P O L I T E C H N I K A   G D A Ń S K A  

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska 

Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego 

80-233 Gdańsk, ul. G. Narutowicza 11/12 

 

 

4.  Oznaczenie granic Atterberga. 

Granice Atterberga, zwane również granicami konsystencji to parametry pomocnicze gruntów spoistych 
(plastycznych), które pozwalają na określenie takich cech jak: 

a) wskaźnik plastyczności:     

p

L

p

w

w

I

−

=

 

b) stopień plastyczności:   

p

L

p

n

L

w

w

w

w

I

−

−

=

 

c) wskaźnik konsystencji:  

L

p

L

n

L

c

I

w

w

w

w

I

−

=

−

−

=

1

 

W powyższych wzorach: 

w

n

 – wilgotność naturalna gruntu, 

w

p

 – granica plastyczności gruntu, 

w

L

 – granica płynności 

Wskaźnik plastyczności jest pomocny w ustaleniu rodzaju gruntu, gdyż określa spoistość gruntu. Im 
większe I

p

 tym grunt bardziej spoisty.  

Stopień plastyczności i stopień konsystencji określają stan gruntu spoistego. Ze stanem gruntu ściśle 
powiązane są inne parametry geotechniczne, szczególnie mechaniczne (ściśliwość, wytrzymałość na 
ścinanie). Im większe  I

c

 (a mniejsze I

L

), tym grunt jest w lepszym stanie, tzn. ma wyższe parametry 

mechaniczne. 

4.1 

Przygotowanie gruntu do badań. 

Próbkę gruntu spoistego o masie 150-200 g należy umieścić w parowniczce i zalać wodą destylowaną. 
Po upływie 20 h należy wymieszać próbkę do uzyskania jednorodnej pasty gruntowej. Z pasty usunąć 
ziarna o średnicy większej niż 2 mm.

 

4.2 Granica 

plastyczności (w

P

) 

Granica plastyczności (

w

P

), jest to wilgotność, przy której konsystencja gruntu zmienia się z twardo-

plastycznej na zwartą i na odwrót. W praktyce jako granicę plastyczności przyjmuję się wilgotność 
wałeczka gruntu pękającego po osiągnięciu średnicy 3 mm podczas kolejnego wałeczkowania. 

4.2.1 Sprzęt do badania. 

a) Płytka o wymiarach 300x300x10mm. (np. szklana) do przygotowania pasty gruntowej. 
b) Dwa 

noże lub dwie szpachelki. 

c) Pręcik wzorcowy o średnicy 3 mm i długości 100mm. 

4.2.2 Wykonanie 

badania. 

4.2.2.1  Z pasty gruntowej przygotowanej według punktu 4.1, należy pobrać próbkę o masie około 20 g. 

4.2.2.2 Próbkę  kładziemy na płytce i pozostawiamy do wyschnięcia, tak aby można było z niej uformować 

kulkę. 

4.2.2.3 Kulkę wałeczkujemy, aż na jej powierzchni pojawią się drobne pęknięcia. Dzielimy ją na dwie części 

po około 10 g każda i wykonujemy oznaczenie granicy plastyczności na każdej części osobno. 

4.2.2.4 Następnie każdą z tych dwóch części próbki dzielimy na cztery równe części i wykonujemy na każdej 

z nich czynności z punktów od 4.2.2.5 do 4.2.2.8. 

 

2

4.2.2.5  Ugniatamy grunt palcami, aby wyrównać jego wilgotność. Formujemy z niego kulkę o średnicy  

6 mm. 

4.2.2.6 Kulkę kładziemy na płytce i wałeczkujemy palcami jednej ręki, aż średnica wałeczka zmniejszy się do 

3 mm. W czasie wałeczkowania należy tak dobrać siłę nacisku, aby pożądany efekt otrzymać w 5 do 10 
pełnych ruchach dłoni. Następnie z wałeczka formujemy ponownie kulkę. Zamiast wałeczkowania na 
płytce można też stosować wałeczkowanie na dłoni. 

4.2.2.7 Czynności z punktów 4.2.2.5 i 4.2.2.6. należy powtarzać tak długo, aż wałeczek rozwarstwi się 

poprzecznie lub podłużnie, po osiągnięciu 3 mm średnicy (wg wzorca). 

4.2.2.8 Części pokruszonego wałeczka gruntowego, uznane za będące na granicy plastyczności, należy zebrać, 

przenieść do parowniczki i natychmiast przykryć wieczkiem. 

4.2.2.9 Należy powtórzyć procedurę z punktów od 4.2.2.5 do 4.2.2.8 na trzech pozostałych porcjach gruntu, 

umieszczając wszystkie skruszone wałeczki w tym samym pojemniku. Należy oznaczyć wilgotność tak 
zebranego gruntu. 

4.2.2.10 Czynności z punktów od 4.2.2.4 do 4.2.2.9 należy powtórzyć na drugiej próbce, przygotowanej wg 

4.2.2.3., umieszczając pokruszony grunt w drugim pojemniku. 

4.2.3 Wyniki 

badań. 

