2. Określenie naturalnej gęstości objętościowej – ρ_n

Cel i wymagania

Celem badania jest oznaczenie gęstości objętościowej gruntu, łącznie z zawartą w nim fazą ciekłą lub/i gazową. Próbki do badań powinny być przynajmniej 2 klasy jakości, tzn podczas pobierania próbek nie wystąpiło żadne, albo wystąpiło drobne naruszenie struktury gruntu, wilgotność i wskaźnik porowatości gruntu odpowiada wilgotności i wskaźnikowi porowatości gruntu w miejscu pobrania, a także nie wystąpiła żadna zmiana składu mineralnego próbki, w odniesieniu do warstwy, z której została dana próbka pobrana. Próbki nie powinny być zanieczyszczone przez materiał z innej warstwy, ani z substancji używanych podczas pobierania próbek.

Określenie naturalnej gęstości objętościowej – ρ_n:

Gęstość objętościowa: $\ \backslash t\rho = \frac{m_{g}}{V} = \frac{m_{\text{pg}} - m_{p}}{V_{p}}$

$$\rho_{1} = \frac{m_{pg1} - m_{p}}{V_{p}} = \frac{49,53g - 31,52g}{9,86\text{cm}^{3}} = 1,83\ \frac{g}{\text{cm}^{3}}$$

$$\rho_{2} = \frac{m_{pg2} - m_{p}}{V_{p}} = \frac{49,05g - 31,52g}{9,86\text{cm}^{3}} = 1,78\ \frac{g}{\text{cm}^{3}}$$

Ponieważ nasze pomiary (ρ₁ , ρ₂) różnią się o wartość większą niż 0,02 g/cm³ , nie możemy obliczyć średniej arytmetycznej z tych 2 pomiarów. Należałoby wykonać 2 dodatkowe pomiary gęstości objętościowej. Następnie powinniśmy odrzucić jeden, najbardziej skrajny pomiar i z pozostałych trzech policzyć średnią arytmetyczną, która będzie ostateczną wartością gęstości objętościowej.

3. Określenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego – ρ_s

Cel i wymagania

Celem badania jest określenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego. W laboratorium, parametr ten, możemy wyznaczyć dwiema metodami, przy czym wybór metody zależy od rodzaju gruntu: - metoda piknometru (dla gruntów nie zawierających soli mineralnych rozpuszczalnych w wodzie), - metoda kolby Le Chateliera (dla gruntów zawierających sole mineralne rozpuszczalne w wodzie i gruntów organicznych).

My zastosowaliśmy metodą piknometru, czyli kolby szklanej z zaznaczoną na szyjce kreską. Przed wykonaniem badania, próbka gruntu powinna być wysuszona, w przypadku gruntu spoistego również dokładnie rozdrobniona w moździerzu.

Określenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego- ρ_S

Gęstość właściwą szkieletu gruntowego wyznaczyliśmy za pomocą piknometru.

Zważyliśmy pusty, suchy i czysty piknometr (m_t). Wsypaliśmy do niego wysuszony grunt (próbka NU) i zważyliśmy (m_g).

Następnie dolaliśmy wody do 2/3 objętości i odpowietrzyliśmy próbkę, poprzez potrząsanie piknometrem. Zgodnie z wymaganiami normy powinniśmy odpowietrzyć próbkę poprzez gotowanie, przez pół godziny. Po upływie tego czasu, powinniśmy ostudzić piknometr z próbką.

Kolejno dopełniliśmy piknometr wodą do kreski i zważyliśmy (m_wg).

Po opróżnieniu piknometru, nalaliśmy samej wody do kreski i zważyliśmy (m_wt). Zmierzyliśmy temperaturę w jakiej wody i odczytaliśmy z tablic odpowiadającą jej gęstość wody.

Masa piknometru: m_t = 32,62 g

Masa piknometru z gruntem: m_g = 42,26 g

Masa piknometru z gruntem i wodą: m_wg = 88,49 g

Masa piknometru z wodą: m_wt = 82,40 g

Temperatura badania: T = 24,9 ̊C

Gęstość wody: ρ_wT = 0,99706 $\frac{g}{\text{cm}^{3}}$

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego:

$$\rho_{s} = \frac{m_{s}}{V_{s}} = \frac{m_{g} - m_{t}}{\frac{m_{\text{wt}} + \left( m_{g} - m_{t} \right) - m_{\text{wg}}}{\rho_{\text{wT}}}} =$$

$$= \frac{42,26g - 32,62g}{\frac{82,40g + \left( 42,26 - 32,62 \right)g - 88,49g}{0,99706\frac{g}{\text{cm}^{3}}}} = 2,71\ \frac{g}{\text{cm}^{3}}$$

Próbka, którą badaliśmy, była próbką gruntu drobnoziarnistego (spoistego). Celem naszego badania było określenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego. Dla gruntów spoistych, w szkielecie których dominują minerały ilaste, wartość gęstości szkieletu gruntowego mieści się w zakresie: 2,66 – 2,78 g/cm³. Porównując obliczoną przez nas gęstość szkieletu gruntowego ρ_s= 2,71 g/cm³ z wyżej podanym zakresem, stwierdzamy iż obliczona przez nas wartość mieści się w tym przedziale.