Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa 

w Suwałkach 

Instytut Politechniczny 

 

 

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych 

 

Temat ćwiczenia: 

Oznaczanie modułów ściśliwości pierwotnej i wtórnej  

gruntu metodą edometryczną 

                                                                      

 
 

Numer ćwiczenia: 6 

 

Laboratorium z przedmiotu: 

Mechanika gruntów 

 

Studia stacjonarne 

Kod: BS5093 

 

 

 
 

 

Suwałki 2012 

 
 

 

1 

1. WST

Ę

P 

 
1.1. Ściśliwość gruntu - jest to właściwość, polegająca na zmniejszaniu się objętości gruntu 
      pod  wpływem przyłożonego obciążenia, a odprężenie - jest to przyrost objętości gruntu  
      po zmniejszeniu  obciążenia. 
1.2. Miarami ściśliwości gruntu są moduły odkształcenia (ściśliwości), a miarą odprężenia - 
       moduł odprężenia. Wartości modułów zależą  od sposobu badania i od zakresu naprężeń. 
1.3. Moduły  odkształcenia - są to iloczyny stosunku przyrostu obciążenia jednostkowego do  
      jednostkowego przyrostu odkształcenia. 
1.3. Metody badania modułów odkształcenia: 
1.3.1. Moduły pierwotnego E

0

 i wtórnego E odkształcenia gruntu ( w warunkach możliwej  

         bocznej rozszerzalności gruntu) bada się w terenie metodą próbnego obciążenia gruntu  
         płytą  sztywną  lub świdrem talerzowym.   

1.3.2. Edometryczne moduły odkształcenia gruntu (w warunkach niemożliwej bocznej  
         rozszerzalności gruntu) bada się w laboratorium w edometrze, modelując stan naprężeń  
         w  gruncie pod budowlą: 
- edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M

0

 , charakteryzuje osiadanie podłoża w  

  zakresie naprężeń dodatkowych, 
- edometryczny moduł ściśliwości wtórnej M, charakteryzuje osiadanie podłoża w zakresie  
  naprężeń wtórnych, 
- edometryczny moduł odprężenia  M  charakteryzuje odprężenie podłoża w zakresie  
  odciążenia gruntu wykopem. 
 

Edometryczne  moduły  odkształcenia  wykorzystuje  się  min.  przy obliczaniu osiadania 

fundamentów według PN-81/B-03020 p-t 3.5.3. 
1.3.3. Edometryczne moduły ściśliwości gruntu oblicza się według wzorów:  
                                      

                                        

M

h

h

i

i

i

i

0

1

=

=

−

∆

∆

∆

σ

ε

σ

,  kPa 

                                         M

h

h

i

i

i

=

−

∆

∆

σ

1

 ,  kPa 

gdzie:   

∆

σ

σ

σ

i

i

i

=

−

−

1

,  kPa, 

            

∆

h

h

h

i

i

i

=

−

−

1

 ,     mm, 

             h

i-1

 - wysokość próbki przed zwiększeniem naprężeń z 

σ

i

−

1

do 

σ

i

, 

             h

i

   - wysokość próbki po zwiększeniu naprężeń z 

σ

i

−

1

 do 

σ

i

 , 

            

ε

=

−

∆

h

h

i

i

1

  - odkształcenie względne próbki, - . 

1.3.4. Wskaźnik skonsolidowania gruntu wyrażony jest wzorem: 

                                        

β

=

M

M

0

 ,  - . 

1.3.5. Edometryczny moduł odprężenia gruntu oblicza się według wzoru: 

                                       

M

h

h

i

i

i

=

∆

∆

σ

 ,  kPa , 

gdzie: 

∆

σ

i

 - zmniejszenie naprężeń, kPa, 

           

h

i

    - wysokość próbki przed zmniejszeniem naprężeń, mm, 

          

∆

h

i

  - zwiększenie wysokości próbki po zmniejszeniu naprężeń o 

∆

σ

i

, mm. 

 

2 

 
1.3.6. Obciążenie i odciążenie próbki realizuje się stopniowo; sposób obciążania próbki w  
          edometrze powinien modelować projektowany stan naprężeń pod budowlą: 
- I  obciążenie  - (od 0 kPa do wartości zbliżonej do naprężenia pierwotnego 

σ

ρ

z

 na  

      głębokości pobrania  próbki do badania) stopniami obciążeń: 12,5; 25; 50; 100; 200; 400;  
      800 kPa , 
-     odciążenie    - stopniami odciążenia: 200; 50; 12,5 kPa, 
- II obciążenie - (od 12,5 kPa do naprężeń od budowli 

σ

zq

  na rozpatrywanej głębokości)  

      stopniami jak przy  I obciążeniu.  

