1.OCENA JAKOŚCI GRUNTÓW Z EPOKI HOLOCENU POD WZGLĘDEM ICH PRZYDATNOŚCI DO POSADOWIENIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH

Znajomość okresu czy epoki, w których powstał dany grunt ma duże znaczenie przy ocenie jego wartości technicznej. Grunty starsze stanowią lepsze podłoże budowlane. Holocen- ocieplenie klimatu.

• Lessy w stanie suchym są zwartym gruntem i mają dużą wytrzymałość – są dobrym podłożem budowlanym. Zmoczony pod fundamentami less wykazuje duże osiadanie, gdyż spoiwo łączące ziarna zostaje rozpuszczone.

• Piaski wydmowe występujące w dolinach dużych rzek, jeżeli są zabezpieczone przed wymyciem przez wodę mogą stanowić podłoże fundamentów.

• Osady rzeczne, zastoiskowe i jeziorne – niekorzystne

• Mady rzeczne – niekorzystne

• Deluwia – korzystne

• Wietrzeliny stokowe -

• Wydmy – zróżnicowane

2. OCENA JAKOŚCI GRUNTÓW Z EPOKI PLEJSTOCENU POD WZGLĘDEM ICH PRZYDATNOŚCI DO POSADOWIENIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH.

Plejstocen to okres lodowcowy

• Moreny: czołowe, boczne i denne, żwiry - dobre warunki do fundamentowania i korzystne parametry geotechniczne.

• Grunty piaszczysto-żwirowe słabo zagęszczone bardzo często stwarzają trudności przy fundamentowaniu

• Grunty pylaste, piaszczyste i czasami organiczne (gytie, torfy) nasycone wodą. Parametry geotechniczne są bardzo niejednorodne i niskie, a warunki fundamentowania niekorzystne.

• Gliny zwałowe są przeważnie w stanie półzwartym i twardoplastycznym. Są często przewarstwione soczewkami nawodnionych piasków, co może stanowić trudności w czasie wykonywania wykopów.

• Utwory fluwioglacjalne są przeważnie zagęszczone i stanowią dobre podłoże budowlane.

• Iły warwowe są utworami ściśliwymi, bardzo wrażliwymi na działanie wody i przemarzanie, sprawiają dużo kłopotów w wykonawstwie robót fundamentowych.

• Gliny zwałowe – zróżnicowane, zazwyczaj dobre

• Zwały głazikowe – korzystne

• Rzeczno lodowcowe piaski, pospółki i otoczaki – niekorzystne

• Zastoiskowe iły warwowe – niekorzystne

• Gliny – zróżnicowane

• pyły piaski pylaste – niekorzystne

• Gytie i torfy – niekorzystne-

• Eoliczne lessy różnych frakcji.

3. WPŁYW MECHANIZMU POWSTAWANIA LODOWCÓW W EPOCE PLEJSTOCENU NA BUDOWĘ GEOLOGICZNĄ TERENU POLSKI.

W okresach ochłodzenia klimatu lodowce kilkakrotnie pokrywały teren Polski. Wynikiem tych działań jest pokrycie osadami polodowcowymi około 85% powierzchni naszego kraju.

W wyniku działania lodowców podłoże zostało skonsolidowane (zagęszczone), pofałdowane i czasami wypiętrzone. Nieskonsolidowane są osady usypane przez ostatni lodowiec oraz te z dawniej osadzonych, które w okresie przejścia lodowca były zamarznięte. Lodowce topniejąc osadzały zawarte w nich masy skalne takie jak: głazy narzutowe, gliny zwałowe, porwaki iłów, piaski i żwiry. Osady akumulacji reprezentują: gliny morenowe, bruki morenowe, osady fluwioglacjalne i zastoiskowe.

4. CHARAKTERYSTYKA INŻYNIERSKO-GEOLOGICZNA JEDNOSTEK GEOMORFOLOGICZNYCH POWSTAŁYCH W WYNIKU DZIAŁALNOŚCI LODOWCÓW (MORENY CZOŁOWE, DENNE, KEMY, OZY, SANDRY).

