instrukcje IŚ - II rok, SPIS TREŚCI


0x08 graphic
KATEDRA GEOTECHNIKI

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy

INSTRUKCJE

DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

Z MECHANIKI GRUNTÓW

Opracowała:

dr inż. Aleksandra Gorączko


Spis treści

Makroskopowe badania gruntów

Uwagi wstępne

Badania makroskopowe - polegają na określeniu nazwy gruntu oraz wybranych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów.

1. Oznaczanie nazwy gruntów

1.1. Oznaczanie nazwy gruntów mineralnych

Aby oddzielić grunty spoiste od niespoistych (sypkich) uformować na dłoni kulkę o średnicy 7-8 mm.

a) Oznaczanie nazwy gruntów niespoistych (sypkich)

Oszacować wzrokowo wielkości i ilości ziarn poszczególnych frakcji zgodnie z tabelą 1

Tab. 1. Określanie rodzaju i nazwy gruntów niespoistych

Rodzaj gruntu

Zawartość frakcji w procentach

Dodatkowe kryteria

>2mm

>0,5mm

>0,25

(d50 - średnica zastępcza*)

Żwir

>50

d50 > 0,5mm

Pospółka

50÷10

>50

Piasek gruby

<10

>50

Piasek średni

<10

<50

>50

0,5mm ≥ d50 > 0,25mm

Piasek drobny

<10

<50

<50

d50 ≤ 0,25mm

Piasek pylasty

<10

<10

<10

f = 10÷30%

* średnica ziarn, których zawartość w próbce wraz z mniejszymi wynosi 50%

b) Oznaczanie nazwy gruntów spoistych

Wykonać próbę wałeczkowania:

Wykonać próbę rozcierania w wodzie

Tab. 2. Określanie rodzaju i nazwy gruntów spoistych

Rodzaj gruntu

Wskaźnik plastyczności

Zawartość frakcji iłowej

Rodzaje i nazwy gruntów

w zależności od zawartości frakcji piaskowej

Rozpoznawanie stopnia spoistości gruntu

próba wałeczkowania

Grupa I

Grupa II

Grupa III

Grunty piaszczyste

Grunty pośrednie

Grunty pylaste

fp>50%

fp>30%

fp<30%

f<30%

f>30%

f>50%

Mało spoisty

piasek gliniasty

Pg

pył piaszczysty

p

pył

Kulka rozpłaszcza sie lub rozsypuje (grunt nie daje się wałeczkować); lub wałeczek rozwarstwia się podłużnie

Ip = 0-10%

fi = 5-10%

Średnio spoisty

glina piaszczysta

Gp

glina

G

glina pylasta

G

Od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku; wałeczek pęka poprzecznie

Ip = 10-20%

fi = 10-20%

Zwięzło spoisty

glina piaszczysta zwięzła

Gpz

glina zwięzła

Gz

glina pylasta zwięzła

Gz

Wałeczek początkowo bez połysku, przy końcu wałeczkowania z połyskiem; pęka poprzecznie

Ip = 20-30%

fi = 20-30%

Bardzo spoisty

ił piaszczysty

Ip

I

pylasty

I

Kulka i wałeczek od początku z połyskiem, wałeczek pęka poprzecznie

Ip > 30%

fi > 30%

Rozpoznawanie zawartości frakcji piaskowej

próba rozcierania w wodzie

Między palcami pozostaje dużo ziarn piasku

Wyczuwa się pojedyncze ziarna

Nie wyczuwa się ziarn piasku

1.2. Określanie nazwy gruntów organicznych

Nazwę gruntów organicznych należy ustalić na podstawie oznaczonej orientacyjnie zawartości części organicznych oraz cech makroskopowych.

Rodzaje gruntów organicznych:

2. Określanie barwy gruntu

Barwę gruntu określić na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej.

Podać intensywność i odcień barwy (w razie potrzeby), a następnie barwę podstawową (dominującą), np. barwa jasnozielono-brązowa. Używać w miarę możliwości nazw kolorów podstawowych w skali barw.

