Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa
w Suwałkach
Instytut Politechniczny
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
Temat ćwiczenia:
Oznaczenie wilgotności naturalnej
Oznaczenie granic: skurczalności, plastyczności i płynności
Stopień plastyczności
Numer ćwiczenia: 10
Laboratorium z przedmiotu:
Mechanika gruntów
Studia stacjonarne
Kod: BS5093
Suwałki 2013
1.WPROWADZENIE - DEFINICJE
1.1. Wilgotność naturalna gruntu w - jest to stosunek masy wody zawartej w próbce mw
do masy szkieletu gruntowego ms :
mw mmt - mst
def. w = 100, % , oblicza siÄ™ ze wzoru: w = 100 , %
ms mst - mt
gdzie: mmt - masa parowniczki z gruntem wilgotnym, g,
mst - masa parowniczki z gruntem wysuszonym, g,
mt - masa pustej parowniczki, g.
1.2. Granica skurczalności ws - wilgotność grutu spoistego między stanami zwartym i pół-
zwartym; przyjmuje się, że jest to wilgotność, przy której grunt pomimo dalszego susze -
nia nie zmienia swojej objętości i jednocześnie jego barwa staje się jaśniejsza.
1.3. Granica plastyczności wp - wilgotność gruntu spoistego między stanami półzwartym i
twardoplastycznym; przyjmuje się, że jest to wilgotność, przy której wałeczek uformo -
wany z gruntu podczas jego wałeczkowania na dłoni pęka po osiągnięciu średnicy 3mm.
1.4. Granica płynności - wilgotność gruntu spoistego między stanami miękkoplastycznym i
płynnym.
Metody wyznaczania granicy płynności:
a) metoda Casagrande a - jako wartość granicy płynności wL przyjmuje się wilgotność pasty
gruntowej, w której wykonana bruzda zlewa się na długości 10mm i wysokości 1mm przy
25 uderzeniach miseczki o podstawÄ™,
b) metoda Wasiljewa - jako wartość granicy płynności wL przyjmuje się wilgotność pasty
gruntowej, w którą stożek zagłębia się pod własnym ciężarem na głębokość h=10,0mm w
czasie 5 s.
c) metoda penetrometru stożkowego - wartość granicy płynności wL oblicza się ze wzoru:
2
wL = 0,0043w18 + 0,8873w18 + 3,62
gdzie: w18 - wilgotność pasty gruntowej, odpowiadająca głębokości penetracji h=18,0mm.
1.5. Stopień plastyczności I służy do określenia stanów gruntów spoistych. Obliczany jest
L
według wzoru:
w - w w - w
p p
IL = lub IL = , -
w - w wL - wp
L p
1.6. Wskaz
nik plastyczności I wskazuje ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu
p
półzwartego w stan płynny ( w % w stosunku do masy szkieletu). Stanowi kryterium
podziału gruntów na grupy pod względem spoistości. Obliczany jest według wzoru:
Ip = w - w , % lub Ip = w - w , %
L p L p
1.7. Stan i konsystencję gruntu spoistego określa się na podstawie wartości stopnia
plastyczności IL lub IL według Tabeli 1.
1.8. Grunt zalicza się (w zależności od spoistości) do odpowiedniej grupy gruntów
spoistych na podstawie wartości wskaz
nika plastyczności Ip lub Ip zaliczyć według
Tabeli 2.
1
Tabela 1. Określenie stanu i konsystencji gruntu spoistego na podstawie wartości I
L
Wartości w STAN GRUNTU Symbol Konsystencja
Wartości I
L
zwarty zw ZWARTA
I <0 wd"w
L s
półzwarty pzw
I 0
Ld" w s p
twardoplastyczny tpl
0Ld"
plastyczny pl PLASTYCZNA
0,25Ld" p L
miękkoplastyczny mpl
0,50Ld"
płynny pł PA
YNNA
I >1,00 w d"w
L L
Tabela 2. Grupy gruntów spoistych (ze względu na spoistość) na podstawie wartości I
p
GRUPY GRUNTÓW WSKAy
NIK PLASTYCZNOÅšCI [%]
NIESPOISTY
I d"1
p
SPOISTY:
I >1
p
mało spoisty
1p
średnio spoisty
10p
zwięzło spoisty
20p
bardzo spoisty
I >30
p
2. CEL i ZAKRES ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Celem ćwiczenia laboratoryjnego jest opanowanie umiejętności określania stanu
gruntów spoistych na podstawie stopnia plastyczności, obliczonego z wykorzystaniem
zbadanych parametrów geotechnicznych.