Morena czołowa – rodzaj moreny powstającej wzdłuż czoła lodowca lub lądolodu w czasie stagnacji w okresie jego etapowego zaniku. Zbudowana jest z gliny zwałowej, bloków, głazów, ma ona charakter wału, wzgórza lub ciągu wzgórz, powstającego w wyniku akumulacji materiału skalnego transportowanego przez lodowiec.

Morena denna – rodzaj moreny, której materiał skalny, pochodzący z niszczenia (zdzierania) podłoża i materiału wytopionego z lodowca, transportowany jest przez lodowiec w jego dolnej części. Po stopnieniu lodowca następuje odsłonięcie moreny dennej w postaci lekko falistych równin. Jest to forma powstała wskutek działania procesów budujących (akumulacja lodowcowa).

Kemy - formy terenu w obszarach młodoglacjalnych, powstające w trakcie wycofywania się lądolodu z terenów nizinnych, na skutek osadzania w szczelinach topniejącego lodowca materiału przynoszonego przez potoki roztopowe. Kemy mają kształt grzęd, wałów lub pagórów zbudowanych z warstwowanych piasków, żwirków lub mułków.

Ozy - formy terenu w obszarach młodoglacjalnych, powstające w szczelinach i kanałach lądolodu w jego strefie czołowej dzięki akumulacji materiału (piaski i żwiry) niesionego przez wody lodowcowe.
Ozy tworzą wydłużone, kręte wały. Przebieg oz odpowiada w ogólnych zarysach kierunkowi przesuwania się lodowca.

Sandr – rozległy, bardzo płaski stożek napływowy zbudowany ze żwirów i piasków osadzonych i wypłukanych przez wody pochodzące z topnienia lądolodu. Powstaje podczas regresji lub postoju lądolodu na jego przedpolu. Sandry zbudowane są z materiału piaszczystego i żwirowego ułożonego warstwami, jedna nad drugą.

5. GRUNTY LESSOWE.

Less:

• Pylasta skała osadowa pochodzenia eolicznego (wynik działalności akumulacyjnej wiatru).

• Dominuje w nim frakcja pyłowa (0,002-0,05 mm) złożona przede wszystkim z kwarcu z domieszką skaleni, węglanów, rzadziej innych minerałów.

• Zróżnicowanie wielkości ziaren w skałach jest bardzo małe, jest to więc skała dobrze wysortowana. Zazwyczaj bezstrukturalna, dość porowata. Barwa przeważnie żółtawoszara.

• Skłonny do osiadania pod wpływem zawilgocenia względnie dodatkowego obciążenia.

• W stanie suchym wykazuje skłonności do pękania i tworzenia pionowych obrywisk, które zanikają, gdy less jest wilgotny i nasycony wodą.

• Do czynienia z lessami właściwymi mamy wówczas gdy frakcja 0,05-0,02 mm stanowi powyżej 50% analizowanej próby.

6. WPŁYW POWIERZCHNI WŁAŚCIWEJ CZĄSTEK GRUNTU NA WŁAŚCIWOŚCI I ZJAWISKA FIZYKOCHEMICZNE.

Powierzchnia graniczna jest to powierzchnia styku cząstki z otaczającą ją wodą lub powietrzem. Powierzchnia właściwa jest to stosunek powierzchni granicznej i objętości (czasem masy) cząstek.

• W układach o małym rozdrobnieniu i niewielkiej powierzchni właściwej zjawiska fizykochemiczne nie mają istotnego znaczenia.

• W układach o dużym rozdrobnieniu powierzchnia właściwa rośnie i z jej wzrostem zwiększa się aktywność fizykochemiczna cząstki. Układy o dużym rozdrobnieniu zawierają minerały iłowe. Jeśli znajdują się one w podłożu budowli mogą być przyczyną różnorodnych zjawisk nie zawsze korzystnych dla konstrukcji. Może wystąpić tu: konsolidacja, osiadanie, pęcznienie, pełzanie, osuwiska itp.

