Imię i nazwisko Gębusia Łukasz Gawlik Michał	Wydział Górnictwa i Geoinżynierii	Budownictwo	Grupa 2
Temat ćwiczenia Analiza granulometryczna	Data 02.11.2011r	Ocena

1. Wprowadzenie:

Do określenia rodzaju gruntu poprzez analizę sitową należy zaopatrzyć się w następujące przyrządy:

• komplet sit o wymiarach boków oczek: 40, 25, 10, 5, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.10 i 0.071 lub 0.063 mm wg normy PN-80/M-94008;

• wstrząsarkę;

• suszarkę z termostatem, umożliwiającą utrzymanie stałej temperatury 105⁰÷110⁰C;

• wagę laboratoryjną o dokładności ważenia 0.01g.

Część pobranej do analizy próbki gruntu nie powinna zawierać ziaren większych niż 40mm. Jeżeli takie występują – należy je odsiać. Następnie próbkę suszy się do stałej masy w temperaturze 105⁰÷110⁰C. Masa ta w zależności od tekstury skały powinna wynosić:

• dla piasku drobnego – 200g÷250g;

• dla piasku średniego – 250g÷500g;

• dla piasku grubego, pospółki i żwiru – 500g÷5000g.

Do badania przygotowujemy dwie próbki. Masę próbek przeznaczonych do analizy należy tak dobierać, aby masa pojedynczego największego ziarna (d<40mm) nie przekraczała 5% ogólnej masy suchej próbki.

Próbki przeznaczone do oznaczania należy ważyć z dokładnością nie mniejszą niż 0.1%.

W przypadku dostrzeżenia, że cząstki gruntu się zlepiają, należy je przemyć, by oddzielić cząstki pyłowe i iłowe. Oddzielanie należy wykonać przez rozcieranie gruntu w naczyniu z wodą i zlewanie powstającej zawiesiny na sito o najdrobniejszych oczkach. Osad z sita należy spłukiwać do parownicy i całość wykonywać tak długo, aż spływająca z sita woda będzie klarowna.

Czyste i suche sita należy ustawić w ten sposób, aby najwyżej znalazło się sito o największym wymiarze oczek tj. 25mm, pod nim sita o kolejno coraz mniejszych oczkach, a najniżej sito o najmniejszym wymiarze oczek, tj. 0.063mm. Każde sito powinno być osadzone w sztywnej ramce, zabezpieczającej je przed odkształceniem podczas przesiewania, a ramki kolejnych sit powinny ściśle wchodzić jedna w drugą. Pod sitem dolnym należy umieścić płaskie naczynie do zbierania przesiewu, po czym należy na sito górne wsypać badaną próbkę gruntu i przykryć je szczelnym wieczkiem. Jeśli badana próbka nie zawiera dostrzegalnych ziaren o średnicy powyżej 5mm, można pominąć stosowanie sit o wymiarach oczek 25mm i 10mm.

Tak przygotowany zestaw sit należy umieścić na wstrząsarce, zamocować na uchwytach i na 5 minut uruchomić wstrząsarkę. Po upływie tego czasu należy wyłączyć wstrząsarkę i sprawdzić stopień rozdzielania frakcji. W tym celu należy wyjąć z uchwytów wstrząsarki sito o najmniejszych oczkach i nad położonym pod nie arkuszem papieru dalej przesiewać wstrząsając sito ręcznie przez co najmniej 1 minutę.

Jeżeli po zakończeniu przesiewania ręcznego na arkuszu znajdą się cząstki badanego gruntu, należy je przenieść pędzelkiem do naczynia z przesiewem i ponowić przesiewanie za pomocą wstrząsarki całego zestawu sit przez co najmniej 3 min.

Po zakończeniu przesiewania pozostałości skały z poszczególnych sit należy zważyć z dokładnością nie mniejszą niż 0.1% w stosunku do masy próbki (czyli np. dla masy próbki 250g z dokładnością do 0.25g).

Zawartość poszczególnych frakcji Z_i należy obliczać wg wzoru:

gdzie:

m_i – masa frakcji gruntu pozostałego na sicie, g;

m_s – masa szkieletu gruntowego, g.

