ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z MECHANIKI GRUNTÓW

MAKROSKOPOWE BADANIA GRUNTÓW

Wykonały:

Natalia Marcinkowska

Natalia Wiśniewska

1. WSTĘP

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

1. Oznaczenie nazwy gruntów.

1.1.1 Oznaczenie nazwy gruntów mineralnych

Pierwsza czynnością jest oddzielenie gruntów spoistych od niespoistych (sypkich). Określenia tego dokonano wzrokowo, korzystając ze znajomości pewnych cech, różniących te grunty między sobą.

Aby odróżnić grunty spoiste od niespoistych (sypkich) uformowano na dłoni kulkę o średnicy 7-8 mm. Jeśli się nie udało, tzn. gdy kulka rozsypywała się to badany grunt zaliczyliśmy do gruntów niespoistych. Jeśli natomiast kulkę udało się uformować, należało zanurzyć ją w wodzie. Jeżeli kulka podczas zanurzania rozpadła się to grunt zaliczyliśmy się do niespoistych. Jeżeli kulka nie rozpadła się to grunt zaliczyliśmy do spoistych.

1. Oznaczenie nazwy gruntów niespoistych (sypkich)

Rodzaj gruntów sypkich określono wzrokowo na podstawie wielkości i ilości ziarn poszczególnych frakcji zgodnie z tabelą.

Tabela 1. Określenie rodzaju i nazwy gruntów niespoistych

Rodzaj gruntu	Zawartość frakcji w procentach			Dodatkowe kryteria (średnica ziarn, których zawartość w próbce wynosi 50%)
		> 2mm	> 0,5mm		> 0,25mm
Żwir	> 50				d > 0,5 mm
Pospółka	50 - 10	> 50
Piasek gruby	< 10	> 50
Piasek średni	< 10	< 50	> 50	0,5 mm >= d >= 0,25 mm
Piasek drobny	< 10	< 50	< 50	d =< 0,25 mm
Piasek pylasty	< 10	< 10	< 10	zawartość frakcji pyłowej ( d=0,05 mm) 10 - 30%

2. Oznaczenie nazwy gruntów spoistych

Rodzaj gruntów spoistych określono na podstawie próby wałeczkowania i rozcierania gruntu w wodzie.

Próba wałeczkowania: z przeznaczonego do badań gruntu o naturalnej wilgotności pobrano grudkę i uformowano kulkę o średnicy 7 mm, z kuleczki uformowano wałeczek o średnicy 3 mm, zgnieciono wałeczek ponownie w kuleczkę i czynność wałeczkowania powtarzano, aż kolejny wałeczek wykazał spękania i łamał się przy podniesieniu go w palcach do góry. Podczas wałeczkowania obserwano rodzaj spękań i wygląd powierzchni wałeczka.

Na podstawie wyglądu wałeczka określono rodzaj gruntu (stopień spoistości) zgodnie z tabelą 2.

Próba rozcierania w wodzie: próba ta umożliwia rozpoznanie zawartości frakcji piaskowej. Grudkę gruntu rozcierano między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie. Określono rodzaj gruntu (w zależności od zawartości frakcji piaskowej) zgodnie z tabelą 2.

Tabela 2. Określenie 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 Grunty piaszczyste	Grupa II Grunty pośrednie		Grupa III Grunty pylaste
Mało spoisty	piasek gliniasty	pył piaszczysty	pył	Kulka rozpłaszcza się lub rozsypuje (grunt nie daje się wałeczkować); lub wałeczek rozwarstwia się podłużnie
Średnio spoisty	glina piaszczysta	glina	glina pylasta	Od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku pęka poprzecznie
Zwięzło spoisty	glina piaszczysta zwięzła	glina zwięzła	glina pylasta zwięzła	Wałeczek początkowo bez połysku, przy końcu wałeczkowania z połyskiem; pęka poprzecznie
Bardzo spoisty	ił piaszczysty	ił	ił pylasty	Kulka i wałeczek od początku z połyskiem; wałeczek pęka poprzecznie
Rozpoznawanie zawartości frakcji piaskowej (próba rozcierania w wodzie)	Miedzy palcami pozostaje dużo ziarn piasku	Wyczuwa się pojedyncze ziarna	Ziarn piasku nie wyczuwa się

1.1.2 Określenie nazwy gruntów organicznych

Nazwę gruntów organicznych ustalono na podstawie oznaczonej orientacyjnie w badaniach makroskopowych zawartości części organicznych.