7. SKŁAD MINERALOGICZNY GRUNTÓW NIESPOISTYCH I SPOISTYCH.

Niespoiste: Podstawowym składnikiem gruntów niespoistych są ziarna kwarcu lub skaleni, mechanicznie rozdrobnione.

Spoiste: Materiał przeobrażony gruntów spoistych jest chemicznie aktywny. Minerałami, ułożonymi (malejąco) według stopnia aktywności chemicznej, wskazującej na trwanie w nich procesów chemicznych są: montmorylonity, illity, kaolinity.

8. SIŁY DZIAŁAJĄCE POMIĘDZY CZĄSTKAMI GRUNTU.

Pomiędzy cząstkami gruntu istnieją dwa rodzaje sił wewnętrznych: siły odpychające (elektryczne) i siły przyciągające (van der Waalsa). Ponieważ każda cząsteczka gruntowa obdarzona jest ładunkiem ujemnym , to będą się one odpychały. Oprócz sił odpychających pomiędzy zbliżającymi się cząstkami działa siła przyciągania, siła wiązania wtórnego.

Na większych odległościach siły odpychania są większe od sił przyciągania. Cząsteczki gruntowe są na ogół odpychane. Przy bardzo dużym zbliżeniu są przyciągane i mogą się połączyć ze sobą trwale.

Na cząstkę gruntową mogą działać też siły zewnętrzne: siły ciężkości, obciążenia, siły kapilarne itp.

9. PROCES KOLMATACJI GRUNTÓW.

Metodą wykorzystującą zdolność adsorpcji gruntów jest kolmatacja gruntów. Przez proces kolmatacji rozumie się wypełnianie pustek ciała porowatego bardziej drobnymi cząstkami osadzonymi prądem cieczy w wyniku, czego zmniejsza się zdolność filtracji danego ciała porowatego.

10. WŁAŚCIWOŚCI TIKSOTROPOWE GRUNTÓW.

Przez pojęcie tiksotropii lub zjawisk tiksotropowych rozumie się zdolność pewnych układów koloidalnych do rozrzedzenia (uplastycznienia gruntu, a nawet jego upłynnienia) pod wpływem działania mechanicznego (mieszanie, wstrząsanie, wibracja, działanie ultradźwięków i tp.) a następnie powrót do poprzedniego stanu, w którym ośrodek wykazuje cechy ciała stałego, gdy działanie mechaniczne ustanie. Takie przejścia odwracalne zachodzą dość często w gruntach piaszczystych – koloidalnych bez zmiany ich wilgotności i temperatury.

Zmniejszenie nośności tych gruntów pod działaniem obciążeń dynamicznych ma miejsce w wyniku naruszenia struktury naturalnej gruntu i może przejawiać się w jego rozrzedzeniu i utracie wytrzymałości.

Zjawisko tiksotropii można zaobserwować na budowach, gdy pod wpływem wibracji powod owanych przez gąsienice spycharek lub koparek grunt się upłynnia. Wzmocnienie tiksotropowe, występujące po ustaniu działania obciążeń dynamicznych na grunt, spowodowane jest tworzeniem nowych wiązań strukturalnych, zwiększeniem ich ilości i siły.

11. WSKAŹNIKI WG EUROKODU OPISUJĄCE KSZTAŁT KRZYWEJ UZIARNIENIA, ICH WYZNACZANIE I NORMOWE PARAMETRY CHARAKTERYSTYKI UZIARNIENIA.

