background image

 

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa 

w Suwałkach 

Instytut Politechniczny 

 

 

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych 

 

Temat ćwiczenia

Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntu niespoistego 

                                                                      

 
 
 

Numer ćwiczenia: 

 

Laboratorium z przedmiotu: 

Mechanika gruntów 

 

Studia stacjonarne 

Kod: BS5093 

 
 
 
 
 

Suwałki 2013 

 

 

background image

 

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

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

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 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

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 

background image

 

 
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

min

 

m

s

/V

 

[ g/cm

3

 

 

 

 

 

końcowe wyniki:                

ρ

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

max

 

m

V

V

s

/ (

)

− ∆

 

[g/cm

3

]

   

 

 

końcowe wyniki:                            

ρ

max

 

[g/cm

3

 

                                                        

e

min

 

[ - ] 

 

STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA       

I

D

 

[ - ] 

 

* h

p

- odległość mierzona suwmiarką od krawędzi cylindra do górnej  powierzchni tłoczka,        

background image

 

   [cm],  h

2

- wysokość tłoczka, [cm]. 

 

 

 
                                                    Rys.1. Sposób pomiaru 

 
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.