1. Cel doświadczenia
Celem dzisiejszego doświadczenia będzie wyznaczenie podstawowych cech fizycznych gruntu – wilgotność naturalną, gęstość objętościową i właściwą. Cechy te wyznacza się na podstawie badań laboratoryjnych. Znajomość tych wartości pozwala nam policzyć pozostałe pochodne cechy fizyczne (np. porowatość, stopień zagęszczenia) oraz określić część właściwości mechanicznych.
2. Wstęp teoretyczny
I. Wilgotność naturalna gruntu określa stosunek masy wody w próbce o NNS lub NW do masy jej szkieletu gruntowego. Wielkość ta zwykle podawana jest w [%]. Do zbadania tej cechy będziemy potrzebować następujących sprzętów: parowniczki, wagi technicznej, suszarki oraz eksykatora.
II. Gęstość objętościowa gruntu określa stosunek masy całkowitej próbki o NNS do jej całkowitej objętości. Wielkość tą będziemy badać metodą cylindra. Jednostką gęstości objętościowej jest g/cm^3. Do wykonania badania będziemy potrzebować: cylindra, wagi technicznej, noża oraz suwmiarki.
III. Gęstość właściwa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do objętości wszystkich ziaren i cząsteczek szkieletu gruntowego. Wyrażamy ją w g/cm^3. Badanie wykonamy metodą piknometru do której będziemy potrzebować: piknometru, wagi technicznej, pipety oraz suszarki.
3. Przebieg badania
I. Badanie wilgotności naturalnej zaczęliśmy od zważenia 2 parowniczek(mt=). Następnie do naczynek nałożyliśmy próbkę gruntu do badania i całość zważyliśmy(mmt=). Później próbki wstawiliśmy do suszarki i czekaliśmy 24h do pełnego wysuszenia. Po wyjęciu z suszarki poczekaliśmy, aż próbki ostygną i ponownie je zważyliśmy (mst=).
II. Badanie gęstości objętościowej rozpoczęliśmy od zmierzenia i zważenia cylindra (mt=, h=, d=). Następnie dwukrotnie ściśle wypełniliśmy cylinder próbką gruntu jednocześnie okrajając nożem część gruntu, który wystawał ponad górną krawędź cylindra. Tak wypełniony cylinder zważyliśmy(mmt1=, mmt2=)
III. Badanie gęstości szkieletu gruntowego zaczęliśmy od zważenia piknometru(mt=). Następnie do naczynia wsypaliśmy próbkę gruntu suchego i całość ponownie zważyliśmy(mg=). Piknometr z gruntem zalaliśmy wodą do 2/3 objętości. Całość wielokrotnie energicznie mieszaliśmy i potrząsaliśmy, aby usunąć pęcherzyki powietrza z próbki gruntu. Następnie uzupełniliśmy wodę do kreski na szyjce piknometru i całość zważyliśmy (mwg=). Na końcu wycechowaliśmy piknometr – zważyliśmy naczynie wypełnione wodą, aż do kreski (mwt=).
4. Wyniki i obserwacje
I. Wilgotność naturalną wyliczyliśmy jako średnią arytmetyczną wilgotności naturalnych wyznaczonych ze
wzoru ……………..
II. Objętość cylindra obliczyliśmy z zależności……….
Gęstość objętościową wyznaczyliśmy jako średnią arytmetyczną gęstości objętościowych wyznaczonych ze
wzoru …………..
III. Gęstość właściwą szkieletu gruntowego wyznaczyliśmy ze wzoru …………….
5. Wnioski
I. Badanie I należało by powtórzyć, ponieważ różnica wn1 i wn2 jest większa niż 5%wn. Błąd mógł być spowodowany tym, że jedna z próbek była ponad dwukrotnie większa wagowo, przez co suszenie się większej z nich mogło nie być kompletne podczas gdy ta mniejsza była już kompletnie wysuszona. Wnioskując z otrzymanych wyników, po ponownym przeprowadzeniu doświadczenia wn powinna wyjść w granicach 6-8%.
II. Badanie II można uznać za pomyślne, ponieważ wynik wyszedł taki jak się spodziewaliśmy oraz różnica pomiędzy otrzymanymi wynikami jest mniejsza niż 0,02 g/cm^3.
III. Badanie III również można uznać za udane, ponieważ otrzymany wynik nie różni się więcej niż o 0,02 g/cm^3 od wyników podanych w skrypcie, ponadto wynik wskazuje na grunt – piasek, co odpowiadałoby obserwacjom makroskopowym gruntu.