Kształt krzywej uziarnienia opisują wskaźniki: krzywizny (C_c) i różnoziarnistości (C_u).

$$C_{c} = \frac{{d_{30}}^{2}}{d_{10} \bullet d_{60}}$$

$$C_{u} = \frac{d_{60}}{d_{10}}$$

Średnica dx – jest to średnica zastępcza ziarna (cząstki), od którego jest w badanej

próbce x % cząstek mniejszych (wagowo)

Charakterystyka krzywej uziarnienia gruntu	Cu	Cc
wielofrakcyjny	>15	1÷3
kilkufrakcyjny	6÷15	<1
jednofrakcyjny	<6	<1
źle uziarniony	przeważnie wysoki	różny (przeważnie <0,5)

12. ORIENTACYJNE WYMIARY CZĄSTEK FRAKCJI GRUNTU, WG EUROKODU.

13. ZAWARTOŚCI FRAKCJI W RODZAJACH GRUNTU, NAZWY GRUNTÓW, WG ZAŁĄCZNIKA KRAJOWEGO DO EUROKODU

14. PRZYDATNOŚĆ GRUNTÓW ANTROPOGENICZNYCH W BUDOWNICTWIE

Pod nazwą grunty antropogeniczne należy rozumieć grunty powstałe w wyniku działalności gospodarczej i bytowania człowieka, czyli odpady stałe związane z działalnością człowieka oraz grunty naturalne przemieszczone i ponownie zdeponowane. Występują na obszarach aglomeracji miejskich, szlaków komunikacyjnych, składowisk odpadów i zwałowisk nadkładu.

Grunty te możemy podzielić na 3 grupy:

1. Nasypy- grunty powstałe na skutek urabiania, transportu i powtórnego zdeponowania materiału skalnego, np.: grunty zwałowisk kopalń odkrywkowych, hałdy górnicze, nasypy drogowe, obwałowania.

2. Grunty powstałe jako odpady technologiczne z produkcji przemysłowych. Bardzo zróżnicowane pod względem właściwości chemicznych, fizycznych i wytrzymałościowych, np.: odpady masowe, popioły z energetyki.

3. Grunty stanowiące odpady bytowe, rolnicze, budowlane, np.: odpady komunalne, osady z oczyszczalni ścieków, gruz budowlany.

Użycie tych gruntów jako podłoże budowlane:

Można użyć tylko gruntów z grupy I i II oraz gruz budowlany. Należy przeprowadzić badania, które umożliwią obliczenie nośności i osiadania według II stanu granicznego wg normy. Rozważamy tutaj obiekty lekkie, o odpowiednio wzmocnionych fundamentach. Uwzględniamy zanieczyszczenie chemiczne, wydzielając strefy skażeń wg stężeń, określając możliwość zabudowy i ewentualne kierunki utylizacji. Hałdowe odpady kopalniane posiadają ogólnie dobre właściwości geotechniczne. Parametry wytrzymałościowe są korzystne, zapewniając odpowiednią stateczność budowli. Niestety ługowanie zanieczyszczeń z odpadów kopalnianych powoduje obniżenie jakości wód gruntowych.

Użycie tych gruntów jako materiał konstrukcyjny:

Do nasypów kolejowych i drogowych, zapór o niewielkim spiętrzeniu, obwałowań składowisk mokrych oraz wałów przeciwpowodziowych stosujemy grunty z grupy I i II. Z racji na duży wachlarz zastosowań gruntów antropogenicznych badania są bardzo zróżnicowane, sprawdzamy parametry zagęszczalności, uwzględniamy przemiany geochemiczne gruntów wbudowanych, stopień agresywności w stosunku do konstrukcji betonowych i stalowych.

15. RODZAJE GRUNTÓW ORGANICZNYCH.

• Grunty próchnicze, H - grunty nieskaliste, w których zawartość części organicznych ( I_om>2%) jest wynikiem wegetacji roślinnej oraz obecności mikroflory i mikrofauny.

• Namuły, Nm - grunty powstałe na skutek osadzenia się substancji mineralnych i organicznych w środowisku wodnym, rozróżnia się:

1. Namuły piaszczyste, Nmp, mające właściwości gruntu niespoistego,

2. Namuły gliniaste, Nmg, odpowiadające gruntom spoistym,

• Gytie, Gy - namuły z zawartością węglanu wapnia >5%, który może wiązać szkielet gruntu, nadając mu charakter gruntu skalistego o niskiej zawartości Rc,

• Torfy T - grunty powstałe z obumarłych i podlegających stopniowej karbonizacji części roślin; torfy cechuje n ogół wartość I_om>30%,

• Węgle brunatne WB i kamienne WK - grunty skaliste, powstałe na skutek silnej karbonizacji substancji roślinnych.