Rodzaje gruntów organicznych:

• grunty próchnicze: zawierają 2-5% części organicznych; oznaczanie rodzaju wykonano jak dla gruntów mineralnych dodając, że jest to grunt próchniczy;

• namuły: zawierają 5-30% części organicznych; odróżnia się po gnilnym zapachu, ciemnej barwie, dużej liczbie wałeczkowań przy pozornie niewielkiej wilgotności gruntu;

• torfy: zawierają powyżej 30% części organicznych; mają charakterystyczną strukturę i teksturę włóknistą i porowatą; zawierają pewną ilość nierozłożonej substancji organicznej;

• gytie: zawierają części organiczne oraz węglan wapnia (burzą z HCl).

1. Określenie barwy gruntu

Barwę gruntu określono na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej. Podano intensywność i odcień barwy (w razie potrzeby), a następnie barwę podstawową (dominującą), np. barwa jasnozielono-brązowa.

2. Określenie wilgotności gruntów

Wilgotność gruntu określono na podstawie tabeli 3.

Tabela 3. Określanie makroskopowe wilgotności gruntów

Wilgotność gruntu	Cechy gruntu
suchy	grudka gruntu przy zgniataniu pęka i po rozdrobnieniu daje suchy proszek
mało wilgotny	grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie, a 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

3. Określenie stanu gruntów spoistych

Stan gruntów spoistych określono makroskopowo na podstawie ilości kolejnych wałeczkowań tej samej kulki gruntu, biorąc pod uwagę ile razy uzyskano wałeczek o średnicy 3 mm bez jego uszkodzenia. Do wałeczkowania pobierano grunt wyłącznie o naturalnej wilgotności, sztuczne nawilżanie jest niedopuszczalne. Wałeczkowanie zakończono, gdy na powierzchni wałeczka wystąpiły wyraźne poprzeczne spękania, a wałeczek podnoszony za jeden koniec pękł pod swoim ciężarem lub gdy wałeczek popękał na kilka oddzielnych kawałków. Wałeczkowanie gruntów mało spoistych zakończono gdy wałeczek rozwarstwił się lub rozsypał. Stan gruntów spoistych ustalono wg tabeli 4.

Tabela 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

4. Oznaczenie zawartości węglanu wapnia

Przybliżoną zawartość węglanu wapnia (CaCO₃) w gruncie określono wg tabeli 5, obserwując reakcję gruntu po zwilżeniu go kilkoma kroplami 20-procentowego roztworu kwasu solnego.

Tabela 5. Przybliżona zawartość węglanu wapnia w gruncie

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 i krótko	3 - 5% III klasa
Grunt burzy się intensywnie i długo	> 5% IV klasa

2. PRZEBIEG ĆWICZEŃ

Próbka C-1

Badając rodzaj gruntu wykonano kulkę o średnicy 7-8 mm, która nie rozpada się podczas zanurzania w wodzie.

Od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku, przy trzecim wałeczku grunt pęka poprzecznie.

Podczas rozcierania gruntu w wodzie wyczuwa się pojedyncze ziarna.

Grunt jest barwy brązowej.

Zauważono że grunt zostawia ślad wilgoci na dłoni.

Podczas badania zawartości węglany wapnia zaobserwowano intensywne lecz krótkie burzenie.

Próbka C-2

Z gruntu nie można uformować kulki.

Oszacowano wzrokowo, że w próbce znajduje się poniżej 50% ziarn o wielkości powyżej 2mm.

Zaobserwowano, że drobna frakcja gruntu jest beżowa natomiast frakcja większa jest brązowa.

Grunt nie zostawia śladu wilgoci na dłoni.

Zauważono, że drobna frakcja gruntu się burzy.

Próbka C-3

Badając rodzaj gruntu wykonano kulkę o średnicy 7-8 mm, która nie rozpada się podczas zanurzania w wodzie.

Formują pierwszy wałeczek zauważono że wałeczek był od początku do końca z połyskiem

Przeprowadzając próbę rozcierania w wodzie stwierdzono że nie wyczuwa się ziarn piasku.

Grunt jest szaro-brązowej barwy.

Podczas tworzenia kulki zauważono, że grunt nie zostawia śladu wilgoci na dłoni.

Podczas wykonywania próby wałeczkowania wałeczek pękał poprzecznie przy pierwszym wałeczkowaniu.

Oznaczając zawartość węglanu wapnia grunt burzy tylko poszczególne ziarna.

Próbka C-5

Z gruntu nie można uformować kulki.

Podczas rozcierania suchej próbki gruntu w palcach zaobserwowano, że na palcach pozostaje mączka pyłowa.

Grunt jest barwy żółto-brązowej.

Grunt stanowi suchy proszek.

Grunt nie burzy się.

Próbka C-6

Grunt jest barwy brunatno-brązowej.

Grunt ma strukturę włóknistą i porowatą.

Grunt nie burzy się.

3. WYNIKI BADAŃ

---