Politechnika Wroc艂awska Wroc艂aw, 04 V 2009
Wydzia艂 Budownictwa L膮dowego i Wodnego
Instytut Geotechniki i Hydrotechniki
Zak艂ad Geomechaniki i Budownictwa Podziemnego
MECHANIKA GRUNT脫W
OZNACZENIE PODSTAWOWYCH CECH FIZYCZNYCH GRUNTU
Sprawdzaj膮cy: Dr in偶. Marek Kawa Micha艂 Nycz (162308)
Wtorek N 9:15 - 11:00
Wst臋p teoretyczny.
Celem tego 膰wiczenia by艂o okre艣lenie podstawowych i pochodnych cech fizycznych badanego gruntu. Do cech podstawowych zaliczamy: g臋sto艣膰 w艂a艣ciw膮, g臋sto艣膰 obj臋to艣ciow膮 oraz wilgotno艣膰 za艣 do cech pochodnych: g臋sto艣膰 obj臋to艣ciow膮 szkieletu gruntowego, porowato艣膰, wska藕nik porowato艣ci, stopie艅 wilgotno艣ci i wilgotno艣膰 ca艂kowit膮.
G臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa gruntu 蟻 jest to stosunek masy pr贸bki gruntu do jej obj臋to艣ci (艂膮cznie z porami)
[g/cm3]
gdzie:
mm - masa pr贸bki gruntu [g],
V - obj臋to艣膰 pr贸bki [cm3],
mmt - masa pier艣cienia z gruntem [g],
mt - masa pier艣cienia [g],
Vp - obj臋to艣膰 pier艣cienia [cm3].
Ci臋偶ar obj臋to艣ciowy 纬 jest to warto艣膰 stosowana w praktyce zamiast g臋sto艣ci obj臋to艣ciowej i wyra偶a si臋 go ilorazem g臋sto艣ci obj臋to艣ciowej oraz przy艣pieszenia ziemskiego
[kN/m3]
gdzie:
蟻 - g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa [g/cm3],
g - przy艣pieszenie ziemskie ( 9,81 [m/s2] ).
G臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu 蟻s jest to stosunek masy suchego szkieletu gruntowego do jego obj臋to艣ci (bez por贸w)
[g/cm3]
gdzie:
ms - masa szkieletu gruntowego [g],
Vs - obj臋to艣膰 szkieletu gruntowego [cm3].
Ci臋偶ar w艂a艣ciwy 纬s jest warto艣ci膮 stosowan膮 w praktyce w obliczeniach technicznych wyra偶a si臋 go ilorazem g臋sto艣ci w艂a艣ciwej oraz przy艣pieszenia ziemskiego
[kN/m3]
gdzie:
蟻s - g臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu [g/cm3],
g - przy艣pieszenie ziemskie ( 9,81 [m/s2] ).
Wilgotno艣ci膮 naturaln膮 gruntu w nazywamy stosunek masy wody zawartej w porach gruntu do masy szkieletu gruntowego, wyra偶ony w procentach
gdzie:
mw - masa wody w porach gruntu [g],
ms - masa pr贸bki gruntu wysuszonej w temperaturze 105-110潞 C [g],
mm - masa pr贸bki gruntu wilgotnego [g].
Porowato艣膰 gruntu n jest to stosunek obj臋to艣ci por贸w w danej pr贸bce gruntu do jej ca艂kowitej obj臋to艣ci (szkieletu i por贸w)
[-]
gdzie:
Vp - obj臋to艣膰 por贸w w pr贸bce [cm3],
V - obj臋to艣膰 ca艂kowita pr贸bki (szkieletu gruntowego i por贸w) [cm3],
蟻s - g臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu [g/cm3],
蟻d - g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa szkieletu gruntowego [g/cm3].
Wska藕nik porowato艣ci gruntu e jest to stosunek obj臋to艣ci por贸w w gruncie do obj臋to艣ci szkieletu gruntowego
[-]
gdzie:
Vp - obj臋to艣膰 por贸w w pr贸bce [cm3],
Vs - obj臋to艣膰 szkieletu gruntowego [cm3],
蟻s - g臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu [g/cm3],
蟻d - g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa szkieletu gruntowego [g/cm3].
G臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa szkieletu gruntowego 蟻d jest to stosunek masy szkieletu gruntowego w danej pr贸bce do jej obj臋to艣ci (razem z porami)
[g/cm3]
gdzie:
ms - masa pr贸bki gruntu wysuszonej w temperaturze 105-110潞 C [g],
V - obj臋to艣膰 pr贸bki gruntu przed wysuszeniem [cm3],
蟻 - g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa gruntu [g/cm3],
w - wilgotno艣膰 gruntu [%].
Ci臋偶ar obj臋to艣ciowy szkieletu gruntowego 纬d jest warto艣ci膮 stosowan膮 w praktyce w obliczeniach technicznych wyra偶a si臋 go ilorazem g臋sto艣ci obj臋to艣ciowej oraz przy艣pieszenia ziemskiego
[kN/m3]
gdzie:
蟻 - g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa gruntu [g/cm3],
g - przy艣pieszenie ziemskie ( 9,81 [m/s2] ),
纬 - ci臋偶ar obj臋to艣ciowy gruntu [kN/m3],
w - wilgotno艣膰 gruntu [%].
Stopie艅 wilgotno艣ci gruntu (stopie艅 zawilgocenia) Sr jest to stosunek obj臋to艣ci wody w porach gruntu do obj臋to艣ci por贸w
[-]
gdzie:
Vw - obj臋to艣膰 wody wype艂niaj膮cej pory gruntu [cm3],
Vp - obj臋to艣膰 por贸w [cm3],
w - wilgotno艣膰 gruntu [%],
蟻s - g臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu [g/cm3],
e - wska藕nik porowato艣ci gruntu [-],
蟻w - g臋sto艣膰 wody ( 1 [g/cm3] ),
wsr - wilgotno艣膰 ca艂kowita [%].
Wilgotno艣膰 ca艂kowita wyst臋puje, gdy stopie艅 wilgotno艣ci gruntu Sr=1,0, czyli gdy wszystkie pory w gruncie s膮 ca艂kowicie wype艂nione wod膮
[%]
gdzie:
e - wska藕nik porowato艣ci gruntu [-],
蟻w - g臋sto艣膰 wody ( 1 [g/cm3] ),
蟻s - g臋sto艣膰 w艂a艣ciwa gruntu [g/cm3].
Wyniki z opracowaniem.
Na podstawie pr贸by rozcierania w wodzie oraz wa艂eczkowania okre艣li艂em nazw臋, rodzaj i stan badanej pr贸bki gruntu. By艂a to glina piaszczysta w stanie 艣rednio spoistym. Z normy PN-81/B-03020 odczyta艂am g臋sto艣膰 w艂a艣ciw膮 gliny 蟻s =2,67g/cm3 .
Badanie wilgotno艣ci naturalnej polega艂o na wysuszeniu pr贸bek gruntu w suszarce w temperaturze 105-110掳C do sta艂ej masy i okre艣leniu masy pr贸bki przed suszeniem oraz po suszeniu. Otrzymane warto艣ci pos艂u偶y艂y do bezpo艣redniego okre艣lenia wilgotno艣ci gruntu wn=14,29%.
Okre艣lenie g臋sto艣ci obj臋to艣ciowej 蟻 wykona艂em metod膮 pier艣cienia tn膮cego. Nale偶a艂o zmierzy膰 艣rednic臋 i wysoko艣膰 pier艣cienia aby okre艣li膰 jego obj臋to艣膰, nast臋pnie zwa偶y膰 pier艣cie艅 przed i po na艂o偶eniu do niego badanego gruntu. Po zastosowaniu odpowiedniego wzoru otrzyma艂em szukan膮 g臋sto艣膰 obj臋to艣ciow膮 gruntu 蟻=2,102 g/cm3.
Na podstawie wyprowadzonych podstawowych cech fizycznych gruntu by艂em w stanie wyliczy膰 pochodne cechy fizyczne czyli g臋sto艣膰 obj臋to艣ciowa szkieletu gruntowego 蟻d =1,84g/cm3, porowato艣膰 n=0,31, wska藕nik porowato艣ci e=0,45, wilgotno艣膰 ca艂kowit膮 24,24% oraz stopie艅 wilgotno艣ci Sr=0,58 stan wilgotny.
Wnioski.
Badania te pozwoli艂y na okre艣lenie podstawowych i pochodnych cech fizycznych dla gliny. Jednak uzyskane wyniki znacz膮co r贸偶ni艂y si臋 od warto艣ci podanych w normie PN-81/B-03020 dla gliny aby uzyska膰 poprawne lub bardziej zbli偶one wyniki nale偶a艂oby powt贸rzy膰 badania.