16. GRUNTY ZAPADOWE, WG NORMY KRAJOWEJ.

Grunt zapadowy to grunt o strukturze nietrwałej ulegającej zmianie pod wpływem zawilgocenia, bez zmiany działającego obciążenia, spełniający warunek i_mp>0,02. Kryterium orientacyjnym dla naturalnych gruntów zapadowych są warunki:

1. Sr ≤0,6

2. $\frac{e_{l} - e_{n}}{1 + e_{n}} \leq 0,1$

Wszystkie grunty zalegające poniżej zwierciadła wód gruntowych, z uwzględnieniem zmian jego położenia, uważa się za grunty o strukturze trwałej, tzn. za grunty niezapadowe.

17. CELE, DLA KTÓRYCH KLASYFIKUJEMY GRUNTY. PARAMETRY ODPOWIADAJĄCE POSZCZEGÓLNYM KLASYFIKACJOM.

Cel klasyfikacji: grunt jest materiałem budowlanym danym przez naturę. Dokładne rozpoznanie jego właściwości wpływa na właściwą pracę całej konstrukcji. Opisowi podlega szereg cech gruntu, które w efekcie pozwalają na wstępną ocenę zachowania tego gruntu jako elementu podłoża budowli.

Parametry (kryteria klasyfikacyjne):

• Skaliste: stopień spękania i cechy fizyczno-mechaniczne

• Nieskaliste mineralne: uziarnienie i pochodzenie

• Nieskaliste organiczne: zawartość części organicznych

18. ADAPTACJA WZORU STOKESA DO ANALIZY AREOMETRYCZNEJ.

Analizy sedymentacyjne (spośród nich najwcześniej stosowana jest metoda areometryczna) służą do badania składu granulometrycznego gruntów spoistych. Polegają one na rozfrakcjonowaniu gruntu w środowisku wodnym, w postaci zawiesiny o niewielkiej koncentracji. Podstawę fizyczną tych metod stanowi wzór Stokesa dotyczący siły oporu lepkości jaki napotyka cząstka kulista o średnicy d=2r w czasie swobodnego opadania ze stałą prędkością V w cieczy lepkiej (np. w wodzie).

Na kulkę działa wówczas następujący układ sił znajdujących się w równowadze:

Wychodząc z równania równowagi sił działających na kulkę możemy wyznaczyć prędkość z jaką następuje opadanie kulki.

19. PROCENTOWE ZAWARTOŚCI POSZCZEGÓLNYCH FRAKCJI SKŁADOWYCH GRUNTU OKREŚLONYCH PRZY POMOCY ANALIZY PIPETOWEJ.

Oznaczenia:

• m_s1- masa oddzielonych cząstek o wymiarach większych od d_a,max

• m_s0-masa cząstek o wymiarach mniejszych lub równych od d_{a, max}

20. ZASADY POBIERANIA PRÓBEK GRUNTU DO BADAŃ LABORATORYJNYCH.

Programując zakres badań laboratoryjnych pobieramy w specjalny sposób odpowiednie próbki gruntu. Podstawowe rodzaje próbek oznaczamy i definiujemy następująco:

• NU – próbka o naturalnym uziarnieniu. Próbka gruntu pobrana i transportowana w sposób zapewniający rzeczywisty skład szkieletu gruntowego.

• NW – próbka o naturalnej wilgotności. Próbka spełniająca wymagania dla próbki NU i dodatkowo zabezpieczona przed wysychaniem bądź zawilgoceniem.

• NNS – próbka o naturalnej nienaruszonej strukturze. Próbka pobierana i transportowana w sposób zabezpieczający przed odkształceniem, zmianą wilgotności i zamarzaniem. Próbki przechowywane są w cylindrach, które po odłączeniu od świdra zamykane są pokrywami nakręcanymi lub osłonami gumowymi. Próbki gruntów spoistych pobieranych z wykopów w postaci bloków zabezpieczone są folią i układane w dopasowanych skrzynkach.

21. PODSTAWOWE PARAMETRY CHARAKTERYZUJĄCE FIZYCZNE WŁASNOŚCI GRUNTU, PODSTAWOWE ZALEŻNOŚCI.

Cechy fizyczne gruntów dzielą się na podstawowe (wyznaczanie na podstawie badań laboratoryjnych) i pochodne (wyznaczane na podstawie cech podstawowych).

Podstawowymi cechami gruntów są:

• gęstość właściwa szkieletu gruntowego – stosunek masy suchego szkieletu gruntowego do jego objętości (bez porów)

$$\rho_{s} = \frac{m_{s}}{V_{s}} \Rightarrow \rho_{s} = \rho_{s} = \frac{{(m}_{g} - m_{t}){\bullet \rho}_{w}}{m_{\text{wt}} + {(m}_{g} - m_{t}) + m_{\text{wgt}}}$$

Gęstość właściwą szkieletu gruntowego wyznacza się przy pomocy piknometru, wykorzystując próbkę NU (przebieg i oznaczenia w następnym pytaniu).

• gęstość objętościowa gruntu – stosunek masy próbki gruntu do jej objętości (z porami)

$$\rho = \frac{m_{m}}{V} \Rightarrow \rho = \frac{m_{\text{mt}}{- m}_{t}}{V_{p}}\backslash n$$

Gęstość objętościową gruntu wyznacza się za pomocą pierścienia (też: metodą ważenia hydrostatycznego, metodą rtęciową)

• wilgotność gruntu – stosunek masy wody w porach gruntu do masy szkieletu gruntowego (wyrażony w %)

$w = \frac{100 \bullet m_{w}}{m_{s}} \Rightarrow w = \frac{{100 \bullet (m}_{m}{- m}_{s})}{m_{s}}$

wilgotność naturalna gruntu w_n - wilgotność gruntu w stanie naturalnym. Wartości w_n dla poszczególnych gruntów: grunty gruboziarniste (3 – 23 %), grunty drobnoziarniste (niespoiste) (3 – 28%), grunty drobnoziarniste (spoiste) (5 – 50%), grunty próchnicze (5 – 40%), namuły (20 – 150%), torfy (25 – 1500%).

Do cech pochodnych należą:

• gęstość objętościowa szkieletu gruntowego $\rho_{d} = \frac{m_{S}}{V} \Rightarrow \rho = \frac{m_{\text{mt}}{- m}_{t}}{V_{p}}$

• porowatość gruntu $n = \frac{V_{p}}{V} = \frac{\rho_{s}{- \rho}_{d}}{\rho_{s}} = (1 - n) \bullet \rho_{s}$

• wskaźnik porowatości gruntu $e = \frac{V_{p}}{V_{s}} = \frac{n}{1 - n} = \frac{\rho_{s}{- \rho}_{d}}{\rho_{d}}$

• stopień wilgotności gruntu $S_{r} = \frac{V_{w}}{V_{p}} = \frac{{w \bullet \rho}_{s}}{100 \bullet e \bullet \rho_{w}} = \frac{w}{w_{r}}$

• gęstość objętościowa gruntu nawodnionego (S_r=1) ρ_Sr = 1 = (1−n) • ρ_s + n • ρ_w

• stopień zagęszczenia gruntów niespoistych $I_{D} = \frac{V_{\max} - V}{V_{\max} - V_{\min}} = \frac{\rho_{d,max}}{\rho_{d}} \bullet \frac{\rho_{d} - \rho_{d,min}}{\rho_{d,max} - \rho_{d,min}}$

• granica płynności w_L – wyznaczamy za pomocą aparatu Casagrande’a

• granica plastyczności w_p – wyznaczamy poprzez wałeczkowanie

• granica skurczalności $w_{s} = \frac{100 \bullet \rho_{w} \bullet e}{\rho_{s}}$

