Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa
w Suwałkach
Instytut Politechniczny
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
Temat ćwiczenia:
Analiza sitowa i areometryczna
Numer ćwiczenia: 3
Laboratorium z przedmiotu:
Mechanika gruntów
Studia stacjonarne
Kod: BS5093
Suwałki 2013
1. WPROWADZENIE  DEFINICJE
1.1. Grunty naturalne stanowią mieszaninę (w różnych stosunkach ilościowych) ziaren i
cząstek o różnych średnicach.
1.2. Skład granulometryczny gruntu - jest to zawartość poszczególnych frakcji w gruncie. Na
jego podstawie sporządza się wykres uziarnienia oraz określa nazwę gruntu.
1.3. Frakcja gruntu - to zbiór ziaren i cząstek gruntu o średnicach d zawartych w określonym
zakresie. Grunty mogą składać się następujących frakcji:
FRAKCJE GRUNTÓW NIESKALISTYCH
Nazwa frakcji Symbol frakcji Zakres średnic zastępczych d*
[mm]
KAMIENIE kamienista fk
d>40
ZIARNA żwirowa fż
40e"d>2
piaskowa fp
2e"d>0,05
CZ
STKI pyłowa
fĄ 0,05e"d>0,002
iłowa fi
0,002e"d
* d - średnica zastępcza jest to średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka gruntowa,
opadającej w wodzie z taką samą prędkością jak rzeczywista cząstka gruntowa.
1.4. Metody badania składu granulometrycznego gruntów
1.4.1. Metoda makroskopowa - orientacyjnie,
1.4.2. Analiza sitowa,
1.4.3. Analiza areometryczna.
1.5. Analiza sitowa polega na określeniu składu granulometrycznego gruntów niespoistych
przez rozdzielenie poszczególnych frakcji na znormalizowanych sitach.
1.5.1. Zawartość procentową ziaren gruntu pozostałych na każdym sicie oblicza się według
wzoru:
ms
i
Zi = 100 , %
ms
gdzie: ms - masa ziarn pozostałych na sicie i , g,
i
ms - masa szkieletu gruntowego wziętego do analizy, g.
1.6. Analiza areometryczna polega na określeniu składu granulometrycznego gruntów
spoistych i piasku pylastego na podstawie pomiarów zmian (w czasie) gęstości zawiesiny
gruntowej za pomocÄ… areometru.
2. CEL i ZAKRES ĆWICZENIA LABORATORYJNEGO
Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 2 jest opanowanie umiejętności przeprowadzania
badań uziarnienia gruntów niespoistych lub spoistych metodami sitową lub areometryczną w
celu m.in. określenia rodzaju (nazwy) gruntu.
Oznaczenie uziarnienia metodÄ… sitowÄ… lub areometrycznÄ… stosuje siÄ™ do wszystkich
rodzajów gruntów o zawartości części organicznych Iom )#2% , w przypadku gruntów spoistych
należy stosować próbki NW lub NNS.
1
3. METODYKA BADAC
 według PN-88/B-04481
3.1. Badanie makroskopowe  p-t 3.
3.2. Analiza sitowa  p-t 4.1.
3.3. Analiza areometryczna  pt 4.2.
3.3.1. Kolejność czynności przy analizie areometrycznej
a) Wycechować areometr czyli określić wielkości: l;h0;h1;ma ; A;VH ; P;"R według p-tu
4.2.3.
b) Makroskopowo określić nazwę gruntu, zważyć próbkę - mm , określić wilgotność w,
obliczyć całkowitą masę szkieletu gruntowego wziętą do badania, według wzoru:
100mm
ms = , g,
100 + w
c) Przygotować zawiesinę, przemyć przez sito, pozostałość na sicie wysuszyć, zważyć - ms1 ,
gdy ms1 e" 5%ms wykonać analizę sitową pozostałości ms1 , obliczając zawartość
procentową ziarn na poszczególnych sitach według wzoru:
ms
i
Zi = 100 , %,
ms1
d) Wymieszać zawiesinę w cylindrze,
e) Wykonać odczyty na skali areometru RT po czasach T : 30s; 1; 2; 5; 15; 30 min; 1; 2; 4;
24h,
f) Wykonać pomiary temperatury zawiesiny t po czasach: 3min; 1; 4; 24h,
3.3.2. Dla każdego odczytu RT obliczyć:
a) głębokość zanurzenia środka wyporu nurnika areometru poniżej zwierciadła cieczy w
cylindrze:
30 - R VH
HR = l + h0 + h1 - , cm ,
30 2 A
gdzie: R = RT + c + "R + a ,
c - poprawka na menisk: c=0,7 lub c=0,5,
"R - poprawka skali areometru - z cechowania areometru,
a - poprawka na temperaturę, według Tabl.7.
