Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

w Suwałkach

Instytut Politechniczny

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Temat ćwiczenia:

Badanie wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości

objętościowej szkieletu gruntowego. Obliczenie wskaźnika

zagęszczenia gruntu nasypowego

Numer ćwiczenia: 9

Laboratorium z przedmiotu:

Mechanika gruntów

Studia stacjonarne

Kod: BS5093

Suwałki 2013

1

1. WPROWADZENIE - DEFINICJE

1.1. Zagęszczalność gruntu - możliwość uzyskania przez grunt maksymalnej gęstości
objętościowej szkieletu gruntowego

ρ

d

, w zależności od:

- użytej energii zagęszczenia

E

z

i sposobu jej przekazania,

- rodzaju gruntu i jego wilgotności.
1.2. Wilgotność optymalna w

opt

jest to wilgotność, przy której grunt ubijany jedną z 4

metod normowych uzyskuje maksymalną wartość gęstości objętościowej szkieletu
gruntowego

ρ

ds

.

1.3. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego:

def.

ρ

d

s

m

V

=

, g/cm

3

, oblicza się według wzoru

ρ

ρ

d

w

=

+

100

100

, g/cm

3

gdzie:

m

s

- masa szkieletu gruntowego, g,

ρ

- gęstość objętościowa gruntu, g/cm

3

V - objętość całej próbki, cm

3

, w - wilgotność gruntu, %.

1.4. Metody oznaczania

w

opt

i

ρ

ds

:

Metoda
oznacza -
nia

Według
Proctora

Typ
cylindra

Objętość
cylindra
[dm

3

]

Liczba
warstw

Ilość uderz
ubijaka na
warstwę

Masa
ubijaka
[ kg]

Wys spad.
ubijaka
[cm]

Energia
zagęszcz.
[kNm/dm

3

]

I
II

Metoda
standard.

mały
duży

1,0
2,2

3

25
55

2,5

32

0,6

III
IV

Metoda

zmodyfik.

mały
duży

1,0
2,2

5

25
55

4,5

48

2,7

1.5.

Wskaźnik zagęszczenia

I

s

jest miarą zagęszczenia gruntów (niespoistych i spoistych)

sztucznie zagęszczanych i służy do kontroli jakości wykonania robót ziemnych.
Obliczany jest ze wzoru:

I

s

d

ds

=

ρ

ρ

, -

gdzie:

ρ

d

- gęstość objętościowa szkieletu gruntowego gruntu w nasypie, g/cm

3

, wyznaczona

według p-tu 1.3.,

ρ

ds

- maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego wyznaczona określoną

metodą według p-tu 1.4., na próbce pobranej z badanego nasypu.
1.6. Przyjmuje się, że

nasyp jest dobrze zagęszczony, jeżeli I

I

s

sdop

≥

1.7.

Wartość I

sdop

ustala się w zależności od rodzaju robót ziemnych według norm:

PN-B-06050: 1999, PN-S-02205:1998, BN-83/8836-02, PN-B-12095:1997.

2. CEL i ZAKRES

Ć

WICZENIA LABORATORYJNEGO

Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest opanowanie umiejętności badania wilgotności

optymalnej i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego oraz określania
wskaźnika zagęszczenia i wykorzystania go do ustalania stanu zagęszczenia nasypu i odbioru
prac ziemnych.

Badanie stosuje się do wszystkich rodzajów próbek gruntów, z wyjątkiem gruntów

bardzo spoistych i zwięzłospoistych.

2

3. METODYKA BADA

Ń

w

opt

i

ρ

ds

- według PN-88/B-04481 p-t 8.

4. WYMAGANIA BHP

- należy zachować ostrożność w posługiwaniu się ubijakiem oraz nożem,
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym.

5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE

5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

W ćwiczeniu określana jest wilgotność optymalna, maksymalna gęstość objętościowa

szkieletu gruntowego gruntu niespoistego w celu określenia wskaźnika zagęszczenia gruntu w
badanym nasypie.

