POLITECHNIKA ŁÓDŹKA
KATEDRA GEOTECHNIKI
I BUDOWLI INŻYNIERSKICH
ĆWICZENIE 2
Badanie uziarnienia gruntów. Oznaczenie gęstości objętościowej gruntu ρ oraz gęstości właściwej szkieletu gruntowego ρs
Edyta Kusideł
Marcin Leśniewicz Data wyk. Ćwicz.: 29.03.2010r.
Adam Rogalski Data odd. Spr. : 19.04.2010r.
$$\rho = \frac{m_{m}}{V}\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$$
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego - jest to stosunek masy suchego szkieletu gruntowego do jego objętości bez porów:
$$\rho_{s} = \frac{m_{s}}{V_{s}}\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$$
Frakcją uziarnienia - nazywamy zbiór ziarn lub cząstek zawartych w określonych granicach pod względem rozmiaru.
Do wyznaczania wyżej wymienionych parametrów stosujemy następujące metody:
Pierścienia tnącego (gęstość objętościowa gruntu)
Piknometryczna (gęstość właściwa szkieletu gruntowego)
Sitowa (uziarnienie)
Badania makroskopowe gruntów sypkich i spoistych.
- Badany grunt zważyliśmy
- Badana próbkę gruntu sypkiego wsypaliśmy na górne sito
- Wstrząsarkę przygotowaliśmy do badania mocując sita w uchwytach
- Wstrząsarkę uruchamiamy na 5 min
- Sprawdziliśmy stopień rozdzielenia frakcji tzn. wyjęliśmy sito o najmniejszych oczkach i nad podłożoną kartka białego papieru dalej wstrząsaliśmy sito ręcznie
- Zważyliśmy pozostałość gruntu na poszczególnych sitach
- Zważyliśmy i zmierzyliśmy pierścień w celu określenia jego objętości wewnętrznej
- Dostosowaliśmy wymiary próbek do obrysu zewnętrznego pierścienia
- Pierścień zagłębiamy w gruncie przy pomocy specjalnej maszyny
- Wypełniony pierścień wyjmujemy z gruntu, oczyszczamy jego zewnętrzne ściany i ważymy
- Próbę wykonujemy na dwóch próbkach tego samego gruntu
- Ważymy piknometr
- Wsypujemy próbkę gruntu do piknometru i całość ważymy
- wlewamy wodę do 2/3 objętości piknometru
- Całość zamieszaliśmy w celu usunięcia pęcherzyków powietrza
- Dopełniliśmy piknometr wodą do kreski i zważyliśmy
- Piknometr oczyszczamy i napełniamy samą wodą do kreski, następnie ważymy
- Sprawdzamy temperaturę badania i na jej podstawie określamy gęstość wody
| Masa naczynia: 7,27g | Masa nacz. Z suchym gruntem: 330,43g | Zawartość poszczególnych frakcji [%]
|
|---|---|---|
| Masa próbki: Ms=323,16g | ||
| Masa pozostałości na sitach mi [g]: | ||
| # 2mm | 12,71-7,27=5,44 | 1,69 |
| # 1mm | 15,21-7,27=7,94 | 2,46 |
| # 0,5mm | 40,77-7,27=33,5 | 10,39 |
| # 0,25mm | 117,55-7,27=110,28 | 34,2 |
| # 0,10mm | 155,60-7,27=148,33 | 45,99 |
| # 0,063mm | 20,30-7,27=13,03 | 4,04 |
| <0,063mm | 11,25-7,27=3,98 | 1,23 |
| ms = Σmi = 322,5 | Σ Zi = 100 |
$$\frac{M_{s}}{m_{s}}*100\% - 100\% = 0,2\%$$
Ponieważ różnica pomiędzy masa próbki po badaniu i suma mas pozostałości na wszystkich sitach jest mniejsza od 0,5% to badanie można uznać za prawidłowe.
$U = \frac{d_{60}}{d_{10}} = \frac{0,12}{0,008} = 15$
Średnice zastępcze d60 i d10 odczytaliśmy z krzywej uziarnienia.
$C = \frac{{d_{30}}^{2}}{d_{10}*d_{60}} = \frac{{0,035}^{2}}{0,008*0,12} = 1,28$
Średnice zastępcze d60,d30 i d10 odczytaliśmy z krzywej uziarnienia.
| Masa pierścienia mp=31,55g |
|---|
| Średnica wewnętrzna pierścienia (pomiary w 3 różnych miejscach) |
| d1=24,6mm |
| Wysokość pierścienia (j.w.) |
| h1=20,3mm |
| Masa pierścienia z gruntem |
| mpg1=49,23 |
| ρ1=$\frac{m_{pg1}}{V} = \frac{49,23}{9,65} = 5,10\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$ |
| Ρ=5,09 $\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$ |
Kryterium dokładności: 0,02$\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$→kryterium spełnione
| Masa piknometru | mt=26,68g |
|---|---|
| Masa piknometru z gruntem | mg=42,24g |
| Masa piknometru z gruntem i wodą | mwg=86,10g |
| Masa piknometru z wodą | mwt=76,44g |
| Temperatura badania | t=250C |
| Gęstość wody | ρw=0,99706 [g/cm3] |
$$\rho_{s} = \frac{m_{g} - m_{t}}{m_{\text{wt}} + \left( m_{g} - m_{t} \right) - m_{\text{wg}}}\rho_{w} = \frac{42,24 - 26,68}{76,44 + \left( 42,24 - 26,68 \right) - 86,10}0,99706$$
$$\rho_{s} = 2,63\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$$
Kryterium dokładności: 0,02$\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$ → kryterium spełnione (normowo 2,65$\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$)
Spoistość gruntu (na podstawie próby wałeczkowania) –połysk, spękania poprzeczne → zwięzło spoisty
Zawartość ziaren frakcji piaskowej – brak ziarn piasku → grupa III
Nazwa i symbol gruntu – Glina pylasta zwięzła Gπz
Stan gruntu (liczba niespękanych wałeczków) – X1=3, X2=1, X3=2
Barwa – szaro żółta
Wilgotność – bibułka jest wilgotna → wilgotny
Zawartość CaCO3 brak reakcji → <1%
Zawartość ziaren frakcji piaskowej (z wykorzystaniem lupy Brinella) – φ>2mm: <10% ; φ>0,5mm: >50% ; φ>0,25mm: brak
Nazwa i symbol gruntu – Piasek gruboziarnisty Pg
Barwa – jasno żółta
Wilgotność – kurzy się przy przesypywaniu → suchy
Zawartość CaCO3 brak reakcji → <1%
Zawartość ziaren frakcji piaskowej (z wykorzystaniem lupy Brinella) – φ>2mm: <10% ; φ>0,5mm: <50% ; φ>0,25mm: >50%
Nazwa i symbol gruntu – Piasek średnioziarnisty Ps
Barwa – jasno żółta
Wilgotność – kurzy się przy przesypywaniu → suchy
Zawartość CaCO3 słabo burzy i krótko < 20sek → 1÷3%
Badany grunt sypki nadaje się do zastosowania jako materiał do budowy nasypów.
Wszystkie kryteria poprawności w przeprowadzonych metodach są spełnione.