Politechnika Szczecińska 4.05.2005r.

Katedra Geotechniki

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z

Mechaniki gruntów i fundamentowania

Ćwiczenie nr 6

„Analiza sitowa”

Paweł Ćwikliński

Rok II, grupa VIB

1. Analiza makroskopowa.

Próbka użyta do badania analizy sitowej oraz stopnia zagęszczenia charakteryzowała się następującymi cechami:

• Rodzaj gruntu piasek średni

• Wilgotność suchy

• Barwa żółto-brązowy

• Stan Gruntu luźny

2. Podstawy teoretyczne.

Jednym z podstawowych kryteriów podziału gruntów mineralnych jest uziarnienia
(skład granulometryczny). Ziarna i cząstki dzieli się zależnie od wielkości na frakcje wg poniższej tabeli:

Nazwa frakcji	Symbol procentowej zawartości frakcji w masie szkieletu gruntowego	Zakres średnic zastępczych d[mm]
Kamienista	fk	d>40
Żwirowa	fż	40>d>2
Piaskowa	fp	2>d>0,05
Pyłowa	fπ	0,05>d>0,002
iłowa	fi	0,002>d

Obrazem graficznym składu granulometrycznego jest krzywa uziarnienia.

Uziarnienie gruntu charakteryzują dwa wskaźniki:

1. Wskaźnik różnoziarnistości. Wskaźnik ten charakteryzuje przydatność gruntu na obsypkę filtracyjną, a także przydatność gruntu do zagęszczenia.

U=d₆₀ / d₁₀

d_x - średnica zastępcza, poniżej której w gruncie jest zawarte x% masy gruntu (ziaren mniejszych od tej średnicy jest x% w stosunku do całej masy gruntu)

Grunt równoziarnisty	U<5
Grunt różnoziarnoisty	5<U<15
Grunt bardzo róznoziarnisty	U>15

2. Wskaźnik krzywizny uziarnienia

C= d₃₀² / d₁₀ * d₆₀

Przydatne do budowy nasypów są grunty dobrze uziarnione. Grunt jest dobrze uziarniony, jeżeli C=1-3, a U>4 dla żwirów i U>6 dla piasków.

Stopień zagęszczenia I_D to stosunek istniejącego zagęszczenia w stanie naturalnym do zagęszczenia maksymalnego, jakie dany grunt sypki może osiągnąć.

I_D =(e_max - e_n )/( e_max - e_min )

e_max - wskaźnik porowatości dla gruntu o V_max maksymalnej objętości jaką posiada grunt sypki, wysuszony i luźno usypany

e_n - wskaźnik porowatości dla gruntu w stanie naturalnym

e_min - wskaźnik porowatości dla gruntu o V_min minimalnej objętości jaką posiada grunt zagęszczony.

W zależności od wartości stopnia zagęszczenia wyróżniamy następujące stany gruntów niespoistych:

luźny	ln	ID < 0,33
średnio zagęszczony	szg	0.33 < ID<=0,67
zagęszczony,	zg	0,67 < ID < 0,80
bardzo zagęszczony	bzg	ID> 0,80

3. Obliczenia.

Badanie nr.1 Analiza sitowa

Badanie nr.2 Stopień zagęszczenia I_D

Średnica cylindra d - 7,1cm

Wysokość cylindra h- 12,55 cm

Pole pow. Podstawy A - 39,6 cm²

Objętość początkowa V_p- 496,9 cm³

ρ=1,98 t/ m³

w_n =12%

ρ_s=2,65t/ m³

m_s =786,1g

ρ_{d min} = m_s / V_p =786,1/496,9=1,58 g/ cm³

e_max =(ρ_s -ρ_{d min} )/ ρ_{d min} =(2,65-1,58)/1,58=0,68

Pomiary zmian wysokości:

Δh₁ =1,484 ;1,487cm

Δh₂ = 1,6 ;1,65 cm

Δh₃ =1,72 ;1,71 cm

Δh₄ =1,75 ;1,76 cm

Δh₅ =1,78 ; 1,77 cm

Δh₆ =1,81 ;1,80 cm

Δh₇ =1,82 ;1,80 cm

Δh₈ =1,81 ;1,84 cm

Δh₉ =1,85; 1,83 cm - Δh_sr =1,84 cm

Δh₁₀ =1,84; 1,84 cm- Δh_śr =1,84 cm

zmiana objętości ΔV=A*Δh =39,6*1,84=72,9 cm³

końcowa objętość: V_k = V_p- ΔV=496,9 - 72,9=424 cm³

ρ_{d max} = m_s / V_k =786,1/424=1,85 g/ cm³

e_min =(ρ_s -ρ_{d max} )/ ρ_{d max} =(2,65-1,85)/1,85=0,43

I_D =(e_max - e_n )/( e_max - e_min )=(0,68-0,12)/(0,68-0,43)=2,24

4. Wnioski.

Badanie nr.1 Analiza sitowa

Na podstawie sporządzonej krzywej uziarnienia można rozpoznać rodzaj badanego gruntu, w tym przypadku jest to piasek średni, co potwierdza wstępną analizę makroskopową. Rodzaj gruntu można stwierdzić na podstawie średnicy zastępczej d₅₀, która dla piasku średniego powinna mieścić się w przedziale 0,54mm> d₅₀ >0,25 mm i tak jest w tym przypadku. Obliczony wskaźnik różnoziarnistości wyniósł 3,3 co wskazuje na grunt równoziarnisty.

Badanie nr.2 Stopień zagęszczenia I_D

Otrzymana wartość stopnia zagęszczenia 2,24 wskazuje na luźny stan badanego gruntu niespoistego. Wynik ten potwierdza ocenę stanu gruntu we wstępnej analizie makroskopowej.

---