Wskaźniki testowe

1. Grunty spoiste

1.1 Stopien plastyczności Il

Stopniem plastyczności Il nazywamy stosunek różnicy wilgotności naturalnej danego gruntu i granicy plastyczności do różnicy granicy płynności i granicy plastyczności .

Wn - wilgotnośc naturalna

Wp - granica plastyczności

Wl - granica płynności

1.2 Granice konsystencji w/g Atteberga

Ws - granica skurczalności

Wp - granica plastyczności

Wl - granica płynności

a) Ws - granica skurczalności , wilgotość jaką ma grunt na granicy konsystencji między stanem zwartym a półzwartym , po osiągnięciu której w miarę dalszego skurczania grunt nie zmienia swojej objętości ( nie kurczy się ) , zmienia barwę powierzchni na jaśniejszą .

Oznaczanie Ws :

Dwie próbki o nienaruszonej strukturze należy umieścić w parowniczkach i poddać powolnemu wysychaniu - początkowo w temp. pokojowej do stanu powietrznosuchego , a następnie w temp. 105-110 st. C . Po ochłodzeniu próbki oznaczamy jej masę (ms) i objętość (V) metodą wyporu rtęci .

Obliczanie :

rw - gęstość wody = 1g/cm3

rs - gęstość właściwa próbek gruntu ( za pomocą piknometru)

rd - gęstość objętościowa

rd = ms/V

b) Granica plastyczności Wp

Granicą plastyczności nazywamy wilgotność , jaką ma grunt na granicy konsystencji półzwartej i plastycznej .

Oznaczanie Wp :

Za pomocą metody wałeczkowania :

Oznaczenie dokonuje sie na próbkach gruntu makroskopowo jednorodnego naturalnej wilgotności . Przeznaczony do badania grunt około 50 g wkłada sie do parowniczki i za pomoca łopatki dokładnie miesza , w miarę potrzeby podsuszając lub dolewając wody destylowanej . Z tak przygotowanego gruntu wykonuje się kulkę o średnicy 7-8 mm i wałeczkuje do grubości 3 mm . Badanie powtarzamy kilkukrotnie aż do momentu kiedy wałeczek popęka i przy podnoszeniu do góry przełamie się .

Następnie wałeczki wkłada się do dwóch naczyniek wagowych i bada się ich wilgotność . Wilgotność odpowiadająca granicy plastyczności Wp (%) oblicza się ze wzoru :

m wt- masa próbki wilgotnej + masa parowniczki

mst - masa próbki wysuszonej + masa parowniczki

mt - masa parowniczki

c) Granica płynności Wl (%)

Nazywamy wilgotność , jaką ma grunt na granicy konsystncji plastycznej i płynnej .

Oznaczanie Wl (%)

Metoda Casogrande'a :

Z dostarczonego do badania gruntu spoistego , makroskopowo jednorodnego , o zachowanej wilgotności naturalnej , wydzielamy próbkę 150-200 g umieszczamy w parowniczce , zalewamy wodą destylowaną na 20 h . Po tym czasie grunt mieszamy , az o uzyskania jednorodnej pasty , usuwając ziarna większe niż 2 mm . Pastę nakładamy do miseczki aparatu rozsmarowując za pomocą łopatki. Ważymy miseczkę z gruntem , łączna masa powinna wynosić 210 +/- 1 g. Za pomocą rylca wykonuje się bruzdę w paście gruntowej przez środek miseczki , prostopadle do dna miseczki i w kierunku prostopadłym do osi jej obrotu .

Miseczkę umieszcza sie w aparacie i obraca korbką . Na skutek obracania się miseczka uderza o podkładkę powodując płynięcie gruntu i stopniowe zwężanie się wykonanej bruzdy .

