1. Zagęszczenie

Stopniem zagęszczenia I_D nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu. Wyznacza się go tylko dla gruntów sypkich i zależy od składy granulometrycznego gruntu, porowatości, kształtu ziaren i innych czynników. Stopień zagęszczenia gruntu luźno usypanego wynosi 0, a maksymalnie zagęszczonego – 1.

$$I_{D} = \frac{e_{\max} - e}{e_{\max} - e_{\min}}$$

Gdzie e_max – wskaźnik porowatości gruntu luźno usypanego

e – wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym

e_min – wskaźnik porowatości gruntu maksymalnie zagęszczonego

1. Badanie metodą cylindra

Badanie polega na oznaczeniu wskaźnika porowatości gruntu luźno usypanego i maksymalnie zagęszczonego

• pobiera się w próbkę o objętości co najmniej 600cm³ i suszy w temp. 105-110 st. C

• Wysuszony piasek przesiewa się przez sito 5mm

• wyznaczenie objętości wewnętrznej cylindra V – zmierzenie wysokości – h i wewnętrznej średnicy – d za pomocą suwmiarki i zważenie go

• przesiany piasek wsypuje się do cylindra za pomocą lejka po czym po napełnieniu go wyrównuje się powierzchnię gruntu nożem i waży całość

• na powierzchni gruntu ustawia się tłok i zagęszcza grunt, uderzając widełkami wibracyjnymi o ścianki naczynia,

• po 30 sekundach mierzy się za pomocą suwmiarki zagłębienie tłoka, po czym kontynuuje się zagęszczanie, czynność tą powtarza się kilka razy

• grunt jest maksymalnie zagęszczony jeżeli trzy kolejne pomiary zagłębienia tłoka nie wykazują zmian

• oblicza się objętość gruntu zagęszczonego korzystając ze wzoru:

$$V = \frac{\pi d^{2}}{4} \times h$$

Gdzie h -zmniejszenie wysokości próbki po zagęszczeniu obliczane z sumy pomierzonej głębokości zanurzenia tłoka w cylindrze oraz grubości tłoka [cm]

Wyniki oblicza się korzystając ze wzorów:

e- jak dla stanu naturalnego

$\rho_{\text{d\ min}} = \frac{m_{\text{st}} - m_{t}}{V}$ $\rho_{\text{d\ max}} = \frac{m_{\text{st}} - m_{t}}{V - V}$

$e_{\max} = \frac{\rho_{s} - \rho_{\text{d\ min}}}{\rho_{\text{d\ min}}}$ $e_{\min} = \frac{\rho_{s} - \rho_{\text{d\ max}}}{\rho_{\text{d\ max}}}$

Gdzie: m_st – masa cylindra z gruntem

m_t – masa cylindra

V – objętość cylindra

$$\text{\ \ \ \ \ \ I}_{D} = \frac{e_{\max} - e}{e_{\max} - e_{\min}}$$

1. Wskaźnik zagęszczenia I_s

Wskaźnik zagęszczenia IS jest to stosunek gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d do maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu ρ_{d max} , wyznaczonej w badaniu Proctora.

$$I_{S} = \ \frac{\rho_{d}}{\rho_{\text{d\ max}}}$$

1. Badanie maksymalnej gęstości objętościowej ρ_{d max} w aparacie Proctora

• ważymy i mierzymy pusty cylinder m_t

• wsypujemy do cylindra pierwszą warstwę badanego gruntu, po czym zagęszczamy go ubijając młotem 25 razy i nacinamy wierzchnią warstwę gruntu nożem

• podobnie postępujemy z drugą warstwą gruntu

• na szczyt cylindra nakładamy nakładkę i wsypujemy trzecią warstwę gruntu, po czym zagęszczamy ją ubijając młotem

• zdejmujemy nakładkę i wyrównujemy nożem poziom gruntu z brzegiem cylindra

• ważymy cylinder wraz z gruntem m_mt

• z cylindra pobieramy próbkę do zbadania wilgotności (określamy wartości: m – masa pustej parowniczki, m_m – masa parowniczki z wilgotnym gruntem, m_s – masa parowniczki z gruntem wysuszonym w temperaturze 105-110 st. C)

• Wyznaczone wartości podstawiamy do kolejnych wzorów

$$\rho = \frac{m_{\text{mt}} - m_{t}}{V}$$

$$W = \frac{m_{m} - m_{s}}{m_{s} - m} \times 100\%$$

$$\rho_{d} = \frac{100\rho}{w + 100}$$

• w ten sposób otrzymaliśmy jeden punkt na wykresie, teraz należy powtórzyć wszystkie wyżej wymienione czynności 6 razy dla różnych wilgotności i mając komplet punktów nanieść je na wykres. Mając gotowy wykres można odczytać z niego poszukiwany parametr ρ_{d max} . Wilgotność dla której wykres osiągnął swoje maksimum to wilgotność optymalna W_op

1. Cechy fizyczne podstawowe i pochodne