b) średnicę zastępczą dT największych cząstek znajdujących się po czasie T na poziomie HR
poniżej zwierciadła zawiesiny w cylindrze:
dT = kdwz , mm ,
gdzie: k = 0,25 HR - współczynnik przeliczeniowy, -,
dwz - wzorcowa średnica cząstek, mm, w zależności od t oraz T , według Tabl.6.,
c) procentową zawartość cząstek ZT o średnicach zastępczych mniejszych niż dT :
100Ás
ZT = R = Ä…R , % ,
ms (Ás - Áw )
gdzie: Ás - gÄ™stość wÅ‚aÅ›ciwa szkieletu gruntowego, g/cm3, można przyjąć wedÅ‚ug Tabl.9,
Áw - gÄ™stość wody, g/cm3, można przyjąć w zależnoÅ›ci od t, wedÅ‚ug Tabl.5,
ms - masa szkieletu gruntowego wziętego do analizy, g.
2
Sposób odczytu z podziałki areometru:
w g/cm3 w jedn. wskaz
. skróc. Przykład odczytu:
10 0,990 R= -10
5 0,995 R= 5 r=0,997; RT=(0,997-1,000)103= - 3
0 1,000 R= 0
5 1,005 R= 5 r=1,007; RT=(1,007-1,000)103= 7
10 1,010 R= 10
15 1,015 R= 15
20 1,020 R= 20
25 1,025 R= 25
30 1,030 R= 30
4. WYMAGANIA BHP
- sita oczyszczać wyłącznie włosiem pędzelka,
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym.
5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego
Celem ćwiczenia laboratoryjnego nr 2 jest przeprowadzanie badań uziarnienia gruntu
niespoistego metodą sitową w celu m.in. określenia rodzaju (nazwy) gruntu.
5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg realizacji
- należy zaplanować i wypisać kolejność czynności oraz symbol wyniku otrzymanego z
danej czynności.
5.3. Zestawienie wyników badań i wnioski
WYNIKI BADANIA UZIARNIENIA GRUNTU NIESPOISTEGO METOD
SITOW

Grunt nr 1
Makroskopowe określenie rodzaju gruntu:..................................................................
Wyniki analizy sitowej próbki gruntu niespoistego pobranej w terenie:
Wymiar oczek ZAWARTOŚĆ FRAKCJI Zi Suma Nr p-tu na
zawartości krzywej
sita [mm] [ g ] po wyrówn. [ g ] [%] [%] Uziarnienia
>10,00
10,00 ÷ 2,00
2,00 ÷ 1,00
1,00 ÷ 0,50
0,50 ÷ 0,25
0,25 ÷ 0,10
0,10 ÷ 0,063
< 0,063
"
3
Grunt nr 2
Makroskopowe określenie rodzaju gruntu:..................................................................
Wyniki analizy sitowej próbki gruntu niespoistego pobranej w terenie:
Wymiar oczek ZAWARTOŚĆ FRAKCJI Zi Suma Nr p-tu na
zawartości krzywej
sita [mm] [ g ] po wyrówn. [ g ] [%] [%] Uziarnienia
>10,00
10,00 ÷ 2,00
2,00 ÷ 1,00
1,00 ÷ 0,50
0,50 ÷ 0,25
0,25 ÷ 0,10
0,10 ÷ 0,063
< 0,063
"
5.4. Wnioski
5.4.1. Wyniki analizy sitowej nanieść na wykres uziarnienia i wykreślić krzywą uziarnienia
gruntu (Załącznik nr 1.). Nazwę gruntu odczytać na podstawie ustalonych zawartości
procentowych ziaren o określonych średnicach według PN-86/B-02480 Tabl. 6 i 8.
6. LITERATURA
PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
Myślińska E.: Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
1992.
Pisarczyk S., Rymsza B.: Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Wydawnictwa
Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1990.
Steckiewicz R., Karska Z.: Laboratorium z mechaniki gruntów. Wydawnictwa Politechniki
Białostockiej, Białystok 1981.
4
ZAA

CZNIK 1
Analiza sitowa  zawartość frakcji próbki gruntu nr 1
- d>2mm: ............%
- 2>d>0,5mm: ............%
- 0,5>d>0,25mm: ............%
Analiza sitowa  zawartość frakcji próbki gruntu nr 2
- d>2mm: ............%
- 2>d>0,5mm: ............%
- 0,5>d>0,25mm: ............%
Rodzaj gruntu wg analizy sitowej  grunt nr 1 sitowej  grunt nr 2
............................................ ...............................................
Wskaz
nik jednorodności
d60
............................................. ...............................................
uziarnienia U = =
d10
............................................. ...............................................
Wniosek
5
Podział gruntów gruboziarnistych ze względu na uziarnienie wg PN-86/B-02480 pkt 3.8.
Podział gruntów drobnoziarnistych niespoistych ze względu na uziarnienie wg PN-86/B-
02480 pkt 3.10.
Podział gruntów spoistych ze względu na uziarnienie wg PN-86/B-02480 pkt 3.13.
6