Uderzenia należy liczyć , aż do chwili zlnia się brzegów bruzdy na długości 10 mm i wysokości 1 mm . Ze środka bruzdy pobiera się próbkę o masie 10 g i oznacza się jej wilgotność . Z pozostałą częścią gruntu powtarza się jeszcze 5-o krotnie badanie . Z czego 2 lub 3 razy badania powinny wskazywać liczbę uderzeń mniejszą niż 25 razy . Do obliczanai wyników nie przyjmuje się badań , których wyniki wykazały liczbę uderzń > 35 lub < 12 .

Po oznaczeniu wilgotności wszystkich próbek uzyskane wyniki nanosi sie na wykres .

Pkt przecięcia wykreślonej linii z linią odpowiadającą 25 uderzeniom określa wilgotność równą granicy płynności (Wl) badanego gruntu.

2. Metoda Wasiliewa

Metoda ta polega na pomiarze głębokości zanurzenia się stożka w paście gruntowej znajdującej sie w naczyniu cylindrycznym . Za granice płynności przyjmuje się wilgotnośc , przy której stożek zagłębia się na głebokość 10 mm. Po upływie ok. 5s od momentu zwolnienia uchwytu należy ustalić zagłębienie stożka i oznaczyć wilgotność próbki gruntu.

Przeprowadzamy 2 badania na tej samej próbce .

3. Metoda penetrometru stożkowego :

Z badanej próbki gruntu przygotowujemy pastę , którą napełniamy pierścień . Pierścień z pastą umieszczamy na podstawce penetrometru . Doprowadzamy stożek do h=0,0 mm i spuszczamy go , po czym odczytujemy głębokość zagłębienia po 5-10 sek. . Z pozostałą ilością gruntu ponownie przeprowadzamy badanie . Na podstawie uzyskanych 4 par wartości h sporządzamy zależność h=f(w) oraz met. interpolacji graf. oznaczamy wilgotnośc pasty odpowiadającej głębokości penetracji h= 18 mm .

1.3 Stany gruntów spoistych w zależności od stopnia plastyczności i wilgotności naturalnej .

kosystencja	stan gruntu	W	Il
zw	zw		<0
		Ws
	pzw		<0
		Wp
pl	tpl		0-0,25
	pl		0,25-0,5
	mpl		0,5-1,0
		Wl
pł	pł		>1,0

1.4 Wsakażnik plastyczności Ip (%)

Jest to różnica pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności .

Ip=Wl - Wp

Ip= A x fi

Ip < 1 % grunty niespoiste

Ip > 1 % spoiste

Ip oznacza , ile wody wchłania dany grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny .

Podział gruntów w/g spoistości :

spoistość	fi(%) d<0,002 mm	Ip (%)
sypkie	0-2	<1
ms	2-10	1-10
ss	10-20	10-20
sz	20-30	20-30
bs	30-100	>30

A - aktywność koloidalna gruntu jest to stosunek wskaźnika plastyczności ( Ip ) do zawartości frakcji iłowej ( fi ) w tym gruncie .

Aktywność koloidalna jest tym większa , im większa jest skłonność danego gruntu do zmiany cech fizycznych oraz do wejścia w reakcje chemiczne pod wpływem wody .

A zależy od ; fi , składu mineralnego i chemicznego .

1.5

Stopień konsystencji ( Ik )

Oznaczenie :

jak dla Ic

1.6 Nowy stopień plastyczności : ( Iln )

W celu uniknięcia wpływu błędów oznaczań granic konsystencji (wp, wl ) znacznie większych niż błędy oznaczania wskażnika Ic , należy posługiwać się stopniem plastyczności (Iln)

W- wilgotnść danego gruntu

Ic - wartość wskaź. kosyst. gruntu

A,B - wsp. empiryczne

Nie wykonuje sie dla gruntów :

ms , lessów , lesspodobnych

1.7

Wskażnik konsystencji gruntu (Ic) oznacza sie jako wilgotność (%) pasty gruntowej wytrzymałości na ścieranie f = 5 kPa , odpowiada to głębokości penetracji h= 14,0 mm

Wprowadzenie Ic ma a celu umożliwieni oznaczeni Ic w sposób wny od błędów oznaczenia wp i wc.

