Analiza sitowa

1. Wstęp

Analiza sitowa to doświadczenie pozwalające określić właściwości gruntu takie jak: średnica miarodajna ziarna, powierzchnia właściwa, średnica miarodajna kanalika, współczynnik filtracji, wysokość wzniosu kapilarnego.

Uzyskany wynik z badania współczynnika filtracji zostanie porównany z wynikiem z badania z użyciem aparatu Wiłuna.

Wartość współczynnika filtracji uzyskamy dzięki krzywej uziarnienia. Stąd możliwe jest wyznaczenie współczynnika filtracji metodą Hazena czy Carmana - Kozeny.

Wzór Hazena:

k₁₀ = 1, 16 *  d₁₀²

k10 - współczynnik filtracji w temp. 10ºC [cm/s],

d10 - średnica określana z krzywej uziarnienia, poniżej której masa frakcji w badanym gruncie

stanowi 10 % [mm].

Wzór Seelheima

k₁₀ = 0, 357 *  d₅₀²

gdzie:

k10 – współczynnik filtracji odniesiony do temperatury 10˚C [cm􀇜s-1],

d50 - średnica określana z krzywej uziarnienia – średnica, poniżej której masa frakcji w

badanym gruncie stanowi 50 % [mm].

Wzór Carmana-Kozeny

$$k = \frac{\rho*g*n^{3}}{5*n*s^{2}}$$

gdzie:

k – współczynnik filtracji [cm*s⁻¹],

ρ - gęstość wody (1 ,0 g*cm-3),

g - przyśpieszenie ziemskie (981 cm*s-2),

n – współczynnik porowatości [-],

ƞ - dynamiczny współczynnik wody (dla 10º C ƞ = 74,2 10⁻³ N*m⁻¹=74,2g*s⁻²

s – powierzchnia właściwa [cm-1],

dm – średnica miarodajna gruntu [cm].

1. Poszczególne kroki doświadczenia

- odważenie 500g gruntu,

- ustawienie sit na wstrząsarce,

- wstrząsanie próbki w aparacie przez 10 minut,

- ważenie gruntu pozostałego na danym sicie,

- obliczenia, wykonanie wykresu.

3. Przebieg doświadczenia

a) dane wstępne

m= 501,46g

m= masa gruntu użytego w doświadczeniu

Użyte sita (wielkość oczek w sicie):

1 – 2,0mm

2 – 1,0mm

3 – 0,5mm

4 – 0,25mm

5 – 0,12mm

6 – 0,06mm

b) wyniki analizy sitowej

Procentowa zawartość wagowa poszczególnych frakcji

$$\frac{m_{i}^{*}}{m}*100\%$$

Masa frakcji po poprawce (m_i^*)

$$m_{i}^{*} = m_{i} + \frac{m - \sum_{i = 1}^{N}m_{i}^{*}}{\sum_{i = 1}^{N}m_{i}^{*}}$$

Średnice poszczególnych frakcji	Wielkość oczek sita	Masa frakcji pozostałej na sicie mi	Masa frakcji pozostałej na sicie po poprawce mi^*	Procentowa zawartość wagowa poszczególnych frakcji	Zawartość cząstek o średnicy większej	Zawartość cząstek o średnicy mniejszej
mm	mm	g	g	%	%	%
				0.00	0.00	100.00
>2,00	2,00	6,09	5,69	1,13	1,13	98,87
2,00-1,00	1,00	16,02	14,98	2,99	4,12	95,88
1,00-0,5	0,5	392,47	366,92	73,18	77,3	22,7
0,5-0,25	0,25	85,70	80,12	15,98	93,28	6,72
0,25-0,12	0,12	25,71	24,04	4,8	98,08	1,92
0,12-0,06	0,06	10,40	9,72	1,92	100	0
<0,06		0	0	0	100	0
Suma [g]		536,39		100
Masa całego gruntu użytego w doświadczeniu [g]	501,46		Różnica między masami [g]	34,93
Masa gruntu otrzymanego po przeprowadzeniu doświadczenia [g]	536,39