Akademia Górniczo – Hutnicza

im. Stanisława Staszica w Krakowie

Analiza granulometryczna

Paweł Rafalski

Paweł Pomianek

Michał Stachera

INIG

Rok II grupa IV

1. Wstęp teoretyczny:

  Analizę granulometryczną wykonuje się w celu określenia składu granulometrycznego gruntów nieskalistych. Oznacza to wyznaczenie procentowej zawartości występujących w nich poszczególnych frakcji, które pozwalają na wykreślenie krzywej uziarnienia oraz ustalenie rodzaju i nazwy gruntu. Oznaczanie to jest podstawowe przy laboratoryjnych badaniach inżyniersko-geologicznych właściwości gruntów, pozwala na ustalenie zakresu dalszych badań.

Istnieją dwie metody, jakimi wykonuje się analizę granulometryczną:

• mechaniczna (analiza sitowa)

• metody sedymentacyjne (analiza areometryczna, pipetową in.).

Wybór metody zależy od wielkości ziaren. Jeżeli ziarna w gruncie mają wymiary większe niż 0,06mm stosujemy analizę sitową, jeżeli natomiast ziarna są mniejsze niż 0,06mm, stosuje się jedną z metod sedymentacyjnych. W przypadku, gdy ziarna są większe i mniejsze od 0,06mm (dotyczy to najczęściej różnych glin i piasków gliniastych) stosuje się kombinacje obydwu metod.

 Analiza sitowa

Analiza sitowa polega na określaniu składu granulometrycznego gruntu przez rozdzielanie poszczególnych frakcji na sitach. Dzięki tej analizie określa się skład granulometryczny gruntów sypkich (kamienistych, gruboziarnistych, drobnoziarnistych, niespoistych z wyjątkiem piasku pylastego) oraz określa się ich nazwę. Analizę sitową stosuje się również jako badanie uzupełniające przy analizach sedymentacyjnych.

Analizę sitową należy stosować jako badanie podstawowe, dla gruntów niespoistych oraz jako badanie uzupełniające, dla gruntów spoistych.

 

1. Przebieg badania

• Grunt przeznaczony do badania wysuszyć do stałej masy w temp. 105 ÷ 110 oC. Z próbki przeznaczonej do badania usunąć ziarna o średnicy powyżej 40 [mm].

• Zważyć około 1000 [g] gruntu.

• Komplet czystych i suchych sit należy zestawić w ten sposób, aby najwyżej znalazło się sito o największym wymiarze oczek, tj. 25 [mm], a następnie kolejne sita o coraz mniejszych oczkach. Spód stanowi płaskie naczynie do zebrania pozostałości przesiewanego gruntu.

• Wsypać próbkę gruntu na sito górne, a następnie przykryć je szczelnym wieczkiem i przymocować uchwytami.

• Uruchomić wstrząsarkę na 5 minut.

• Po zakończeniu przesiewania pozostałości na poszczególnych sitach zważyć.

• Wyniki zapisać w tabeli.

 

Przyrządy:

• komplet sit

• wytrząsarka,

• waga techniczna.

 

Zawartość procentową poszczególnych frakcji (Zi) należy obliczyć według wzoru:

Z_i = (m_i / m_s) · 100%

gdzie:

• mi – masa skorygowana frakcji gruntu pozostałej na sicie [g],

• ms – masa szkieletu gruntowego (całej próbki) [g].

 

Otrzymane wyniki należy nanieść na wykres uziarnienia gruntu (rysunek poniżej), a na podstawie procentowej zawartości poszczególnych frakcji ustala się nazwę gruntu.

Podział gruntów gruboziarnistych ze względu na uziarnienie (na podstawie normy PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów oraz normy PN-88/B-0448 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu)

 

Nazwa gruntu	Symbol	Uziarnienie
Żwir	Ż	f’i ≤ 2 %
Żwir gliniasty	Żg	f’i > 2 %
Pospółka	Po	f’i ≤ 2 %
Pospółka gliniasta	Pog	f’i > 2 %

1. Obliczenia:

Masa miski: 45,2 [g]

masa gruntu: 577,3 [g]

Zawartość poszczególnych frakcji Z₁ oblicza się w procentach w stosunku do próbki wysuszonej według wzoru:

Z₁=m₁/m_s*100

L.p.	Wymiary sit [mm]	Masa danej frakcji pozostałej na sicie [g]	Frakcja	Procentowa zawartość danej frakcji [%]
1	40	-	żwirowa	0
2	25	-	żwirowa	0
3	10	7,1	żwirowa	1,23
4	2	93	żwirowa	16,2
5	1	29,2	piaskowa	5,1
6	0,5	343,5	piaskowa	60
7	0,25	70,3	piaskowa	12,2
8	0,1	22,7	piaskowa	3,95
9	0,074	0,5	piaskowa	0,09
10	0,071	6,1	piaskowa	1,1
11	0,063	6,4	piaskowa	1,1
12	0,06	2,5	piaskowa	0,43
Suma=574,2	-	Suma=100

4. Wnioski:

Zgodnie z klasyfikacją gruntów nie skalistych mineralnych (na podstawie normy PN.86/B.02480) doświadczenie przeprowadziliśmy na piasku średnim. Charakteryzuje się tym, że zawiera poniżej 10% frakcji o grubości ziaren 2mm oraz poniżej 50% ziaren o grubości 0,5mm.