2.Grunty niespoiste .

2.1.Stopień zagęszczenia gruntow sypkich ( Il )

Jest to stosunek zageszczenia istniejacego w naturze do najwiekszego możliwego zageszczenia danego gruntu.

Oznaczanie :

Do cylindra za pomoca lejka stopniowo wsypujemy grunt , ważymy (mst) . nastepnie na powierzchni gruntu układamy tłoczek i przeprowadzamy zagęszczenie gruntu przez 1 min, uderzajac widełkami wibracyjnymi o ścianki naczynia.Określamy w
wartość zmniejszenia objętości gruntu ( V ) w naczyniu przy zagęszczeniu , wg. wzoru

A - pole przekroju wnętrza cylindra ,

h - zmiana odległości gornej krawedzi naczynia , cm

Obliczanie wynikow :

Gęstość objętościową szkieletu gruntowego przy najlużniejszym ułożeniu ziaren obliczamy wg.

wzoru

Gęstość objętościową szkieletu gruntowego przy najgęściejszym ułożeniu ziarn obliczamy wg.

wzoru

mst-masa naczynia z gruntem , g

mt-masa naczynia ,g

V-objętość naczynia

wskażnik porowatości max otrzymuje się przy najmniejszym zagęszczeniu

wskaźnik porowatości min otrzymuje sie przy najwiekszym zagęszczeniu

2.2 Idm zmodyfikowany stopien zagęszczenia

2.3 Określenie stanu gruntów za pomocą sondowania

Znane sa dwa typy stosowanych sond : statyczne (wciskane) i dynamiczne (wbijane) . Do nich możemy zaliczyc :

- wciskaną ( symbol SW)

- stożkową (symbol SL)

- stożkową wbijaną typu ciężkiego ( symbol SC)

- cylindryczna wbijaną ( symbo SPT)

- wkręcaną (symbol ST)

Sondowanie polega na wciskaniu , wbijaniu lub wkręcaniu sondy w grunt , z jednoczesnym pomiarem sił oporu przenikania sondy w grunt w zależności od głębokości wciskania sondy wciskanej lub notowania liczby uderzeń na każde 10 cm zagłebienia w grunt końcówki wbijanej sondy lekkiej (SL) , 20 cm sondy SC i 30 cm sondy SPT .Z uzyskanych wyników sondowania spożądza sie wykres .

stan zagęszczenia	Id
ln	Id< 0,33
szg	0,33<Id<0,67
zg	0,67<Id<0,8
bzg	Id>0,8

3.Grunty nasypowe

Właściwie usypane i zagęszczone nasypy ziemne wykazują mniejsze osiadanie i odporne są na rozmycie spiętrzoną wodą ,nie pęcznieją , są odporniejsze na powstanie osuwisk .

Is - wskaźnik zagęszczania gruntów nasypowych jest to stosunek gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nasypie do max gęstości objętościowej szkieletu danego gruntu określonego w znormalizowany sposób dla wilgotności optymalnej .

Is- stosuje sie tylko dla gruntów sztucznie zagęszczonych

Is min =0,9 -1,0

Oznacza się za pomoca aparatu Proktora .

Badanie polegana wyznaczaniu liczby uderzeń na każde 10 cm wpędu stożkowego trzpienia o średnicy 50 mm , wbijanego bijakiem i masiec 20 g , opadajacego z wysokości 25 cm . Uzyskany wynik porównuje sie z wynikami wyznaczonymi uprzednio dla danego gruntu w miejscach o znanym wskaźniku zagęszczenia określonym laboratoryjnie .

Po oznaczeniu wilgotności (wopt) i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ( rd ) sporządza się dla poszczególnych oznaczeń wykresy .

---