,budownictwo ziemne, ocena stanu zagęszczenia gruntu w nasypie według stopnia zagęszczenia

Ocena stanu zagęszczenia gruntu w nasypie według stopnia zagęszczenia I_D

Stopień zagęszczenia (I_D).

Stopniem zagęszczenia I_D nazywamy stosunek zagęszczenia istniejącego w naturze do największego możliwego zagęszczenia badanej próbki gruntu. Stopień ten obliczamy ze wzoru:

w którym: e, e_max, e_min - wartości wskaźnika porowatości przy naturalnej, maksymalnej i minimalnej gęstości objętościowej gruntu.

Podział gruntów drobnoziarnistych niespoistych ze względu na zagęszczenie:

- stan luźny - ln 0 < I_D ≤0,33,

- średnio zagęszczony - szg 0,33 < I_D <0,67,

- zagęszczony - zg 0,67 < I_D < 0,8,

- bardzo zagęszczony - bzg I_D > 0,8.

Zmodyfikowany stopień zagęszczenia (I_DM).

Zmodyfikowany stopień zagęszczenia (I_DM) określony jest wzorem:

Do określenia stopnia zagęszczenia danego gruntu jest potrzebna znajomość wskaźnika: porowatości naturalnej, minimalnej oraz maksymalnej. Oznaczając wskaźnik porowatości naturalnej określa się uprzednio gęstość objętościową oraz wilgotność naturalną danego gruntu, następnie oblicza się gęstość objętościową szkieletu gruntowego i wreszcie wskaźnik porowatości naturalnej.

Wskaźnik porowatości maksymalnej uzyskuje się przez możliwie najluźniejsze ułożenie badanego gruntu, wsypując go przez lejek, do cylindra. W tym celu lejek ustawia się początkowo na dnie cylindra i wsypuje do niego wysuszony do stałej masy grunt. W miarę napełniania lejek unosi się stopniowo do góry. Nadmiar gruntu zdejmuje się delikatnie za pomocą noża równo z krawędziami cylindra, a następnie waży się cylinder wraz z gruntem. Gęstość objętościową luźno usypanego szkieletu gruntowego oblicza się ze wzroru:

gdzie m_s- masa szkieletu gruntowego

V- objętość cylindra

m_st- masa cylindra z gruntem

m_t- masa cylindra

Wskaźnik porowatości maksymalnej oblicza się ze wzoru:

Wskaźnik porowatości minimalnej uzyskuje się przez największe zagęszczenie, jakie można uzyskać dla danego gruntu przez wibrację w sposób znormalizowany. W tym celu grunt wsypuje się do cylindra w sposób opisany przy oznaczaniu e_max i po włożeniu na wierzch tłoczka wibruje się przez początkowo lekkie i wolne a następnie silne i szybkie uderzenia widełkami o ścianę cylindra w przeciągu jednej minuty. Po każdorazowym jednominutowym zawibrowywaniu dokonuje się pomiaru od górnej krawędzi cylindra do górnej powierzchni tłoka. Pomiar należy dokonać w trzech miejscach i obliczyć średnią. Wibrację i pomiar powtarza się tak długo, aż trzykrotne powtarzanie wibracji nie spowodują zmiany w pomiarach wysokości od górnej krawędzi cylindra do powierzchni tłoka co będzie świadczyć o tym, że grunt został maksymalnie zagęszczony.

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego po zagęszczeniu oblicza się ze wzoru: