Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 1/6

————————————————————————————————————————————

Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna

Data ćw..............………………

Data zal. ………………………

Ilość pkt./ ocena ….……………………

Nazwisko i imię:

Rok akad.: Grupa: Prowadzący:

M E C H A N I K A G R U N T Ó W – L A B . # 6

Temat : Cechy mechaniczne gruntów. Podstawowe pojęcia.

Ściśliwość gruntów. Edometryczny moduł ściśliwości.
Wg PN-88/B-04481 (PN)
Oznaczenie wskaźnika piaskowego:

PN-EN 933-8: 2001.

1. Terminy i podstawowe definicje

1.1. Cechy mechaniczne gruntów
Wytrzymałość na ściskanie - R

c

- jest to stosunek siły niszczącej P

max

otrzymanej przy jednoosiowym

ściskaniu próbki gruntu skalistego do pola poprzecznego próbki prostopadłego:

A

P

R

c

max

=

, [MPa, kPa]

Współczynnik anizotropii - K – jest to:

Współczynnik parcia bocznego -K

o

- jest to:

Moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu –E

o

- jest to stosunek przyrostu efektywnego

naprężenia normalnego

do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego

Δε

mierzonego w

kierunku działania

(jednoosiowy stan naprężeń):

'

n

σ

Δ

'

n

σ

Δ

ε

σ

Δ

Δ

=

'

0

n

E

, [MPa, kPa]

Moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia gruntu –E- jest to:

Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej) – M

o

- jest to:

Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej) – M- jest to:

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 2/6

—————————————————————————————————————————————

Współczynnik ściśliwości – a

i

– jest to:

Wskaźnik skonsolidowania –

β

– jest to:

Wskaźnik ściśliwości – C

c

- jest to:

Wytrzymałość na ścinanie -

τ

f

- jest to największe naprężenia ścinające przejmowane przez grunt w

danych warunkach. Po przekroczeniu wytrzymałości na ścinanie następuje poślizg pewnej części gruntu w
stosunku do pozostałej.
Na przykład:

τ

f

=

σ

tg

φ

u

+ c

u

[MPa, kPa]

Wskaźnik osiadania zapadowego - i

mp

- jest to:

Wskaźnik pęcznienia –

ε

p

- jest to względna zmiana objętości próbki gruntu w warunkach nasycenia wodą:

'

'

''

V

V

V

p

−

=

ε

, [%]

W przypadku jednoosiowego pęcznienia

ε

p

oblicz się z wyrażenia:

'

'

''

h

h

h

p

−

=

ε

, [%]

Ciśnienie pęcznienia – P

C

- jest to:

Ściśliwość – jest to zdolność gruntu do zmniejszania objętości pod wpływem przyłożonego obciążenia.
Jest ona wynikiem takich zjawisk jak:

a) usuwanie z gruntu wody wolnej i kapilarnej,
b) przesuwanie się ziaren i cząstek gruntu względem siebie i zajmowanie przez nie bardziej statecznego

położenia,

c) usuwanie z gruntu pęcherzyków powietrza,
d) zgniatanie niektórych ziaren gruntu,
e) sprężyste odkształcenie powłoki wody błonkowej,
f) sprężyste odkształcenie ziarn i cząstek gruntu,
g) zmniejszenie objętości powietrza zamkniętego w porach gruntu.
Odkształcenia gruntu powstałe pod wpływem obciążenia można podzielić na:
- odkształcenie trwałe, nieodwracalne (plastyczne),
- odkształcenie sprężyste (odwracalne).

Miarą ściśliwości jest m.in. moduł ściśliwości (w badaniach edometrycznych; moduł ściśliwości
pierwotnej E

o

i wtórnej E, w badaniach terenowych najczęściej moduł podatności gruntu- moduł

ściśliwości właściwej E

s

).

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 3/6

—————————————————————————————————————————————

Polowe metody wyznaczania ściśliwości gruntu to:










1.4. Wskaźnik piaskowy. (Wiłun Z., Zarys geotechniki)

Metoda wskaźnika piaskowego jest prostym badaniem opracowanym w Stanach Zjednoczonych służącym do

określenia przydatności gruntów do fundamentowania i budowy dróg.

