POLITECHNIKA ŁÓDŹKA

KATEDRA GEOTECHNIKI

I BUDOWLI INŻYNIERSKICH

ĆWICZENIE 2

Oznaczenie gęstości objętościowej gruntu ρ oraz gęstości właściwej szkieletu gruntowego ρ_s . Badanie uziarnienia gruntów

Michał Palus Środa 10.00 – 12.00

Adrian Orziński Data wyk. ćwicz.: 20.03.13

Kamil Świniarski Data odd. spr.: 10.04.13

Makalele Mbenza

Definicje oznaczanych parametrów:

• Gęstość objętościowa gruntu – jest to stosunek masy próbki gruntu do jej objętości, łącznie z porami:
  

• Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego - jest to stosunek masy suchego szkieletu gruntowego do jego objętości bez porów:

  

• Frakcją uziarnienia - nazywamy zbiór ziarn lub cząstek zawartych w określonych granicach pod względem rozmiaru.

1. Podstawy teoretyczne

   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.

1. Opis wykonywanych czynność

   1. Metoda sitowa

      - 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

   2. Metoda pierścienia tnącego

      - 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

   3. Metoda piknometryczna

      - 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

   4. Na przygotowanych próbkach przeprowadziliśmy badanie makroskopowe

2. Obliczenia

   1. Metoda sitowa (uziarnienie)

Masa naczynia: 7,50g	Masa nacz. Z suchym gruntem: 389,82	Zawartość poszczególnych frakcji [%]
Masa próbki: Ms=382,32g
Masa pozostałości na sitach mi [g]:
# 2mm	52,76-7,50=45,26	11,84
# 1mm	21,63-7,50=14,13	3,70
# 0,5mm	54,66-7,50=47,16	12,34
# 0,25mm	138,52-7,50=131,02	34,28
# 0,10mm	131,48-7,50=123,98	32,44
# 0,063mm	21,60-7,50=14,10	3,69
<0,063mm	14,03-7,50=6,53	1,71
	ms = Σmi = 382,18	Σ Zi = 100

Kryterium normowe analizy sitowej jest spełnione.

Wskaźnik różnoziarnistości

Średnice zastępcze d₆₀ i d₁₀ odczytaliśmy z krzywej uziarnienia.

1. Wskaźnik krzywizny uziarnienia

   

   Średnice zastępcze d₆₀,d₃₀ i d₁₀ odczytaliśmy z krzywej uziarnienia.

Metoda pierścienia tnącego (gęstość objętościowa)

Masa pierścienia mp=29,47g
Średnica wewnętrzna pierścienia (pomiary w 3 różnych miejscach)
d1=25,12mm
Wysokość pierścienia (j.w.)
h1=19,34mm
Masa pierścienia z gruntem
mpg1=48,77g

Kryterium dokładności: - normowe kryterium spełnione.

Metoda piknometryczna (gęstość szkieletu gruntowego)

Masa piknometru	mt=32,31g
Masa piknometru z gruntem	mg=36,94g
Masa piknometru z gruntem i wodą	mwg=84,91g
Masa piknometru z wodą	mwt=81,92g
Temperatura badania	t=24,9 °C
Gęstość wody	ρw=0,99706 [g/cm^3]

1. Badanie makroskopowe

   1. Grunt spoisty (gęstość objętościowa)

   • Próba rozcinania – widoczny połysk, próbka błyszczy

   • Wałeczkowanie – daje się wielokrotnie wałeczkowa – duża plastyczność

   • Wytrzymałość- grunt nie daję się rozdrobnić - duża

   • Dylatacja – podczas przerzucania nie wytrąca się woda

   • Konsystencja - daję się formować, podczas ściskania w pięści nie wychodzi między palcami - plastyczna

   • Nazwa i symbol gruntu – Ił Cl

   • Barwa – brunatno-szara

   • Wilgotność – zostawia ślad na kartce → wilgotny

   • Zawartość CaCO₃ brak reakcji → <1%

   1. Grunt sypki (gęstość właściwa szkieletu)

• Zawartość ziaren frakcji piaskowej (z wykorzystaniem lupy Brinella) – φ>2mm: <50% ; φ>0,63mm: <50% ; φ>0,20mm: >50%

• Nazwa i symbol gruntu – Piasek średni ze żwirem drobnym fgrMSa

• Barwa – brązowo-żółta

• Wilgotność – kurzy się przy przesypywaniu → suchy

• Zawartość CaCO₃ – krótkotrwale burzy – wapnisty (+)

  4.4.3. Określenie rodzaju (nazwy) gruntu wg PN-EN ISO-14688

1. Grunty drobnoziarnisty (spoisty) – grunt scharakteryzowaliśmy jako Ił (Cl)

2. Grunt gruboziarnisty (sypki) – grunt scharakteryzowaliśmy jako Piasek średni ze żwirem drobnym (fgrMSa)

Wnioski

Wszystkie kryteria normowe zostały spełnione. Z obliczonych wskaźników różnoziarnistości i krzywizny można wywnioskować, że badany grunt sypki nie nadaje się do zastosowania jako materiał do budowy nasypów.