Politechnika Krakowska

Wydział Inżynierii Lądowej

Sprawozdanie

Badanie edometryczne gruntu

Autorzy:

Kamil Sroka

Kamil Muszyński

Paweł Milas

Norbert Ćwik

Przemysław Miodoński

Grupa 9

Rok akademicki 2010/11

Data 06.06.2011

1. Celem badania jest określenie ściśliwości gruntu.

2. Oznaczenia wilgotności początkowej w₀ próbki gruntu.

m_t = 91, 6g

m_wt = 99g

m_st = 96, 8g

Wilgotność początkowa:

$$w_{0} = \frac{m_{\text{wt}} - m_{\text{st}}}{m_{\text{st}} - m_{t}} 100\% = 42,3\%$$

1. Obliczanie zależności ściśliwości od odkształceń pionowych.

Odkształcenie pionowe:

$$\varepsilon_{\nu} = \frac{H_{0}^{'} - H_{f}}{H_{0}}$$

Gdzie:

H₀ - wysokość próbki w edometrze przed zwiększeniem naprężenia [mm]

H₀^′ - wysokość początkowa próbki przed zwiększeniem naprężenia [mm]

 H_f - wysokość próbki w edometrze po zwiększeniu naprężenia [mm]

1. Konsolidacja pierwotna:

• obciążenie 12,5kPa:

$\varepsilon_{\nu 1} = \frac{20 - 18,9}{20} = 0,055$

• obciążenie 25kPa:

$\varepsilon_{\nu 2} = \frac{20 - 18,665}{18,9} = 0,071$

• obciążenie 50kPa:

$\varepsilon_{\nu 3} = \frac{20 - 18,305}{18,665} = 0,091$

• obciążenie 100kPa:

$\varepsilon_{\nu 4} = \frac{20 - 17,75}{18,305} = 0,123$

• obciążenie 200kPa:

$\varepsilon_{\nu 5} = \frac{20 - 17,46}{17,75} = 0,143$

• obciążenie 400kPa:

$\varepsilon_{\nu 6} = \frac{20 - 17,25}{17,46} = 0,158$

1. Konsolidacja wtórna (rekonsolidacja):

• obciążenie 25kPa:

$\varepsilon_{\nu 1} = \frac{17,43 - 17,425}{17,43} = 0,0003$

• obciążenie 50kPa:

$\varepsilon_{\nu 2} = \frac{17,43 - 17,39}{17,425} = 0,0023$

• obciążenie 100kPa:

$\varepsilon_{\nu 3} = \frac{17,43 - 17,305}{17,39} = 0,0072$

• obciążenie 200kPa:

$\varepsilon_{\nu 4} = \frac{17,43 - 17,255}{17,305} = 0,0101$

1. Wyznaczenie modułu edometrycznego.

$$E_{\text{oed}} = \frac{\delta{\sigma'}_{v}}{\delta\varepsilon_{v}}$$

Gdzie:

δσ_ν^′ - przyrost naprężeń [kPa]

δε_ν - względne odkształcenie próbek [mm]

1. edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej:

$$M_{\text{oi}} = \frac{\Delta{\delta'}_{i} H_{i}}{\Delta H_{i}} = \frac{400kPa 20mm}{20mm - 17,25mm} = 2909,091\ kPa$$

1. edometryczny moduł ściśliwości wtórnej:

$$M_{i} = \frac{\Delta\sigma_{i} H_{i}}{\Delta H_{i}} = \frac{\left( 200kPa - 12,5kPa \right) 17,43mm}{(17,43mm - 17,255mm)} = 18675kPa$$

1. Podsumowanie.

Podczas obciążania próbki gruntu obserwujemy stopniowe zmniejszenie wysokości próbki. Najbardziej jest to widoczne na początku badania – próbka luźno ułożonego gruntu, ma największą porowatość i szybko ulega ściśnięciu przy obciążeniu. Po pewnym czasie wzrost obciążenia powoduje niewielkie zmniejszenie wysokości próbki – grunt wykazuje małą ściśliwość (jest już dostatecznie zagęszczony). Przy odciążeniu obserwujemy rozluźnienie gruntu – co objawia się niewielkim wzrostem objętości (wzrostem wysokości próbki). Po ponownym obciążeniu próbki następuje powolne zagęszczenie, aż do momentu osiągnięcia poziomu po pierwszej fazie ściskania.

1. Załączniki:

1. wykres krzywych ściśliwości i odprężenia gruntu

2. wykres zależności wysokości próbki gruntu od czasu działania obciążenia

3. zależność ściśliwości od odkształceń pionowych (konsolidacja pierwotna)

4. zależność ściśliwości od odkształceń pionowych (konsolidacja wtórna)