• wskaźnik plastyczności I_P = w_L − w_P

• aktywność koloidalna $A = \frac{I_{P}}{{f'}_{i}}$ f′_i – zawartość fr.iłowej

• stopień plastyczności $I_{L} = \frac{w_{n} - w_{P}}{I_{P}} = \frac{w_{n} - w_{P}}{w_{L} - w_{P}}$

• stopień konsystencji $I_{C} = \frac{w_{L} - w}{I_{P}} = \frac{w_{L} - w}{w_{L} - w_{P}} = 1 - I_{L}$

• wskaźnik zagęszczenia $I_{s} = \frac{\rho_{d}}{\rho_{\text{ds}}}$

22. WYZNACZANIE FIZYCZNYCH PARAMETRÓW GRUNTU.

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego:

W laboratorium ρ_s wyznacza się najczęściej przy użyciu piknometru, czyli kolby szklanej z zaznaczoną na szyjce kreską. Przebieg oznaczenia:

1. Ważymy pusty, suchy i czysty piknometr (m_t)

2. Wsypujemy do piknometru wysuszony grunt o NU, (grunt spoisty po

3. wysuszeniu należy dokładnie rozdrobnić w moździerzu) i ważymy (m_g)

4. Dolewamy wody do 2/3 objętości, gotujemy przez 0,5 godziny (dla odpowietrzenia) i,
   po ostudzeniu oraz dopełnieniu wodą do kreski, ważymy (m_wgt)

5. Po opróżnieniu piknometru, nalewamy wody do kreski i ważymy (m_wt)

6.   $\rho_{s} = \frac{{(m}_{g} - m_{t}){\bullet \rho}_{w}}{m_{\text{wt}} + {(m}_{g} - m_{t}) + m_{\text{wgt}}}$

Gęstość objętościowa gruntu: 

W laboratorium stosuje się metodę pierścienia, metody rtęciowe, czy metodę parafinowanej próbki,
zaś w terenie wykorzystuje się objętościomierze piaskowe, wodne itd. Dla gruntów sypkich stosuje się
również oznaczenie gęstości metodami izotopowymi.

Metoda pierścienia tnącego. Jest to stalowy pierścień o objętości 10 – 50 cm3, którego jedna krawędź jest zaostrzona (1), umieszczony w obudowie (2).

1. Sam pierścień należy zważyć (m_p) oraz pomierzyć jego średnicę wewnętrzną i wysokość dla ustalenia objętości (V_p).

2. Pierścień ustawiamy zaostrzoną krawędzią na wyrównanej powierzchni próbki gruntu spoistego i równomiernie wciskamy.

3. Po wypełnieniu gruntem ścina się jego nadmiar z obu stron pierścienia, prowadząc zawsze nóż od środka ku krawędziom pierścienia.

4. Po oczyszczeniu powierzchni zewnętrznej waży się pierścień z gruntem (m_pg).

Gęstość objętościową oblicza się ze wzoru: $\rho = \frac{m_{m}}{V} \Rightarrow \rho = \frac{m_{\text{pg}}{- m}_{p}}{V_{p}}$

Badanie wykonuje się dwukrotnie. Ostateczna wartość gęstości objętościowej jest średnią z tych dwu badań, gdy spełniony jest warunek: |ρ₁ – ρ₂| < 0,02 g/cm3. Jeżeli tak nie jest, wykonuje się dwie dodatkowe próby
i wtedy wynik ostateczny jest średnią z 3 najmniej różniących się wyników.

Gęstość objętościową gruntów sypkich oznacza się analogicznie jak pierścieniem, tylko stosuje cylinder cienkościenny o objętości 500 - 1000 cm3. Do oznaczenia naturalnej gęstości objętościowej należy zawsze stosować próbki NNS.

