Wyznaczanie granic konsystencji gruntu i określenie jego stanu
Granice konsystencji gruntu (granice skurczalności, plastyczności i płynności)
umożliwiają określenie stanu gruntu w zależności od jego wilgotności.
Granica plastyczności wp jest to wilgotność, przy której wałeczek uformowany z gruntu pęka w czasie wałeczkowania po osiągnięciu średnicy 3 mm.
Granica płynności wg Casegrande’a wL jest to wilgotność, przy której bruzda rozdzielająca próbkę gruntu w miseczce aparatu Casagrande’a, po 25 uderzeniach miseczki złączy się na długości 10,0 mm i wysokości 1,0 mm.
ĆWICZENIE nr 2a
Wyznaczenie granicy plastyczności gruntu wp
Przyrządy:
- parowniczki z przykrywkami,
- waga laboratoryjna,
- suszarka.
Przebieg badania:
Z badanego gruntu należy uformować kulkę o średnicy około 7 mm i wałeczkować ją
na dłoni aż do osiągnięcia przez wałeczek średnicy 3 mm.
Jeżeli wałeczek nie popękał formujemy z niego kulkę i wałeczkujemy ponownie.
Za popękany uważamy wałeczek, który po podniesieniu za jeden koniec rozdzieli się
na kawałki. Czynność wałeczkowania powtarzamy tak długo aż w dwóch parowniczkach
uzbiera się po około 5 do 7 g gruntu. Należy wówczas określić wilgotność tego gruntu.
Jako wynik ostateczny przyjmujemy wartość średnią z obu oznaczeń. Jeśli względna
różnica pomiędzy wynikami przekracza 10 % wartości średniej, należy przeprowadzić dwa
dodatkowe oznaczenia.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ĆWICZENIE nr 2b
Wyznaczenie granicy płynności wg Casagrande’a wL
Przyrządy:
- aparat Casagrande’a
- rylec profilowany,
- waga laboratoryjna,
- suszarka,
- parowniczki,
- nóż,
- woda destylowana.
Przebieg badania:
Badany grunt rozdrabniamy na płytce do konsystencji pasty, usuwając jednocześnie
ziarna większe od 2 mm. Tak przygotowany grunt nakładamy cienkimi warstwami do
miseczki aparatu w taki sposób, aby wypełnił on 2/3 parowniczki części miseczki, rozłożony
był równomiernie a masa miseczki z gruntem wynosiła około 210,0 ± 1,0 g. Za pomocą rylca,
prostopadle do powierzchni, wykonujemy bruzdę. Zamocowujemy miseczkę do aparatu i
uruchamiamy aparat licząc uderzenia, do momentu zlania się bruzdy na długości 10 mm
i wysokości 1 mm. Z okolicy zlania się bruzdy pobieramy około 10 g gruntu w celu
określenia wilgotności.
Miseczkę oczyszczamy. Wilgotność gruntu zmieniamy przez dodanie wody
destylowanej lub podsuszenie i wykonujemy następne oznaczenie.
Opisane badanie wykonujemy pięciokrotnie, by co najmniej 2 lub 3 badania wykazały
liczbę uderzeń mniejszą od 25. Liczba uderzeń nie może być mniejsza od 12 i większa od 35.
Uzyskane wartości wilgotności i liczbę uderzeń nanosimy na wykres umieszczony na
formularzu umiejętnie dobierając skalę wilgotności. Przez punkty odpowiadające
poszczególnym badaniom przeprowadzamy linię prostą, przy czym co najmniej 3 punkty
powinny leżeć w przybliżeniu na tej samej prostej.
Z wykresu przedstawionego na rysunku odczytujemy dla 25 uderzeń wartość wilgotności.
Odpowiada ona granicy płynności według Casagrande’a (wL)
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Określenie nowego stopnia plastyczności ILN na podstawie wskaźnika
konsystencji IC
Wskaźnik konsystencji IC jest to wilgotność pasty gruntowej w [%], w którą stożek penetrometru standardowego pogrąża się na 14 mm.
Przyrządy:
- penetrometr z końcówką stożkową o sile penetracji P = 1N,
- pierścień metalowy o wysokości i średnicy wewnętrznej 30 mm,
- waga laboratoryjna,
- suszarka,
- parowniczki,
- nóż,
- woda destylowana,
- parowniczki.
Przebieg badania:
Pobieramy porcję gruntu 200 – 300 g i dodajemy ewentualnie wodę destylowaną
wyrabiamy pastę, usuwając ziarna większe niż 2 mm. Konsystencję pasty wstępnie zadajemy
taką, aby makroskopowo rozpoznany stan pasty był miękkoplastyczny.
Pierścień napełniamy pastą, powierzchnie czołowe wyrównujemy nożem, stawiamy
pierścień z pastą na podstawie penetrometru i doprowadzamy stożek do zetknięcia się z powierzchnią pasty w środku pierścienia. Na skali zagłębienia stożka odczytujemy jego
wartość (powinna być 0, odchyłkę uwzględniamy przy pomiarze głębokości penetracji).
Zwalniamy przyciskiem stożek, powodując jego swobodny spadek i zagłębienie się w pastę.
Po upływie 5 do 10 s od zwolnienia stożka należy odczytać głębokość h penetracji (na skali zagłębienia stożka z dokładnością do 0,1 mm. Następnie pastę wyjmujemy z pierścienia,
mieszamy kilkakrotnie bez dodawania wody, ponownie napełniamy pierścień i powtarzamy
penetrację stożka w celu uzyskania drugiej wartości h. Za wartość miarodajną przyjmujemy średnią arytmetyczną obu wartości. Z pozostałego gruntu pobieramy próbkę do oznaczania
wilgotności w. Opisane czynności powtarzamy przy większej zawartości wody w paście.
Dodajemy wodę i wyrabiamy pastę o nowej konsystencji. Dążymy do uzyskania przynajmniej
czterech par wartości h, w, przy czym minimum dwie pary przy h = 8 do 14 mm i minimum dwie pary przy h = 14 do 18 mm.
Obliczanie wyników:
Sporządzamy wykres zależności h – w i przy h = 14 mm odczytujemy w = IC jako wartość wskaźnika konsystencji [%]. Nowy stopień plastyczności (wprowadzony normą
PN-88/B-04481) obliczamy ze wzoru:
A ⋅ w
I
=
− B
LN
I c
w - wilgotność gruntu danego do badania w ćwiczeniu [%],
A = 0,000441 I 2
C – 0,0602 IC + 3,082
B = 0,000404 I 2
C – 0,0550 IC + 2,322
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com