Wydział Górnictwa i Geoinżynierii	Gębusia Łukasz Gniewek Michał	2011/2012	16.11.2011
Ćwiczenie nr.3	Oznaczenie konsystencji gruntów spoistych	Ocena:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest określenie następujących parametrów:

- wilgotność naturalna,

- granica płynności,

- granica plastyczności,

- stopień plastyczności oraz stan gruntu,

- wskaźnik plastyczności oraz spoistość gruntu.

2. Wstęp teoretyczny i tok przeprowadzenia ćwiczenia:

Grunty spoiste w stanie naturalnym występują w trzech konsystencjach: zwartej, plastycznej i płynnej. W obrębie konsystencji wyróżnia się stany gruntów: zwarty, półzwarty, twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny i płynny.

Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami są określane jako granice konsystencji zwane również granicami Atterberga.

Między stanem zwartym i półzwartym znajduje się granica skurczalności w_S i jest to wilgotność w procentach, przy której pomimo dalszego suszenia próbka gruntu nie zmniejsza swojej objętości i zmienia barwę na powierzchni na jaśniejszą.

Pomiędzy stanem półzwartym i stanem twardoplastycznym znajduje się granica plastyczności w_P i określa się ją wilgotność [%], jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka, rozwarstwia się lub rozsypuje po osiągnięciu średnicy 3 mm.

Granica płynności w_L występuje między stanem miękkoplastycznym i płynnym. Wyznacza ją wilgotność [%] pasty gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande’a, w której bruzda wykonana rylcem zejdzie się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy 25 uderzeniu miseczki o podstawę aparatu.

Część pierwsza

Oznaczenie wilgotności naturalnej gruntu W_n.

Wilgotność naturalna gruntu spoistego jest to stosunek masy wody zawartej w porach gruntu w stanie naturalnym do masy próbki wysuszonej.

Część druga

W części drugiej dokonałem pięciu pomiarów gruntu o różnej wilgotności za pomocą aparatu Casagrande’a. Aparat ten składa się z miseczki podnoszonej napędem elektrycznym na wysokość 10 mm ponad podkładkę z twardej gumy. Do owej miseczki nakładaliśmy pastę gruntową ( tzn. grunt o konsystencji miękkoplastycznej ). W tymże gruncie wykonywaliśmy znormalizowaną bruzdę ( za pomocą rylca ) o szerokości górnej równej 10 mm a dolnej 2 mm. Po umieszczeniu miseczki w aparacie załączeniu jego silnika i dokonywałem pomiarów uderzeń aż do momentu gdy bruzda zlała się na długość około 10 mm i wysokość 1mm. Dany grunt umieściłem w parowniczce i pozostawiłem na ok. 20 godzin w suszarce ( w celu określenia wilgotności tej próbki ).

Następnie do pozostałej części gruntu dolewałem nieco wody w celu zmiany jego parametrów i postępowaliśmy w analogiczny sposób.

Część trzecia

W części tej z określonej próbki gruntu o konsystencji plastycznej wykonywałem kulki o średnicy około 8 mm, z których to następnie wykonywałem na dłoni wałeczki o średnicy 3mm. Dokonywałem następnie kolejnych wałeczkowań aż do momentu, gdy na wałeczkach widoczne były wyraźne pęknięcia i wałeczki pękały pod swym ciężarem przy podnoszeniu za jeden koniec.

Tak sporządzone wałeczki umieszczałem w parowniczce aż do momentu uzbierania około 7 gram gruntu. Parowniczkę podobnie jak w części pierwszej umieściłem w suszarce na około 20 godzin w celu wyznaczenia wilgotności, która to jest wyznacznikiem granicy plastyczności.

3. Wzory:

Wzór na wilgotność naturalną:

, gdzie

M_w – naturalna, masowa zawartość wody w skale,

M_d – masa suchej próbki

Wzór na stopień wilgotności:

, gdzie

W_n – wilgotność naturalna [%],

W_p – granica plastyczności [%],

W_L – granica plastyczności [%].

Wzór na wskaźnik plastyczności:

, gdzie

W_p – granica plastyczności [%],

W_L – granica plastyczności [%].

4. Wnioski:

Na podstawie doświadczeń, jakie przeprowadziłem jestem w stanie stwierdzić gdzie znajduje się granica plastyczności: 17,16%, granica płynności: 64,45% i jaka jest wilgotność naturalna gruntu: 60,58%, w moim przypadku - iłu. Obliczamy także stopień plastyczności: 0,91 i wskaźnik plastyczności: 47,29%.

Po wyznaczeniu tych parametrów możemy określić konsystencję gruntu, posługując się przy tym odpowiednimi normami. W moim przypadku to konsystencja miękkoplastyczna.

Badaną skałę określiliśmy jako ił bardzo spoisty.