Oznaczanie wilgotności (w) wykonuje się dla próbek NW wszystkich rodzajów gruntów.
Oznaczanie granicy skurczalności (w ) wykonuje się dla próbek NW i NNS gruntów
s
spoistych. Oznaczenie granicy plastyczności (w ) wykonuje się dla próbek NW i NNS
p
wszystkich gruntów spoistych. Oznaczanie granicy płynności (w lub wL ) wykonuje się dla
L
próbek NW wszystkich gruntów spoistych.
Pojęć IL lub IL nie należy stosować w przypadku gruntów małospoistych.
3. METODYKA BADAC
- według PN-88/B-04481
3.1. Wilgotności gruntu metodą suszenia - p-t 5.1.
3.2. Granicy skurczalności - p-t 5.4.
3.3. Granicy plastyczności - p-t 5.5.
3.4. Granicy płynności - p-t 5.6.
a) metodÄ… Casagrande a - p-t 5.6.2.
b) metodÄ… Wasiljewa - p-t 5.6.3.
c) metodą penetrometru stożkowego - p-t 5.6.4.
4. WYMAGANIA BHP
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym.
2
5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
W ćwiczeniu laboratoryjnym badane są parametry geotechniczne gruntu spoistego,
potrzebne do określenia stanu gruntu spoistego na podstawie obliczonego stopnia
plastyczności IL określenia spoistości gruntu na podstawie obliczonego wskaz
nika
plastyczności I .
p
5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji eksperymentu
- należy zaplanować i wypisać kolejność czynności oraz symbol wyniku, otrzymanego z danej
czynności.
5.3. Zestawienie wyników badań
5.3.1. Badanie makroskopowe rodzaju gruntu:
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
I =...........÷.............. Ilość waÅ‚eczkowaÅ„ X=..............................
p
stan:...................................................... I =...........÷................
L
5.3.2. Tabela zawierająca wyniki badań próbki gruntu pobranego w terenie:
Wilgotność gruntu WILGOTNOŚĆ GRANICA
NATURALNA w
PLASTYCZNOÅšCI wp
Numer parowniczki
masa parowniczki [ g ]
m
t
masa parown. z gruntem wilgotnym [ g ]
m
mt
masa parown. z gruntem wysuszonym [ g ]
m
st
masa wody w próbce [ g ]
m
mt-m
st
masa szkieletu gruntowego [ g ]
m
st-m
t
wilgotność gruntu W [%]
[%] w =
Wynik badania
wp =
GRANICA PA
YNNOŚCI wL według CASAGRANDE A
Liczba uderzeń
Nu
Numer parowniczki
masa parowniczki [ g ]
m
t
masa parown. z gruntem wilgotnym [ g ]
m
mt
masa parown. z gruntem wysuszonym [ g ]
m
st
masa wody w gruncie [ g ]
m
mt-m
st
masa szkieletu gruntowego [ g ]
m
st-m
t
wilgotność gruntu W [%]
3
5.3.3. Sporządzić wykres zależności Nu = f (w) w skali (na druku wg PN-88/B-04481
Tablica I-8, str.56),
Wyznaczyć z wykresu wilgotność pasty gruntowej przy 25 uderzeniach czyli granicę
płynności w .
L
5.3.4. Obliczyć wartości IL oraz Ip .
5.4. Wnioski
- Na podstawie wartości IL określić stan i konsystencję gruntu spoistego według Tabel
1 i 2.
- Na podstawie wartości I określić grupę gruntu ze względu na spoistość
p
- Porównać orientacyjne wartości Ip i IL otrzymane z badań makroskopowych
z wynikami badań laboratoryjnych.
6. LITERATURA
PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
PN-B-02481:1998 Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki
miar.
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.
4