1.3.7. Odczyty osiadań dla każdego stopnia obciążenia wykonuje się po czasach: 1; 2; 5; 15;  
          30min; 1; 2; 4; 19; 24; 48; 72h i co 24h aż do momentu umownej stabilizacji osiadań. 
1.3.8. Umowna stabilizacja osiadań - stan, gdy zmiana osiadań próbki, w okresie od 1 do 4h 
          lub od 4 do 19h od momentu zmiany obciążenia, nie przekroczyła 0,001mm. 
 

2. CEL i ZAKRES 

Ć

WICZENIA LABORATORYJNEGO 

 
 

Celem  ćwiczenia  laboratoryjnego  jest  opanowanie  umiejętności  badania  modułów 

ś

ciśliwości  gruntów,  potrzebnych  m.i  n.  do  sprawdzania  II  stanu  granicznego  gruntów  pod 

fundamentami budowli. 
 

Badania  edometryczne  przeprowadza  się  dla  próbek  NNS  gruntów  spoistych  oraz 

gruntów organicznych. Dla innych gruntów moduły ściśliwości bada się metodami polowymi 
lub odczytuje z  PN-81/B-03020 Rys.7. na podstawie nazwy gruntu oraz I

D

 lub I

L

. 

 

3. METODYKA  BADA

Ń

 

 
3.1. Modułów E

0

; E - według Instrukcji ITB nr 232/1980. 

3.2. Modułów M

0

; M - według PN-88/B-04481 p-t 6.1. 

 

4. WYMAGANIA BHP 

- należy zachować ostrożność przy obciążaniu próbki - obciążniki na wieszak edometru  
  należy  zawieszać naprzemianlegle podłużnymi szczelinami, by zapobiec ich zsunięciu się, 
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym. 
 

5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE 

 
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 
 

W ćwiczeniu  badane są edometryczne moduły odkształcenia gruntu spoistego. 

5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji eksperymentu 
- należy zaplanować i wypisać kolejność czynności ( w punktach) oraz symbole  wyników,   
  otrzymanych z kolejnych czynności. 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

3 

5.3. Zestawienie wyników badań. 
 
5.3.1. Badanie makroskopowe rodzaju gruntu:..................................................................... 

          ............................................................................................................................... 

          i stanu gruntu :  X=..............................stan:........................

I

L

 =...........

÷

................ 

5.3.2. Wyniki badań w edometrze próbki gruntu pobranego w terenie: 
 

 
ETAP 
 

σ

i 

 

[kPa]

 

 

Wskazania czujnika odkształceń osiowych* 

[mm] 

po czasach t 

Wysokość próbki h

i

 

[mm] 

po czasach t 

 

 

0 

1’ 

2’ 

5’ 

0 

1’ 

2’ 

5’ 

 

    0,0 

 

- 

- 

- 

20,00 

- 

- 

- 

I 

  12,5 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

OBCIĄ- 

  25,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

Ż

ENIE 

  50,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

 

100,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

 

200,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

ODCIĄ-    50,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

Ż

ENIE 

  12,5 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

 

  25,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

II 

  50,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

OBCIĄ- 

100,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

Ż

ENIE 

200,0 

- 

 

 

 

- 

 

 

 

*

Uwaga: Nie uwzględniono odkształceń własnych edometru. 

 

5.4. WNIOSKI 

5.4.1. Sporządzić na papierze milimetrowym w skali wykres ściśliwości gruntu 

h

f

i

i

=

(

)

σ

. 

5.4.2. Obliczyć wartości modułów

M

;

M

;

M

0

 w poszczególnych, założonych zakresach  

          naprężeń: 12,5-50; 50-100; 100-200 kPa. 

5.4.3. Obliczyć wskaźniki skonsolidowania gruntu 

M

M

0

=

β

w zakresach jak wyżej. 

5.4.4. Sprawdzić rząd wielkości otrzymanych wyników według PN-81/B-03020 Rys.7 oraz  
          Tab.3. 
 

6. LITERATURA 

    PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu. 
    PN-B-02481: 1998 Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki  
    miar. 
    PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia  
    statyczne i projektowanie. 
    Instrukcja ITB nr 232/1980 Instrukcja wykonywania próbnych obciążeń gruntu płytą  
    sztywną i świdrem talerzowym.  
    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, 1981.