3. Określanie wilgotności gruntów

Wilgotność gruntu określić na podstawie tabeli 3

Tab. 3. Określanie makroskopowe wilgotności gruntów

Wilgotność gruntu

Cechy gruntu

suchy

grunt niespoisty stanowi suchy proszek; grudka gruntu spoistego przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek,

mało wilgotny

grudka gruntu spoistego przy zgniataniu odkształca się plastycznie, lecz papier lub ręka przyłożone do gruntu nie stają się wilgotne,

wilgotny

grunt zostawia ślad wilgoci na papierze lub dłoni,

mokry

przy ściskaniu grudki w dłoni z gruntu odsącza się woda

nawodniony

woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie

4. Określanie stanu gruntów spoistych

Wykonać próbę wałeczkowania:

Tab. 4. Stany gruntu spoistego

Stan gruntu spoistego

Liczba wałeczkowań

zwarty

nie można uformować kulki

półzwarty

można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas 1-go wałeczkowania

Rodzaj gruntu

mało spoisty

średnio spoisty

zwięzło spoisty

bardzo spoisty

twardoplastyczny

1

<2

<3

<5

plastyczny

2

2-4

3-7

5-10

miękkoplastyczny

>2

>4

>7

>10

płynny

grunt zachowuje się jak ciecz

5. Oznaczanie zawartości węglanu wapnia

Grudkę badanego gruntu wyłożyć na szklaną podstawkę i skropić 20-procentowym roztworem kwasu solnego. Obserwować zachodzącą reakcję:

Reakcja gruntu

Zawartość węglanów (CaCO3)

Grunt nie burzy się, lub wykazuje tylko ślady reakcji

<1%

I klasa

Grunt burzy się słabo i krótko

1-3%

II klasa

Grunt burzy się intensywnie lecz krótko

3-5%

III klasa

Grunt burzy się intensywnie i długo

>5%

IV klasa

Jeśli burzą tylko pojedyncze ziarna gruntu (np. niekiedy w przypadku gruntów niespoistych), fakt ten należy odnotować.

Oznaczanie gęstości objętościowej oraz porowatości gruntu.
St
opień zagęszczenia gruntu niespoistego

Oznaczanie gęstości objętościowej gruntu i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w cylindrze

Uwagi wstępne

Gęstość objętościowa gruntu (ρ) - stosunek masy próbki gruntu do objętości próbki.

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (ρd) - stosunek masy szkieletu gruntowego w próbce gruntu do objętości próbki.

Wykonanie oznaczenia

Opracowanie wyników

Gęstość objętościowa gruntu ρ [g/cm3]

0x01 graphic

gdzie:

mmt - masa cylindra z gruntem [g]

mt - masa cylindra pustego [g]

V - objętość gruntu w cylindrze [cm3]

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρd [g/cm3]

0x01 graphic

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa gruntu [g/cm3]

w - wilgotność gruntu [%]

Otrzymane wartości porównać z wartościami przeciętnymi dla badanego gruntu (wg literatury - np. PN-81/B 03020).

Określenie porowatości i wskaźnika porowatości gruntu

Porowatość gruntu (n) - stosunek objętości porów w próbce gruntu do całkowitej objętości próbki.

Obliczenie porowatości

0x01 graphic

gdzie:

ρd - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]

ρs - gęstość właściwa szkieletu gruntowego (wg literatury - np. PN-81/B 03020) [g/cm3]

Wskaźnik porowatości gruntu (e) - stosunek objętości porów w próbce gruntu do objętości szkieletu gruntowego.

Obliczenie wskaźnika porowatości

0x01 graphic

gdzie:

ρd - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm3]

ρs - gęstość właściwa szkieletu gruntowego (wg literatury - np. PN-81/B 03020) [g/cm3]

Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych

Uwagi wstępne

Stopień zagęszczenia (ID) - stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu.

Wykonanie oznaczenia

Opracowanie wyników

Obliczyć maksymalny i minimalny wskaźnik porowatości

emax - maksymalny wskaźnik porowatości, wyznaczony dla minimalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego przy najluźniejszym ułożeniu ziarn - ρd min

0x01 graphic

0x01 graphic

emin - minimalny wskaźnik porowatości, wyznaczony dla maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego przy najściślejszym ułożeniu ziarn - ρd max

0x01 graphic

0x01 graphic

Obliczyć stopień zagęszczenia

0x01 graphic

gdzie:

e - porowatość gruntu w stanie naturalnym

Na podstawie stopnia zagęszczenia podać stan zagęszczenia gruntu niespoistego.