Wilgotność gruntu

Do oznaczenia wilgotności w laboratorium stosuje się metodę „suszarkową” – przebieg w skrócie:

1. Ważymy dwa puste naczynka (parowniczki)(m_t)

2. Do naczynek wkładamy fragmenty próbki gruntu o wilgotności naturalnej NW, o masie zależnej od rodzaju gruntu (dla spoistych ok. 30-50 g),
   i ważymy (m_mt)

3. Naczynka z próbką wstawiamy do suszarki i w temperaturze 105 - 110ºC ważymy (ciągle susząc) do „stałej masy”, czyli tak długo, aż masa przestanie się zmniejszać, i ważymy (m_st)

Wilgotności obliczamy ze wzoru: $w = \frac{m_{w}}{m_{s}} = \frac{m_{\text{mt}} - m_{\text{st}}}{m_{\text{st}} - m_{t}}$ i obliczamy ich wartość średnią.
Wartość średnia jest wynikiem badania, jeżeli jest spełniony warunek: |w₁ – w₂| < 0,05· w_Śr. W procesie suszenia zostaje odparowana woda wolna, zawarta w porach gruntu. Nadal pozostaje w gruncie woda silnie związana z powierzchnią cząstek i zawarta w strukturze minerałów budujących szkielet.

23. TEMPERATURA SUSZENIA PRÓBEK GRUNTU.

Naczynka z próbką gruntu do oznaczenia wilgotności suszymy w suszarce w temperaturze 105 - 110ºC.

24. METODY BADAŃ POLOWYCH DLA OKREŚLENIA STANU GRUNTÓW.

Badania polowe dla określenia stanu gruntów.

1. wykopy badawcze w strefie przypowierzchniowej oraz doły próbne w naturalnych odkrywkach lub wykopach fundamentowych

2. wiercenia badawcze w celu rozpoznania warunków gruntowo-wodnych w podłożu na większych głębokościach,

3. sondowania polegające na zagłębianiu w gruncie za pomocą wbijania, wciskania lub wkręcania odpowiednio wyprofilowanych końcówek (sonda stożkowa, cylindryczna, dynamiczna, wkręcana, krzyżakowa)

4. wyrobiska wielkowymiarowe: szyby tunelowe pionowe i sztolnie poziome lub ukośne, w celu badania in situ głębszych warstw podłoża,

5. Próbne obciążenia gruntu na różnych głębokościach, na dnie wykopu lub poniżej dna otworu wiertniczego

6. Badania presjometryczne polegające na wprowadzeniu w odpowiednio wykonane otwory wiertnicze rozszerzalnej sondy gumowej (presjometru), za pomocą której wymusza się radialne odkształcenia gruntu przy zwiększanym ciśnieniu kontaktowym.

7. badanie geofizyczne (elektrooporowe, sejsmiczne, radioizotopowe),

8. badania hydrogeologiczne,

9. ogólne badania doraźne (makroskopowe)

10. badania dylatometrem (płaskim, cylindrycznym sprężystym)

25. ROZPOZNANIE WŁASNOŚCI GRUNTU ZA POMOCĄ SONDOWANIA.

Wraz z postępem technologicznym w budowie i konstruowaniu sprzętu do rozpoznawania własności gruntu za pomocą sondowania metoda ta staje się podstawową metodą badania gruntu dla celów budownictwa. Warunkiem właściwej interpretacji wyników sondowania jest znajomość rodzaju gruntu w poszczególnych warstwach dlatego badaniem towarzyszącym sondowaniu są wiercenia badawcze.

Istotą sondowania jest rozpoznanie oporu jaki powstaje w gruncie przy zagłębianiu odpowiednio wyprofilowanej końcówki. W zależności od rodzaju urządzenia końcówka może być:

- wciskana lub wkręcana (sondowanie statyczne)

- wbijana (sondowanie dynamiczne).

W czasie sondowania przeprowadza się ciągłe lub strefowe pomiary wielkości porównawczych, wskazanych w charakterystyce atestacyjnej sondy. Na tej podstawie uwzględnia się odpowiednie zależności korelacyjne, określa się stan gruntu, a przy niektórych typach sond, również i inne parametry geotechniczne.

Wskaźniki stanu gruntu, stopień zagęszczenia I_D lub stopień plastyczności I_L, wyznacza się na podstawie zależności korelacyjnych stanowiących charakterystykę atestacyjną sondy.