PODSTAWOWE DEFINICJE I WZORY.

Podstawowe cechy identyfikacyjne gruntu (wskaźniki identyfikacyjne).

1. Gęstość właściwa.

Gęstością właściwą gruntu ρ_s nazywamy stosunek masy jego cząstek do ich objętości. Obliczamy ją według wzoru

gdzie m - masa cząstek gruntu w stanie suchym

V_s - objętość samych cząstek (szkieletu gruntowego)

2. Gęstość objętościowa gruntu.

Gęstością objętościową ρ nazywamy stosunek masy szkieletu gruntu wraz z poramido jego objętości . Wyznaczamy ją ze wzoru

gdzie m - masa gruntu

V - objętość gruntu.

3. Wilgotność naturalna.

Wilgotnością naturalną gruntu nazywamy procentowy stosunek masy wody m_w zawartej w jego porach do masy szkieletu gruntowego m_s. Próbki gruntu powinny być naturalnej wilgotności (NW), naturalnej strukturze (NNS) lub wilgotności w stanie powietrznosuchym.

Pochodne wskaźniki identyfikacyjne gruntu.

1. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

4. Porowatość.Porowatością n nazywamy stosunek objętości porów V_p do objętości całego gruntu V:

5. Szczelność.Szczelnością m nazywamy stosunek objętości szkieletu gruntu V_p do objętości całego gruntu V:

6. Wskaźnik porowatości.

Wskaźnikiem porowatości nazywamy stosunek objętości porów do objętości cząstek gruntu

7. Wilgotność całkowita

8. Stopień wilgotności . Stopniem wilgotności gruntu nazywa się stosunek objętości wody zawartej w porach gruntu do objętości porów.

OPIS BADANIA.

Gętość objętościowa gruntu.

W zależności od cech gruntu i wielkości dostarczonej próbki, oznaczenia można wykonywać jedną z następujących metod:

a) metodą wyporu hydrostatycznego w cieczach organicznych,

b) metodą wyporu hydrostatycznego w wodzie

c) przez oznaczenie objętości próbki metodą wyporu rtęci,

d) przy stosowaniu pierścienia o określonej objętości,

e) przy zastosowaniu cylindra o określonej objętości.

Dopuszcza się stosowanie innych metod lub specjalnych przyrządów, jeżeli pozwalają one na oznaczenie wartości
z błędem nie większym niż 0.01 g/cm³, a w trakcie badania wilgotność próbki nie ulega zmianie.

1. Oznaczenie gęstości objętościowej gruntu w pierścieniu.

Do oznaczenia należy używać pierścieni o znanej masie i objętości wewnętrznej. Pierścień należy wypełnić gruntem nie pozostawiając niewypełnionych miejsc wyrównać nożem z dwoch stron i zważyć próbkę wraz z pierścieniem.

Gęstość objętościową gruntu obliczamy ze wzoru:

w którym: m_m - masa próbki gruntu, g

V - objętość próbki, cm³

m_st - masa pierścienia wraz z gruntem, g

m_t - masa pierścienia, g

V_p - wewnętrzna objętość pierścienia, cm³

2.Wilgotność naturalna gruntu.

Do oznaczenia wilgotności gruntu powinny być użyte próbki o naturalnej wilgotności (NW), naturalnej strukturze (NNS) lub wilgotności w stanie powietrznosuchym. Próbki należy umieścić w parowniczce o znanej masie, zważyć, a następnie suszyć w temperaturze 105-110°C do stałej masy i po ostudzeniu w eksykatorze ponownie zważyć.Wilgotność gruntu obliczamy ze wzoru:

w którym m_mt - masa wilgotnej próbki z masą parowniczki, g.

m_st - masa próbki wysuszonej z masą parowniczki, g.

m_t - masa parowniczki lub innego naczynka mieszczącego badaną próbkę, g.

Wartość m_st oznaczać należy co najmniej dwukrotnie, przyjmując do obliczeń wilgotności średnią arytmetyczną wartości obu oznaczeń, jeżeli ich różnica nie przekroczy 5% wartości średniej.

Porowatość.

Porowatość próbki gruntu liczymy ze wzoru:

w którym:
_s -gęstość właściwa szkieletu gruntowego, g/cm³.

-gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm³.

Szczelność.

Szczelność próbki gruntu wyrażamy wzorem:

s = 1 - n

Wskaźnik porowatości.

Wskaźnik porowatości gruntów (e) liczymy ze wzoru:

Wilgotność całkowita.

Wilgotność całkowitą liczymy ze wzoru:

w którym :
_w -gęstość właściwa wody, g/cm³.

_s -gęstość objętościowa szkieletu gruntowego, g/cm³.

e - wskaźnik porowatości.

WYNIKI BADAŃ.

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego.

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego została określona na podstawie nazwy gruntu określonej metodami makroskopowymi z tablic [1]. Badanym gruntem był pył pylasty w stanie półzwartym, którego gęstość właściwa szkieletu gruntowego wynosi *_s=2,66 g/cm³ a wilgotność naturalna w_n=14%

Ciężar właściwy

γ_s = 2,66(9,81) = 26,1 kN/m³

Gęstość objętościowa gruntu (badania przeprowadzone metodą pierścienia tnącego)

m_t = 14,31g

m_mt = 91,51g (1 pomiar)

m_mt =91,55g (2 pomiar)

m_t - masa pierścienia

m_mt - masa pierścienia wraz z gruntem

d_wew = 39,88 mm

h_p = 39,65 mm

V_p = (d/2)² = 49,52 cm²

V_p - objętość wewnętrzna pierścienia

* = (m_mt - m_t )/V_p

1) * = 1,56 g/cm³ 2) * = 1,56 g/cm³ * *_śr=1,56 g/cm³

Ciężar objętościowy

γ = 1,56*(9,81) = 19,9 kN/m³

Wilgotność

Nr Parowniczki	Mt [g]	mmt [g]	mst [g]	wn
15	24,02	39,78	37,24	19,21%
16	27,43	44,57	41,79	19,35%

w_nśr = 19,28%

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

*_d = 1,56/1+19,28 = 1,30 g/cm³

Porowatość

n = (*_s - *)/*_s

n = ( 2,66 - 1,56 )/2,66 = 0,41

Szczelność

s = 1 - n

s = 1 - 0,41 = 0,59

Wskaźnik porowatości

e = n/( 1 - n )

e = 0,41/(1 - 0,41 ) = 0,69

Wilgotność całkowita

w_r = ( 1*0,69/2,66 )*100% = 25,94%

Stopień wilgotności

S_r = 19,28*2,66/1*0,69 = 0,74

Grunt suchy (su)	Sr=0
Grunt mało wilgotny (mw)	0 < Sr ≤ 0,4
Grunt wilgotny (w)	0,4 < Sr ≤ 0,8
Grunt mokry (m)	0,8 < Sr ≤ 1,0

Wnioski

Otrzymane wyniki różnią się od wartości podanych w normie ponieważ badanie zostało wykonane na próbkach w których nie zachowano ich naturalnej wilgotności .

Bibliografia

[1] Z. Wiłun, Zarys geotechniki, Warszawa 1982.

[2]. PN-88/B-04481

[3] PN-88/B-03020

5

5

6

---