2. Wykonanie ćwiczenia

2.1. Badanie ściśliwości gruntu w edometrze (metoda normowa wg PN-88/B-04481).

2.1.1. Opisać zasadę wykonania pomiaru
























2.1.2. Opracowanie wyników

a. Oznaczenia pomocnicze zapisać w formularzu,
b. Sporządzić wykresy h = f( σ) i e = f(σ)
c. Obliczyć moduły edometryczne w poszczególnych zakresach naprężeń (wg poniższej tabeli) –

uwzględnić w danych odkształcenia własne edometru,

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 4/6

—————————————————————————————————————————————
Obliczenie modułów edometrycznych Tabela 1

M

Zakres naprężeń

σ

[kPa]

Δσ

[kPa]

Δ

h

[mm]

odkształcenie

własne edometru

[mm]

h

i-1

[mm]

Moduł Wartość

modułu

[kPa]

0 ÷ 100

100

M

o

100÷10

90

10÷100

90

M

100÷200

100

M

o

200÷400

200

M

o

d. Obliczyć współczynnik ściśliwości

a oraz współczynnik ściśliwości objętościowej w zakresie

naprężeń 100÷200 kPa

3. Oznaczanie wskaźnika piaskowego (PN-EN 933-8: 2001)
Wykonanie badania polega na:











Obliczenie wyników. Dokonać

oceny gruntu jako podłoża nawierzchni drogowej.

Wysokość osadu na dnie

cylindra

h

1

[cm]

Wysokość osadzonego piasku

h

2

[cm]

Wskaźnik piaskowy

WP = h

2

/

h

1

*100

Ocena gruntu:

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 5/6

—————————————————————————————————————————————

Badania w edometrze

Nr aparatu: ……………

Instytucja wykonująca badania …………………………………………………………………
Nr tematu: …………………………………..
Nr badania: ………………………………
Miejsce pobrania: …………………………...

Nr otworu: …………………………………...
Głębokość: …………………………………...
Próbka pobrana z: ……………………………

Badania makroskopowe

Wyniki badań laboratoryjnych

przed bad.

po bad.

Rodzaj gruntu: ………………………………
Domieszki: …………. Zaw. CaCO

3

:

……….

Barwa: ..…………….. Wilgotność: .………..
……… ……. ………………………………..
Oznaczanie wilg. próbek kontrolnych

Wilgotność

w, %

Porowatość

n

Wsk.porow.

e

St. wilgotności

S

r

Gęstość objęt.

ρ

………….
………….
………….
………….
………….

………….
………….
………….
………….
………….

Nr par.

m

mt

_______

m

st

_______

………

m

st

_______

m

t

_______

w = ( : )*100 =……%

Gęstość wł.

ρ

s

= ……… g/cm

3

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

oznaczono

przyjeto

Moduły Zakres

obciążeń

Nr par.

m

mt

_______

m

st

_______

………

m

st

_______

m

t

_______

w = ( : )*100 =……%

Oznaczanie

ρ i w

……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa
……………… kPa

od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa
od-do …………… kPa

przed bad. po badaniu

Uwagi: ………………………………………
……………………………………………….
……………………………………………….

m

mt

…………...g

m

t

……………...

m

st

……………..

m

s

…………….g

………….
………….
………….
………….

………….
………….
………….
………….

Wykonał: ………………… dn. ……………
Sprawdził: ……………….. dn. ……………

Data Godz.

Obc.

σ

[kPa]

Odczyty

czujników

[mm]

Osiadanie

[mm]

Osiadanie

(Δh

i3

)

[mm]

Odkształ-

cenia

edometru

śr (Δh

i2

)

[mm]

Osiadanie

próbki

(Δh

i1

)

[mm]

Uwagi

Instytut Inżynierii Technicznej, Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu , Zakład Budownictwa

Lab. # 6 6/6

—————————————————————————————————————————————

Nr próbki……………….…..

………………..……...…..

…………..……………….

Wykres ściśliwości gruntu

………………

Wykonał: …………….…….… data: ………….… Sprawdził: …………………… data: ………………...

17,000

17,250

17,500

17,750

18,000

18,250

18,500

18,750

19,000

19,250

19,500

19,750

20,000

0

25

50

75

100

125

15

175

200

225

250

275

300

325

350

375

400

obciążenie σ, kPa

grubo

ść

próbki

h

, mm

Rodzaj gruntu

Barwa

Plastyczność

Konsystencja

Przed badaniem

Po badaniu

W

h

= %

W

k

= %

ρ

p

= g/cm

3

ρ

k

= g/cm

3

Badanie wykonano: pod wodą / bez wody

W pierścieniu o φ = h = [cm]

uszkodzona

wska

źnik porowato

ści

e