Za granicę plastyczności przyjmujemy średnią wilgotność z dwóch badań wg 4.2.2. Jeżeli wyniki z tych 
dwóch oznaczeń różnią się więcej niż o 0,5 % to badanie należy powtórzyć. 

4.3 Granica płynności (w

L

) według metody penetrometru stożkowego 

Granica płynności (

w

L

), jest to wilgotność, przy której konsystencja gruntu zmienia się z płynnej na 

miękkoplastyczną i na odwrót. W metodzie penetrometru stożkowego jako granicę płynności przyjmuje 
się wilgotność, przy której stożek penetrometru zagłębia się w paście gruntowej na głębokość 20 mm 
przy stożku 80g/30

° lub 10 mm przy stożku 60g/60°. 

4.3.1 Sprzęt do badania. 

a)  Aparat ze stożkiem penetracyjnym jak na rysunku 4.1. 
b) Pojemnik 

na 

pastę gruntową jak na rysunku 4.1. 

c) Przyrządy do oznaczania wilgotności, 2 szpachelki lub płaski nóż. 

 

Rys. 4.1. Aparat z penetrometrem stożkowym 

 

4.3.2 Wykonanie 

badania. 

4.3.2.1 Pastę gruntową przygotowaną podobnie jak wg punktu 4.1 nakładamy nożem do pojemnika aparatu, 

uważając aby nie uwięzić w gruncie pęcherzyków powietrza. Powierzchnię pasty gruntowej należy 
wyrównać równo z krawędzią pojemnika i wygładzić. 

4.3.2.2  Pojemnik z gruntem należy umieścić w aparacie ze stożkiem penetracyjnym. Stożek należy obniżyć do 

pozycji w której jego ostrze zacznie dotykać powierzchni gruntu w pojemniku. Następnie stożek należy 
zablokować i ustawić urządzenie do pomiaru penetracji oraz zanotować odczyt początkowy 
z dokładnością 0.1 mm. 

1 

2 

3 

1 – stożek penetracyjny: 
       80g/30

° - masa 80g, kąt ostrza 30° 

       60g/60

° - masa 60g, kąt ostrza 60° 

2 – pojemnik z badanym gruntem, 

3 – urządzenie do pomiaru penetracji stożka
      z dokładnością minimum 0.1 mm 

 

3

4.3.2.3 Należy zwolnić blokadę stożka, pozwalając mu na penetrację w paście gruntowej. W czasie penetracji 

stożka należy drugą ręką przytrzymać urządzenie pomiarowe tak, aby nie obciążało dodatkowo stożka. 
Zamiast trzymania ręką urządzenie można zablokować. Po upływie 5 sekund od opuszczenia stożka 
należy go ponownie zablokować i pomierzyć głębokość penetracji z dokładnością do 0.1 mm. 

4.3.2.4 Czynności 4.3.2.1 do 4.3.2.3 powtarzamy. Pomiary uważamy za miarodajne gdy różnica 

w głębokościach obu penetracji stożka nie przekracza 0,5 mm dla stożka 80g/30

° oraz 0.4 mm dla 

stożka 60g/60

°. Jeżeli różnica jest większa należy pomiary powtarzać do momentu, aż różnica ta 

miedzy dwoma kolejnymi penetracjami stożka nie przekroczy podanych wyżej wartości. 

4.3.2.5 Ze 

środka pojemnika należy pobrać próbkę gruntu do oznaczenia wilgotności. (około 10 g). Resztę 

gruntu z pojemnika przekładamy do naczynia z pastą gruntową, którą przygotowujemy do kolejnych 
cykli badawczych poprzez zmianę (najlepiej zwiększenie) jej wilgotności. W tym celu należy dodać do 
pasty niewielką ilość wody destylowanej i dokładnie wymieszać.  

4.3.2.6  Procedury 4.3.2.1 – 4.3.2.5 należy powtórzyć co najmniej czterokrotnie. Przy czym głębokości 

penetracji stożka powinny zawierać się w przedziale od 15 do 30 mm dla stożka 80g/30

° lub od 7 do 

15 mm dla stożka 60g/60

°. 

4.3.3 Wyniki 

badań. 

Po zakończeniu procedury badawczej należy nanieść punkty na wykres (Rys. 4.2) zależności głębokości 
penetracji stożka od wilgotności pasty gruntowej. Wyniki aproksymujemy do funkcji liniowej 
i odczytujemy wilgotność odpowiadającą penetracji równej 20 mm dla stożka 80g/30

° lub 10 mm dla 

stożka 60g/60

°. Wilgotność tę przyjmujemy jako granicę płynności (w

L

) badanego gruntu. 

 

 

 

 

 

Rys. 4.2. Wykres do wyznaczania granicy płynności w

L

 penetrometrem stożkowym. 

 

 

 

4.4 Granica 

płynności (w

L

) według metody Casagrande’a. 

W metodzie Casagrande’a jako granicę płynności przyjmuje się wilgotność, przy której pasta gruntowa 
rozdzielona bruzdą zlewa się na długości 10 mm i wysokości 1mm przy 25 uderzeniu miseczki aparatu 
Casagrade’a. 

