Akademia Górniczo - Hutnicza

w Krakowie

im. Stanisława Staszica

GEOMECHANIKA GRUNTÓW

SPRAWOZDANIE 4

TEMAT:

„Oznaczenie gestosci objetosciowej i wilgotnosci skał zwiezłych”

Wydział Górniczy

Budownictwo rok 3

Chudzikiewicz Marcin

Cel ćwiczenia:

Celem przeprowadzanych badań jest wyznaczenie następujących parametrów:

• gęstości objętościowej skał zwięzłych

• wilgotności skał zwięzłych

Gęstość objętościową skał zwięzłych wyznaczamy ze wzoru:

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa próbki skalnej, g/cm³, kg/m³

V - objętość próbki skalnej, cm³,

V_pp - objętość próbki powleczonej parafiną, cm³,

V_p - objętość parafiny, cm³,

m - masa próbki skalnej, g,

m_p - masa oparafinowanej próbki skalnej, g,

m_pw - masa próbki oparafinowanej i zanurzonej w wodzie, g,

ρ_w - gęstość właściwa wody, ρ_w = 0,999 g/cm³,

ρ_p - gęstość właściwa parafiny, ρ_p = 0,93 g/cm³,

Gęstość objętościową należy wyznaczyć jako średnią arytmetyczną dwóch pomiarów przeprowadzanych dla danego rodzaju skały.

Wykorzystując zależność:

można wyznaczyć ciężar objętościowy danego rodzaju skały:

gdzie:

γ - ciężar objętościowy, kN/m³,

ρ - gęstość objętościowa, kg/m³,

g - przyspieszenie ziemskie, g = 9,81 m/s²

Oznaczenie gęstości objętościowej:

Tabela 1

Rodzaj skały	węgiel		anhydryt
Numer próbki	1	2	3	4
m - masa próbki skalnej bez parafiny, g,	6,96	3,91	25,58	29,53
mp - masa oparafinowanej próbki skalnej, g,	8,07	4,57	26,17	30,84
mpw - masa próbki oparafinowanej i zanurzonej w wodzie, g,	1,6	0,8	16,4	18,82
Vpp - objętość próbki powleczonej parafiną, cm^3,	6,48	3,77	9,78	12,03
Vp - objętość parafiny, cm^3,	1,194	0,710	0,634	1,409
ρ - gęstość objętościowa próbki skalnej, g/cm^3, kg/m^3	1317,45	1276,07	2797,04	2779,70
γ - ciężar objętościowy próbki skalnej, kN/m^3,	12924,20	12518,24	27439,00	27268,90
γśr - średni ciężar objętościowy dla danego rodzaju skały, kN/m^3,	12721,22		27353,95

Wilgotność skał zwięzłych wyznaczamy ze wzoru:

gdzie :

W - wilgotność próbki skalnej , %

m_w - masa próbki wilgotnej ,g

m_{s -} masa próbki wysuszonej, g

m_{t -} masa parowniczki, g

m_wt - masa parowniczki z próbka wilgotną, g

m_st - masa parowniczki z próbką suchą, g

Oznaczenie wilgotności:

Tabela 2

Rodzaj skały	piaskowiec		wapień
Numer parowniczki	1	2	3	4
mt - masa parowniczki, g	53,66	50,36	84,27	81,08
mwt - masa parowniczki z próbka wilgotną, g	221,76	250,71	128,39	217,46
Ważenia kontrolne: 1 2 3	219,27 219,32 219,27	248,34 248,07 248,03	126,73 126,65 126,64	214,51 214,29 214,27
mst - masa parowniczki z próbką suchą, g	219,27	248,03	126,64	214,27
W - wilgotność próbki skalnej , %	1,50	1,36	4,13	2,40
Wśr - średnia wilgotność dla danego rodzaju skał , %	1,43		3,26

Wnioski:

Skały dzielimy na :

- osadowe (wapień)

- magmowe (bazalt)

- metamorficzne-przeobrażone(marmur),

W związku z powyższym podziałem (klasyfikacją) skały osadowe, magmowe i metamorficzne różnią się między sobą właściwościami fizycznymi (gęstością: objętościową, właściwą, ciężarem właściwym i wilgotnością).

Na podstawie przeprowadzonego ćwiczenia określamy gęstość objętościową i procentową zawartość wody w próbkach skalnych.

Analizując otrzymane wyniki wnioskuję iż gęstość objętościowa skał (w tym przypadku węgiel i anhydryt) rośnie wraz ze wzrostem masy skały w stosunku do objętości.

Obie badane skały różnią się miedzy sobą strukturą i przede wszystkim genezą. Z danych zawartych w tabeli nr 1 próbki skalne węgla zanurzone w wodzie posiadają dużo mniejszą masę niż próbki anhydrytu. Gęstość objętościowa anhydrytu jest dwa razy większa niż węgla.

Na procentową zawartość wody w skale wpływa jej porowatość co ma związek z genezą skał. Skały magmowe mają najmniejszą porowatość w związku z czym procentowa zawartość wody jest znacznie mniejsza niż w skałach osadowych.

Analizując wyniki z tabeli 2 widać że wapień (pochodzenia osadowego - organicznego) ma procentowo większą zawartość wody niż piaskowiec (pochodzenia osadowego-okruchowego). Piaskowiec zawiera mniej porów otwartych niż wapień stąd zawartość wody w wapieniach jest 2 razy większa.

5

---