Różnica pomiędzy masa szkieletu gruntowego m_s a sumą mas wszystkich frakcji nie powinna przekraczać 0.5% wartości m_s. Do obliczania wyników powstałą różnicę należy rozdzielić proporcjonalnie do otrzymanych mas na wszystkie frakcje. Wyniki analizy sitowej należy nanieść na wykres (rys.1) i aproksymować linią o monotonicznej krzywiźnie.

Po wykreśleniu krzywej uziarnienia gruntu odczytuje się zawartość poszczególnych frakcji (wg średnic zastępczych) i następnie posługując się trójkątem Fereta (rys.2) określa się nazwę gruntu.

Nazwę tą należy określić następująco: uzyskaną zawartość frakcji należy odłożyć na odpowiednim boku trójkąta i poprowadzić z tego punktu linię równoległą do linii zerowej dla danej frakcji w kierunku środka trójkąta. Linie wyprowadzone ze wszystkich trzech boków trójkąta, charakteryzujące trzy frakcje danego gruntu muszą się przeciąć w jednym punkcie wewnątrz trójkąta. Punkt ten znajdujący się w określonej części trójkąta, wyznacza rodzaj i nazwę badanego gruntu.

2. Ćwiczenie:

I próba:
wielkosc oczka [mm]	Waga sita [g]	Waga sita po przesianiu [g]	Waga skały [g]	Zawartość frakcji [%]	Zawartosc frakcji danej lub mniejszej [%]
10	271,6	281,13	9,53	1,19	100,00
5	278,3	524,3	246,00	30,74	98,81
2	274,2	342,02	67,82	8,48	68,07
1	271,9	320,2	48,30	6,04	59,59
0,5	256,7	499	242,30	30,28	53,55
0,25	255,7	430,1	174,40	21,80	23,27
0,1	241,4	252,7	11,30	1,41	1,48
0,063	233,2	233,73	0,53	0,07	0,07
Suma:	2083,0	2883,18	800,18	100,00

II próba:
wielkosc oczka	Waga sita [g]	Waga sita po przesianiu [g]	Waga skały [g]	Zawartość frakcji [%]	Zawartosc frakcji danej lub mniejszej [%]
10	271,6	283,35	11,75	1,48	100,00
5	278,3	528,6	250,30	31,48	98,52
2	274,2	330,5	56,30	7,08	67,04
1	271,9	307,2	35,30	4,44	59,96
0,5	256,7	638,5	381,80	48,02	55,52
0,25	255,7	309,89	54,19	6,82	7,50
0,1	241,4	246,53	5,13	0,65	0,69
0,063	233,2	233,55	0,35	0,04	0,04
Suma:	2083,0	2878,12	795,12	100,00

3. Wnioski:

W tabelach z wynikami pominięte zostały sita o oczkach 40 i 25 m ze względu na brak ziaren tej wielkości w szkielecie ziarnowym.

Z wykresów możemy odczytać zawartość frakcji:

1. próba:

Symbol frakcji	Zawartość [%]
fk	0
fż	31
fp	69
fπ	0
fi	0
fp’	100
fπ’	0
fi’	0

1. próba:

Symbol frakcji	Zawartość [%]
fk	0
fż	32
fp	68
fπ	0
fi	0
fp’	100
fπ’	0
fi’	0

Ponieważ obie próby dały bardzo podobne wyniki, dalsze obliczenia będą uwzględniały uśrednione wartości dla całego ćwiczenia. Z wykresów uziarnienia odczytaliśmy średnice:

d₁₀=0,11mm

d₃₀=0,12mm

d₆₀=1mm

Wyliczamy wskaźnik różnoziarnistości:

U=9,1

Wyliczamy wskaźnik krzywizny uziarnienia:

C=0,13

W wyniku przeprowadzenia odczytu z trójkąta Fereta dla obu próbek, otrzymujemy nazwę gruntu. W obydwu przypadkach jest to piasek (100% frakcji piaskowej zredukowanej).

Metodą makroskopową badany grunt określamy jako piasek gruboziarnisty.