Oznaczanie wilgotności naturalnej oraz granic konsystencji gruntu. Stopień plastyczności gruntu spoistego

Oznaczanie wilgotności gruntu

Uwagi wstępne

Wilgotność (w) - stosunek masy wody zawartej w danej próbce gruntu do masy tej próbki wysuszonej w temperaturze 105-110°C, wyrażony w procentach.

Wilgotność naturalna (wn) - wilgotność charakteryzująca zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych. Do jej oznaczenia powinny być użyte próbki o wilgotności naturalnej (NW) albo próbki o naturalnej strukturze (NNS).

Wykonanie oznaczenia

Opracowanie wyników

Wilgotność gruntu (w):

0x01 graphic

gdzie:

mmt - masa naczynka z gruntem wilgotnym [g]

mst - masa naczynka z gruntem suchym [g]

mt - masa naczynka pustego [g]

Jako wynik ostateczny przyjąć średnią arytmetyczną z dwóch oznaczeń, jeśli różnica uzyskanych wartości nie przekroczy 5% wartości średniej.

W przypadku większej różnicy należy przeprowadzić dwa dodatkowe oznaczenia i jako wynik ostateczny przyjąć średnią arytmetyczną z trzech najmniej różniących się wartości.

Oznaczanie granicy plastyczności

Uwagi wstępne

Granica plastyczności (wP) - wilgotność w procentach jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm; jest to wilgotność graniczna między stanem półzwartym i twardoplastycznym.

Wykonanie oznaczenia

Opracowanie wyników

Wartość granicy plastyczności (wP) obliczyć jako średnią arytmetyczną obu oznaczeń wilgotności.

0x01 graphic

gdzie:

wI i wII - oznaczone wilgotności próbek (popękanych wałeczków)

Różnica oznaczenia wilgotności obu próbek nie powinna przekroczyć 10% wartości średniej. W przypadku większej różnicy należy przeprowadzić dwa dodatkowe oznaczenia i jako wartość wP przyjąć średnią arytmetyczną trzech najmniej różniących się wartości.

Oznaczanie granicy płynności wg Casagrandego

Uwagi wstępne

Granica płynności (wL) - wilgotność w procentach masy gruntowej umieszczonej w aparacie Casagrandego w momencie, gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy dwudziestym piątym uderzeniu miseczki o podstawę, na długości 10 mm i wysokości 1mm; jest to wilgotność graniczna między stanem miękkoplastycznym i płynnym.

Wykonanie badania

Przygotowanie gruntu:

Wykonanie pojedynczego oznaczenia

Wykonanie całego badania

Opracowanie wyników

Dla określenia granicy płynności (wL) otrzymane wartości nanieść na półlogarytmiczny wykres zależności wilgotności gruntu od liczby uderzeń miseczki. Przez naniesione punkty przeprowadzić prostą aproksymującą i odczytać wilgotność jaką posiadałby badany grunt przy 25 uderzeniach.

Wyznaczenie wL (przy założeniu, że wykonano 5 oznaczeń) uznaje się za wystarczająco dokładne jeżeli odchyłka 3 punktów z ogólnej liczby 5 oznaczeń od przeprowadzonej linii prostej nie przekracza 0,2% w skali wilgotności. Jeden z pozostałych dwóch punktów powinien leżeć powyżej, drugi zaś poniżej, lecz w odległościach nie większych niż 0,6% w skali wilgotności. Jeżeli warunki te nie zostaną spełnione całe badanie należy powtórzyć.

Dla potrzeb ćwiczenia należy oszacować odchyłkę (w procentach) punktów nie leżących na wyznaczonej prostej.

0x01 graphic

Określenie stopnia plastyczności i stanu gruntu spoistego

Wskaźnik plastyczności: 0x01 graphic

Na podstawie wskaźnika plastyczności podać spoistość gruntu

Stopień plastyczności: 0x01 graphic

Na podstawie stopnia plastyczności podać stan gruntu spoistego.