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

5.3. Zestawienie wyników badań

5.3.1. Badania gruntu w nasypie

Badanie makroskopowe rodzaju gruntu:.................................................................................
Wyniki badania gruntu w nasypie (założyć wg PN-81/B-03020 Tab.1):

ρ

=

........................, g/cm

3

w

=

........................, %

Obliczyć:

ρ

d

=

......................., g/cm

3

5.3.2. Badania laboratoryjne

Wyniki odsiania nadziarna:
masa próbki gruntu w stanie powietrznosuchym:

m

s

=

......................., g,

masa ziarn pozostałych na sicie:

′ =

m

s

......................., g,

stosunek masy ziarn pozostałych na sicie do masy próbki:

x

m

m

s

s

=

′

=

......................., -.

3

5.3.3. Wyniki badań (według metody..............) próbki pobranej z nasypu.

WILGOTNOŚĆ GRUNTU

Numer parowniczki

Masa parowniczki

m

t

[ g ]

Masa parown. z gruntem wilgotnym

m

mt

[ g ]

Masa parown. z gruntem wysuszonym

m

st

[ g ]

Masa wody w próbce

m

mt

-m

st

[ g ]

Masa szkieletu gruntowego

m

st

-m

t

[ g ]

Wilgotność gruntu

W

[ % ]

GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA SZKIELETU GRUNTOWEGO

Masa cylindra

m

t

[ g ]

Masa cylindra z gruntem

m

mt

[ g ]

Masa gruntu w cylindrze

m

mt

-m

t

[ g ]

Objętość cylindra

V

[cm

3

]

Gęstość objętościowa gruntu

ρ

[g/cm

3

]

Wilgotność gruntu

w

[%]

Gęstość objętościowa
szkieletu gruntowego

ρ

d

[g/cm

3

]

5.4. Wnioski

5.4.1. Sporządzić na papierze milimetrowym, w skali, wykres zależności

ρ

d

f w

=

( )

.

Wyznaczyć wartości

′

ρ

ds

i

′

w

opt

z wykresu.

5.4.2. Obliczyć wartości

ρ

ds

i w

opt

:

a) jeśli 0,25

>

x

>

0,05 to: w

x w

opt

opt

= −

′

(

)

1

, % i

ρ

ρ ρ

ρ

ρ

ρ

ds

s

ds

s

s

ds

x

=

′

−

− ′

(

)

, g/cm

3

,

gdzie: x – stosunek masy ziarn pozostałych na sicie do masy próbki,

ρ

s

- gęstość właściwa szkieletu gruntowego, g/cm

3

,

b) jeśli x

≤

0,05 to: w

w

opt

opt

= ′

, % i

ρ

ρ

ds

ds

= ′

, g/cm

3

.

5.4.3. Obliczyć wskaźnik zagęszczenia gruntu:

Wskaźnik zagęszczenia gruntu w nasypie:

I

s

=.............................., -.

5.4.4. Określić jakość zagęszczenia nasypu dla założonych samodzielnie robót ziemnych,
według odpowiedniej normy (wybrać spośród podanych poniżej norm) i podać
zalecenie odnośnie dalszych robót:
.................................................................................................................................................

6. LITERATURA

PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia
statyczne i projektowanie.
BN-77/8931-12 Drogi samochodowe. Oznaczanie wskaźnika zagęszczenia gruntu.
PN-B-06050: 1999 Geotechnika. Roboty ziemne. Wymagania ogólne.
PN-S-02205: 1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania.
BN-83/8836-02 Przewody podziemne. Roboty ziemne. Wymagania i badania przy odbiorze.
PN-B-12095 Urządzenia wodno-melioracyjne. Nasypy. Wymagania i badania przy odbiorze

4

ZAŁ

Ą

CZNIK 1

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21