SPRAWOZDANIE Z WYKONANIA ĆWICZENIA NR 1

Analiza sitowa i stopień zagęszczenia

Grupa Bu – 21a IV

Weronika Kuźnik

Grzegorz Kaniewski

Paweł Balcer

Szymon Bejenka

1. Analiza makroskopowa

Gruntem na którym przeprowadzane było oznaczanie analizy sitowa i stopień zagęszczenia był piasek średni, o szarej barwie, lekko wilgotny.

1. Analiza granulometryczna

Masa wyjściowa gruntu: m_s = 500,0 g

Masa pozostała na sicie: m_p = 497,6 g

$$\frac{m_{s} - m_{p}}{m_{s}} = \frac{500,0 - 497,6}{500,0} = 0,0048 = 0,48\% < 0,5\%$$

2,4g gruntu rozrzucono i dodano proporcjonalnie do mas pozostałych na poszczególnych sitach.

1. Stopień zagęszczenia – obliczenia (badanie nr 1)

Wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym:

ρ_s = 2,65 [g/cm³] – dla piasku średniego

w_n = 12%

ρ = 1,95 [g/cm³]

$$e_{n} = \frac{\rho_{s} - \ \rho_{d}}{\rho_{d}} = \frac{\rho_{s} - \frac{\rho}{1 + w}}{\frac{\rho}{1 + w}} = 0,6043$$

Wskaźnik porowatości przy najluźniejszym ułożeniu ziaren (e_max):

$$e_{\max} = \frac{\rho_{s} - \rho_{d_{\min}}}{{\rho_{d}}_{\min}} = \frac{2,65 - 1,6482}{1,6482} = 0,6078$$

$$\rho_{d_{\max}\text{\ \ }} = \frac{m_{s}}{V_{\max}} = \frac{814}{493,8863} = 1,6482\frac{g}{cm^{3}}$$

Wskaźnik porowatości przy najściślejszym ułożeniu ziaren

$$e_{\min} = \frac{\rho_{s} - \ \rho_{d_{\max}}}{\rho_{d_{\max}}} = \frac{2,65 - 1,9357}{1,9357} = 0,3690$$

$$\rho_{d_{\min}\text{\ \ }} = \frac{m_{s}}{V_{\min}} = \frac{814}{420,4627} = 1,9357\frac{g}{cm^{3}}$$

Stopień zagęszczenia

$$I_{D} = \frac{e_{\max} - e_{n}}{e_{\max} - e_{\min}} = \frac{0,6078 - 0,6043}{0,6078 - 0,3690} = 0,014\ $$

1. Wnioski

Badanie uziarnienia gruntu potwierdziło wnioski z analizy makroskopowej – badanym gruntem jest piasek średni. Dominującą frakcją jest piasek, który stanowi 95% zawartości ziaren. Obliczony współczynnik U=3,24 klasyfikuje ten grunt jako mało różnoziarnisty.

Otrzymany stopień zagęszczenia (Id=0,014 w pierwszym badaniu, 0,032 w drugim) jest bardzo mały – jest to grunt luźny. Naszym zdaniem jest to zdecydowanie za mało dla piasku średniego, który badaliśmy. Podejrzewamy, że błąd ten jest spowodowany niepoprawnym (zbyt wysokim) wskaźnikiem porowatości w stanie naturalnym. Zakładając, że gęstość właściwa dla piasku średniego wynosi 2,65 g/cm³, to wskaźnik ten dla poszczególnych wilgotności naturalnych i gęstości gruntu wyniesie:

en↘	⇠wn⇢
↕ ρ [g/cm^3]	0	0,02	0,04	0,06	0,08	0,1	0,12	0,14	0,16	0,18
1,55	0,71	0,74	0,78	0,81	0,85	0,88	0,91	0,95	0,98	-
1,6	0,66	0,69	0,72	0,76	0,79	0,82	0,86	0,89	0,92	0,95
1,65	0,61	0,64	0,67	0,70	0,73	0,77	0,80	0,83	0,86	0,90
1,7	0,56	0,59	0,62	0,65	0,68	0,71	0,75	0,78	0,81	0,84
1,75	0,51	0,54	0,57	0,61	0,64	0,67	0,70	0,73	0,76	0,79
1,8	0,47	0,50	0,53	0,56	0,59	0,62	0,65	0,68	0,71	0,74

Zależność stopnia zagęszczenia od różnych e_n; e_max, e_min – z naszego doświadczenia (zob. 3.):

en	ID
0,47	0,58
0,48	0,54
0,49	0,49
0,5	0,45
0,51	0,41
0,52	0,37
0,53	0,33
0,54	0,28
0,55	0,24
0,56	0,20
0,57	0,16
0,58	0,12
0,59	0,07
0,6	0,03

Aby uzyskać większy stopień zagęszczenia I_D – rzędu 0,5 , wskaźnik e_n musiał by być równy 0,49. Z wyżej położonej tabeli widać, że taki wynik otrzymamy np. dla wilgotności 2% i gęstości 1,8 g/cm³.