Politechnika Szczecińska 2.11.2007r.
Katedra Geotechniki
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z
Mechaniki gruntów
Ćwiczenie nr 3
„Granica konsystencji”
Grzegorz Puto
Rok II, grupa VIa
Analiza makroskopowa.
Próbka użyta do badania granicy konsystencji charakteryzowała się następującymi cechami:
Rodzaj gruntu Gp
Wilgotność suchy
Barwa brązowa
Stan Gruntu twardoplastyczny
Podstawy teoretyczne.
Stan gruntu spoistego określa parametr zwany stopniem plastyczności IL, obliczany według następującego wzoru:
gdzie:
IL - stopień plastyczności (liczba niemianowana),
wn - wilgotność naturalna [% lub liczba niemianowana],
wp - granica plastyczności [% lub liczba niemianowana],
wL - granica płynności [% lub liczba niemianowana].
Granica plastyczności (wp) jest to wilgotność, jaką ma grunt na granicy stanu półzwartego
i twardoplastycznego. Przy tej wilgotności wałeczek gruntu, podczas jego wałeczkowania na dłoni, pęka po osiągnięciu średnicy 3mm lub podniesiony za jeden koniec rozpada się na części.
Granicą płynności (wL) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu miękkoplastycznego
i płynnego. Przyjmuje się, że granicy płynności odpowiada wilgotność gruntu, przy której bruzda wykonana w paście gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande'a, łączy się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy 25-tym uderzeniu miseczki o podstawę aparatu,
w warunkach oznaczania określonych normą PN-88/B-04481.
Granicą skurczalności (ws) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu zwartego
i półzwartego, przy której grunt pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości
i jednocześnie zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy.
Podział gruntów na stany i konsystencje:
Konsystencja gruntu |
Stan gruntu |
Symbol |
Wartości IL i wn |
Zwarta |
Zwarty |
zw |
IL < 0 oraz wn Ł ws |
|
Półzwarty |
pzw |
IL Ł 0 oraz ws < wn Ł wL |
Plastyczna |
twardoplastyczny |
tpl |
0 < IL Ł 0,25 oraz wp < wn Ł wL |
|
Plastyczny |
pl |
0,25 < IL Ł 0,5 oraz wp < wn Ł wL |
|
miękkoplastyczny |
mpl |
0,5 < IL Ł 1,0 oraz wp < wn Ł wL |
płynna |
Płynny |
pł |
IL > 1,0 i wn > wL |
Spoistość gruntu określa parametr zwany wskaźnikiem plastyczności Ip obliczany ze wzoru:
Wskaźnik plastyczności określa plastyczne właściwości gruntu, wskazując ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny, a więc podając zakres wilgotności, w których grunt ma właściwości plastyczne.
Wskaźnik plastyczności [%] |
Spoistość (rodzaj gruntu) |
Ip Ł 1 |
niespoisty |
1 < Ip |
spoisty : |
1 < Ip Ł10 |
mało spoisty |
10 < Ip Ł 20 |
średnio spoisty |
20 < Ip Ł 30 |
zwięzło spoisty |
30 < Ip |
bardzo spoisty |
Obliczenia.
mt - masa parowniczki
mmt - masa parowniczki z próbką gruntu o wilgotności naturalnej
mst - masa parowniczki z próbką gruntu wysuszonego
mw - masa wody mw = mmt - mst
ms - masa szkieletu gruntowego ms = mst - mt
wn - wilgotność wn = mw / ms *100%
Oznaczenie wilgotności naturalnej.
Nr |
mt [g] |
mmt [g] |
mst [g] |
mw [g] |
ms [g] |
wn [%] |
E29 |
44,2 |
59,3 |
56,2 |
3,1 |
12 |
26 |
443 |
52,2 |
76,1 |
72 |
4,1 |
19,8 |
21 |
wn średnia = 23,5 % |
Oznaczenie granicy plastyczności.
Nr |
mt [g] |
mmt [g] |
mst [g] |
Wp [%] |
E34 |
48,5 |
56,6 |
55,1 |
23 |
E21 |
51,1 |
57,4 |
56,2 |
24 |
Wp średnia = 23,5 % |
Oznaczenie granicy płynności.
Nr |
mt [g] |
mmt [g] |
mst [g] |
wn [%] |
Liczba uderzeń |
A67 |
58,8 |
66,2 |
64,2 |
37 |
25 |
444 |
60,5 |
71 |
68,2 |
36 |
30 |
A62 |
47,7 |
57,7 |
55,1 |
35 |
32 |
449 |
54,5 |
64,4 |
61,8 |
35 |
24 |
52 |
62,7 |
72,6 |
69,9 |
37 |
18 |
Obliczenie stopnia plastyczności i określenie stanu gruntu.
Stan gruntu - miękkoplastyczny
Obliczenie wskaźnika plastyczności i określenie spoistości gruntu.
Spoistość gruntu - mało spoisty.
Wnioski.
Wyznaczony stan gruntu zgadza się z określonym podczas badania makroskopowego.
Badany grunt określony makroskopowo jako glina piaszczysta należy do gruntów średnio spoistych, natomiast wynik badania wskazuje na grunt mało spoisty. Błąd może wynikać
z niedokładności powstałych przy wykonywaniu badania.