MECHANIKA GRUNTÓW

SPRAWOZDANIE NR 2 Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH

OZNACZENIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ ORAZ POROWATOŚCI GRUNTU. STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA GRUNTU NIESPOISTEGO.

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Kierunek budownictwo, grupa J

Zespół 3

Małgorzata Błażejowska

Radosław Głowacki

Patrycja Jezierska

Oznaczanie gęstości objętościowej gruntu i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w cylindrze.

Wiadomości wstępne

Gęstość objętościowa gruntu (ρ) jest to stosunek masy próbki gruntu do objętości próbki; wyrażona wzorem

ρ	=	mmt - mt
				Vp

gdzie:

m_mt - masa cylindra z gruntem [g],

m_t - masa cylindra pustego [g],

V_p - objętość gruntu w cylindrze [cm³].

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (ρ_d) jest to stosunek masy szkieletu gruntowego w próbce gruntu do objętości próbki; wyrażona wzorem

ρd	=	100 x ρ
				100 + w

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa gruntu [g/cm³],

w - wilgotność gruntu [%].

Wykonanie oznaczenia

Cylinder został zważony z dokładnością do 1g, określono objętość cylindra. Cylinder został równomiernie wypełniony gruntem (wilgotność - suchy) oraz zważony z dokładnością o 1g. Określono wilgotność naturalna gruntu wg normy PN-81/B 03020 (Tablica 1).

Wyniki:

1. próbka nr 1 - piasek średni, mało wilgotny

Dane:

m_mt = 2930g

m_t = 2140g

V_p = 395 cm³

w_n - wilgotność naturalna = 6% ( dla gruntu zagęszczonego wg wyżej wymienionej normy)

ρ_s = 2,65 g/cm³

• Gęstość objętościowa gruntu (ρ):

ρ	=	2930 - 2140	=	2,00 g/cm^3
						395

Gęstość objętościowa gruntu (ρ) wynosi ρ = 2,00 g/cm³ = 2,00 t/m^-3.

Charakterystyczna gęstość objętościowa gruntu (ρ) wg normy

PN-81/B 03020 wynosi ρ = 1,90 t/m^-3.

• Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (ρ_d):

ρd	=	100 x 2,00	=	1,887 = 1,89 g/cm^3
						100 + 6

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (ρ_d) wynosi ρ_d = 1,89 g/cm³

ρ_d = 1,89 t/m^-3.

Wnioski

Określenie porowatości i wskaźnika porowatości gruntu.

Wiadomości wstępne

Porowatość gruntu (n) jest to stosunek objętości porów w próbce gruntu do całkowitej objętości próbki; wyrażony wzorem

n	=	ρs - ρd
				ρs

gdzie:

ρ_s - gęstość właściwa szkieletu gruntowego określona wg normy PN-81/B 03020

ρ_d - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm³].

Wskaźnik porowatości gruntu (e) jest to stosunek objętości porów w próbce gruntu do objętości szkieletu gruntowego; wyrażony wzorem

e	=	ρs - ρd
				ρd

gdzie:

ρ_s - gęstość właściwa szkieletu gruntowego określona wg normy PN-81/B 03020

ρ_d - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm³].

a) próbka nr 1 - piasek średni, mało wilgotny

Dane:

ρ_d = 1,89 g/cm³ = 1,89 t/m^-3.

ρ_s = 2,65 g/cm³ = 2,65 t/m^-3.

• Porowatość gruntu (n):

n	=	2,65 - 1,89	=	0,29
						2,65

• Wskaźnik porowatości gruntu (e):

e	=	2,65 - 1,89	=	0,40
						1,89

Wnioski

Oznaczanie stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych.

Wiadomości wstępne

Stopień zagęszczenia (I_D) jest to stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu;

wyrażony wzorem

ID	=	emax - e
				emax - emin

gdzie:

e - porowatość gruntu w stanie naturalnym,

e_max - maksymalny wskaźnik porowatości,

e_min - minimalny wskaźnik porowatości.

Maksymalny wskaźnik porowatości (e_max) jest wyznaczony dla minimalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego przy najluźniejszym ułożeniu ziarn - - ρ_{d min} ; wyrażony wzorem

ρdmin	=	mmt - mt
				V
		emax	=	ρs - ρd min
				ρd min

Minimalny wskaźnik porowatości (e_min) jest wyznaczony dla maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego przy najściślejszym ułożeniu ziarn - - ρ_{d max} ; wyrażony wzorem

ρdmax		=		mmt - mt
								V - ΔV
emin	=		ρs - ρd max
						ρd max

Wykonanie oznaczenia

Wyznaczono wewnętrzną objętość cylindra (V) przez pomiar suwmiarka jego wysokości i wewnętrznej średnicy; zważono cylinder z dokładnością do 1g. Piasek wsypano luźno do cylindra przez lejek. Po napełnieniu całego cylindra wyrównano nożem powierzchnię gruntu równo z krawędzią cylindra. Zważono cylinder z gruntem z dokładnością do 1g. Przeprowadzono zagęszczenie gruntu; zanotowano zagłębienie tłoka (Δh) w cm

Wyniki

a) próbka nr 1 - piasek drobny, mało wilgotny

Dane:

m_mt = 2025g

m_t = 1270g

V_p = π • r² • H = π • 7,1²/4 • 12,5 = 494,899 = 495 cm³

ρ = 1,60 g/cm³

ρ_s = 2,65 g/cm³ = 2,65 t/m³ (wartość z normy)

Δh = 1,4 cm

ΔV= π • r² • Δh = π•7,1²/4•1,4=55,429=55,43cm³

Maksymalny wskaźnik porowatości (e_max):

ρdmin	=	2025 - 1270	=	1,53 g/cm^3
						495
		emax			=	2,65 - 1,53	=	0,73
						1,53

• Minimalny wskaźnik porowatości (e_min):

ρdmax	=	2025 - 1270	=	1,72g/cm^3
						495 - 55,43
		emin			=	2,65-1,72	=	0,54
						1,72

• Stopień zagęszczenia (I_D):

ρd	=	100 x 1,60	=	1,50 g/cm^3
						100 + 7

e	=	2,65 - 1,50	=	0,77
						1,50

ID	=	0,73 - 0,77	=	?????
						0,73 - 0,54

Wnioski

Załączniki

• Wyniki badań przeprowadzonych na ćwiczeniach laboratoryjnych

7

---