Oznaczanie współczynnika wodoprzepuszczalości gruntów sypkich

Współczynnik wodoprzepuszczalności (filtracji) gruntu (k) - określa zdolność gruntu do przepuszczania wody przy istnieniu różnicy ciśnień

0x08 graphic
A) Oznaczenie wodoprzepuszczalności w aparacie ITB-ZW

Wykonanie oznaczenia

Opracowanie wyników

Obliczyć współczynnik wodoprzepuszczalności gruntu k [cm/s]

0x01 graphic

Qśr - średni wydatek wody z 5 pomiarów [cm3]

i - spadek hydrauliczny

A - pole przekroju poprzecznego próbki [cm2]

t - czas pomiaru wydatku [s]

Otrzymane wartości porównać z wartościami uzyskanymi za pomocą wzoru Hazena oraz wartościami przeciętnymi dla badanego gruntu (wg danych z literatury)

  1. Oznaczenie składu granulometrycznego gruntów niespoistych za pomocą analizy sitowej

Uwagi wstępne

Analiza sitowa - wydzielenie poszczególnych frakcji gruntu za pomocą jego przesiania przez komplet sit.

Wykonanie oznaczenia

- dla piasku drobnego 200 ÷ 250g

- dla piasku średniego 250 ÷ 300g

- dla piasku grubego, pospółki i żwiru 500 ÷5000g

- 0,01g - jeśli masa ważonej frakcji nie przewyższa 50g,

- 0,1g - jeśli masa ważonej frakcji jest większa niż 50g.

Opracowanie wyników

Zawartość poszczególnych frakcji Zi [%]

0x01 graphic
%

gdzie:

mi - masa frakcji gruntu pozostałej na sicie [g]

ms - masa cząstek pobranych do analizy [g]

Różnica pomiędzy masą próbki gruntu ms a sumą mas wszystkich frakcji nie powinna przekraczać 0,5% wartości ms. Różnicę tę należy rozdzielić na wszystkie frakcje, proporcjonalnie do ich mas.

Otrzymane zawartości procentowe poszczególnych frakcji (Zi) należy zsumować narastająco i nanieść na wykres uziarnienia gruntu .

Na podstawie krzywej uziarnienia wyznaczyć średnice zastępcze d10, d30, d50, d60.

Następnie należy:

0x01 graphic

Wykaz literatury i norm

KOSTRZEWSKI W. Parametry geotechniczne gruntów budowlanych oraz metody ich oznaczania. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 1998.

MYŚLIŃSKA E. Laboratoryjne badania gruntów. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1992, 1998, 2001.

PISARCZYK S. Mechanika gruntów, Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa 2005.

PISARCZYK S. RYMSZA B. Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 1993.

SZYMAŃSKI A. Mechanika gruntów, Wydawnictwo SGGW, 2007.

WIŁUN Z. Zarys geotechniki. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1987.

PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów

PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu

PN-55/B-04492 Grunty budowlane. Badania właściwości fizycznych. Oznaczanie wskaźnika wodoprzepuszczalności

2

Bydgoszcz, luty 2011 r.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
instrukcja cw 1, II rok, II semestr, Chemia wody i powietrza
instrukcja cw 2, II rok, II semestr, Chemia wody i powietrza
pw ogrzew II 2 2009 spis treści
spis tresci pppipu, studia, rok II, PPPiPU, od Ani
Spis treści, II rok II semestr, BWC, Gospodarowanie walorami
Wyznaczenie błędu indeksu - spis tresci i obliczenia, Studia, AGH, Rok II, geodezja II, fora.netowe
spis tresci pppipu, studia, rok II, PPPiPU, od Ani
tabelka do sprawozdań, far, II rok III sem, analiza instrumentalna
Spis treści - PKO II, Podstawy Konstrukcji Okrętów
InstrukcjaChZT, Studia, Przyszle lata, II rok pg, chemia
SPIS TREŚCI [ 7 ], BEZPIECZEŃSTWO I HIGIENA PRACY, INSTRUKCJA BEZPIECZEŃSTWA POŻAROWEGO
Prawo ochrony srodowiska Instrumenty prawa os 27.04.05, administracja, II ROK, III Semestr, rok II,
MATEMATYKA FINANSOWA INSTRUMENTY POCHODNE spis tresci
3. 0C - SPIS TREŚCI - KONSPEKTY ZAJĘĆ TEORETYCZNYCH(1), Materiały dla Instruktorów nauki jazdy, dla
sPIS TRESCI, AGH - IMIR - IMIM, III ROK, Polimery
Projekt sem5 spis tresci cz.2, Studia, Sem 5, SEM 5 (wersja 1), Konstrukcje betonowe II
INSTRUKCJASO4, Studia, Przyszle lata, II rok pg, chemia
0 Ćwiczenie 4 II rok, Biotechnologia, III semestr, BKiIG, Instrukcje

więcej podobnych podstron