4.4.1 Sprzęt do badania. 

d)  Aparat Casagrande’a jak na rysunku 4.3. 
e)  Rylec profilowany jak na rysunku 4.3. 
f)  Przyrządy do oznaczania wilgotności, szpachelka i nóż. 

   w

L

 =  48,1 % 

głębokość penetracji stożka  h [mm] 

wilgotno

ść

  w

 [%

] 

15 20 

25 

30 

35 

10 

7 

60 

55 

50 

45 

40 

35 

 

4

 

Rys. 4.3. Aparat Casagrande’a oraz rylec 

 

4.4.2 Wykonanie 

badania. 

4.4.2.1 Pastę gruntową przygotowaną wg punktu 1.1 nakładamy cienkimi warstwami za pomocą  łopatki do 

miseczki aparatu Casagrande’a tak, aby rozsmarowany grunt utworzył wklęsłą powierzchnie walcową. 

4.4.2.2 Grunt 

powinien 

wypełniać miseczkę w sposób zaprezentowany na rysunku 4.4. Łączna masa miseczki 

i gruntu powinna wynosić 210 

± 1 g. 

4.4.2.3 Należy uformować bruzdę za pomocą rylca trzymając go prostopadle do powierzchni wewnętrznej 

miseczki i przesuwając wzdłuż osi symetrii miseczki. 

4.4.2.4 Mocujemy miseczkę do aparatu. Aparat z miseczką należy uprzednio wyregulować tak, aby 

maksymalne uniesienie miseczki nad podstawą wynosiło dokładnie 10 mm. Jeśli aparat jest z napędem: 

b) Ręcznym – obracamy korbą z prędkością 2 obrotów na sekundę. 
c)  Mechanicznym – uruchamiamy mechanizm. 

Notujemy liczbę uderzeń miseczki o podstawkę do momentu, aż bruzda zleje się na długości 10 mm 
i wysokości 1 mm. 

4.4.2.5 Ze środka miseczki pobieramy próbkę do oznaczenia wilgotności (około 10 g). Resztę gruntu 

z miseczki  przekładamy do naczynia z pastą gruntową, którą przygotowujemy do kolejnych cykli 
badawczych poprzez zmianę (najlepiej zwiększenie) jej wilgotności. W tym celu należy dodać do pasty 
niewielką ilość wody destylowanej i dokładnie wymieszać.  

4.4.2.6  Procedury 4.4.2.1 – 4.4.2.5 należy powtórzyć co najmniej pięciokrotnie. Przy czym liczba uderzeń (N) 

powinna się zawierać w przedziale od 12 do 35. W trzech oznaczeniach liczba uderzeń powinna być 
mniejsza od 25 a w dwóch większa lub odwrotnie. Pastę gruntową należy w miarę możliwości 
przygotowywać tak, aby jej wilgotność w kolejnych cyklach wzrastała, a więc liczba uderzeń miseczki 
malała.. 

 

Rys. 4.4. Sposób wypełnienia miseczki pastą gruntową 

 

4.4.3 Wyniki 

badań. 

Po zakończeniu procedury badawczej należy nanieść punkty na wykres (Rys. 4.5) zależności liczby 
uderzeń od wilgotności próbki. Wyniki aproksymujemy do funkcji liniowej i odczytujemy wilgotność 
odpowiadającą 25 uderzeniom. Wilgotność  tę przyjmujemy jako granicę  płynności (w

L

) badanego 

gruntu. 

 

5

 

Rys. 4.5. Wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności gruntu 

 

4.5. Dodatek 

4.5.1. Klasyfikacja gruntów według wskaźnika plastyczności I

p

: 

 

- grunt nieplastyczny (niespoisty):     

I

p

 < 5% 

 

- grunt mało plastyczny (mało spoisty):    

I

p

 = 5 ÷ 10% 

 - 

grunt 

średnio plastyczny (średnio spoisty):     I

p

 = 10 ÷ 20% 

 

- grunt bardzo plastyczny (bardzo spoisty):    

I

p

 > 20% 

 Do 

gruntów 

mało plastycznych zaliczany np. pyły (Si) i pyły piaszczyste (saSi). 

 Do 

gruntów 

średnio plastycznych zaliczamy np. pyły ilaste (clSi) i pyły ilasto-piaszczyste (clsaSi). 

 

Do gruntów bardzo plastycznych zaliczamy wszystkie rodzaje iłów, np. iły piaszczyste (saCl), iły 
pylasto-piaszczyste (sisaCl) iły pylaste (siCl) oraz czyste iły (Cl). 

4.5.2. Klasyfikacja gruntów według wskaźnika konsystencji I

c

: 

 

- grunt o konsystencji płynnej:     

I

c

 < 0.25 

 

- grunt o konsystencji miękkoplastycznej:     

I

c

 = 0.25 ÷ 0.50 

 

- grunt o konsystencji plastycznej:     

I

c

 = 0.50 ÷ 0.75 

 

- grunt o konsystencji twardoplastycznej:     

I

c

 = 0.75 ÷ 1.00 

 

- grunt o konsystencji zwartej i b. zwartej:     

I

c

 > 1.00 

 

N