ś
red.wewn. D [cm]:
.........
grub.tłoczka h
2
[cm]:
............
objętość cylindra
V
[cm
3
]
masa cylindra
m
t
[ g ]
masa cylindra z gr. luźno usypanym
m
st
[ g ]
masa szkieletu gruntowego
m
s
=m
st
-m
t
[ g ]
ρ
d min
m
s
/V
[ g/cm
3
]
końcowe wyniki:
ρ
d min
[ g/cm
3
]
e
max
[ - ]
 
 
 
WSKAŹNIK POROWATOŚCI MINIMALNEJ
masa cylindra z gr. do zagęszczenia
m
st
[ g ]
masa szkieletu gruntowego
m
s
=m
st
-m
t
[ g ]
zmniejszenie wysokości próbki po 
zagęszczeniu
∆
h *
[cm]
objętość gruntu w cylindrze
V-
∆
V
[cm
3
]
ρ
d max
m
V
V
s
/ (
)
− ∆
[g/cm
3
]
końcowe wyniki:
ρ
d max
[g/cm
3
]
e
min
[ - ]
STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA
I
D
[ - ]
* h
p
- odległość mierzona suwmiarką od krawędzi cylindra do górnej powierzchni tłoczka,
 
4
[cm], h
2
- wysokość tłoczka, [cm].
 
                                                    Rys.1. Sposób pomiaru 
∆
h
 
5.4. Wnioski 
5.4.1. Narysować schemat cylindra z gruntem po zagęszczeniu, zaznaczyć mierzoną wielkość  
          h
p
.
5.4.2. Na podstawie wartości stopnia zagęszczenia
I
D
określić stan gruntu niespoistego
          według Tabeli 1. 
 
6. LITERATURA
 
   
PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
   PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów. 
   PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia   
   statyczne i projektowanie. 
   Myślińska E.: Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa   
   1992. 
   Pisarczyk S., Rymsza B.: Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Wydawnictwa   
   Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1988. 
   Steckiewicz R., Karska Z.: Laboratorium z mechaniki gruntów. Wydawnictwa Politechniki     Białostockiej,    
   Białystok1981.