GRUNTOZNAWSTWO – PYTANIA NA EGZAMIN

1. Jaki oznaczenia wchodzą w zakres analizy makroskopowej?

Badania makroskopowe mają na celu określenie nazwy, rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów.

Najczęściej obejmują określenie:

• rodzaju gruntu,

• barwy,

• wilgotności,

• zawartości węglanu wapnia.

1. Proszę rozszyfrować następujące symbole lub do podanych nazw przyporządkować odpowiedni symbol: spójność, M, ρ_w, f_π, I_p, porowatość, piasek gruby.

• spójność - c

• moduł ściśliwości wtórnej - M,

• gęstość wody - ρ_w,

• Frakcja pyłowa - f_π,

• Wskaźnik plastyczności - I_p,

• porowatość - n ,

• piasek gruby - Pr

1. Przy oznaczeniu jakich parametrów fizycznych niezbędna jest znajomość gęstości objętościowej?

Gęstością objętościową nazywamy stosunek masy próbki gruntu (w stanie naturalnym) do jej objętości:

ρ= $\frac{m_{m}}{V}$ [ g*cm^-3]

Gęstość objętościowa jest bezpośrednim wskaźnikiem obliczeniowym służącym do:

• obliczania parcia gruntu na ścinarki oporowe,

• obliczania stateczności zboczy naturalnych i sztucznych,

• wyznaczania dopuszczalnych obciążeń gruntu w podłożu budowli,

• obliczania wielkości osiadań,

• obliczania naprężeń pierwotnych,

Ponadto wskaźnik ten wykorzystuje się do obliczeń innych parametrów , np.:

• gęstość objętościową szkieletu gruntowego,

• gęstości objętościowej gruntu pod wodą,

• porowatości,

• wskaźnika porowatości,

• stopnia zagęszczenia.

1. Od czego zależy wartość gęstości objętościowej szkieletu gruntowego, podać wzór i jednostkę fizyczną?

Gęstością objętościową szkieletu gruntowego nazywa się masę jednostki objętości w gruntu wysuszonego w temperaturze 105 – 110^oC i opisuje się wzorem:

ρ_d = $\frac{m_{s}}{V}$ [ g*cm^-3]

gdzie:

ρ_d – gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g*cm^-3]

m_s – masa szkieletu gruntowego [g]

V – objętość szkieletu gruntu łącznie z porami [cm³]

Gęstość objętościową oblicza się ze wzoru:

ρ_d = $\frac{100*\ \rho}{100 + w}$

gdzie:

ρ_d – gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g*cm^-3]

ρ – gęstość objętościowa gruntu, [g*cm^-3]

w – wilgotność próbki, [%]

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego zależy od porowatości i składu mineralnego gruntu. Im mniejsza porowatość i większa zawartość minerałów o wysokiej gęstości właściwej, tym wyższa wartość gęstości objętościowej szkieletu gruntowego danego gruntu.

Wartość gęstości objętościowej szkieletu gruntowego wykorzystuje się do obliczania porowatości i wskaźnika porowatości gruntu.

1. Podać wzór na wskaźnik plastyczności oraz podać konsystencję gruntów wraz z odpowiadającymi im wartościami stopnia plastyczności.

Wskaźnikiem plastyczności IP w procentach nazywamy różnicę pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności:

I_P - w_L – w_P

Gdzie:

I_P – wskaźnik plastyczności,

w_L – granica płynności,

w_P – granica płynności.

Wskaźnik plastyczności określa plastyczne właściwości gruntów, wskazując, ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny, a więc podając zakres wilgotności, w których grunt ma właściwości plastyczne.

Im większa jest wartość wskaźnika plastyczności, tym bardziej plastyczny jest grunt. Gruntu o bardzo małej wartości wskaźnika plastyczności bardzo łatwo upłynniają się, nawet przy nieznacznym zwiększeniu wilgotności.

Konsystencje gruntów ze względu na stopień plastyczności ( I_L ):

Jeżeli stopień plastyczności jest mniejszy od 0 ( I_L < 0 ), grunt znajduje się w stanie zwartym lub półzwartym i w celu dokładnego oznaczenia tego stanu należy wyznaczyć wartość granicy skurczalności badanego gruntu.

Jeśli stopień plastyczności jest większy od 0 ( IL > 0 ), stan gruntu określa się w zależności od jego wartości:

0 < IL ≤ 0,25 stan twardoplastyczny

0,25 < IL ≤ 0,5 stan plastyczny

0,50 < IL ≤ 1,00 stan miękkoplastyczny

1,00 < IL stan płynny

1. Podział gruntów spoistych ze względu na stopień zagęszczenia.

Stopniem zagęszczenia nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu.

e_aax – e

I_D = e_max – e_min * 100

gdzie:

e - wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym

e_max - wskaźnik porowatości gruntu luźno usypanego

e_min - wskaźnik porowatości gruntu maksymalnie zagęszczonego

Stopień zagęszczenia wyznacza się tylko dla gruntów sypkich. Jego wielkość zależy od składu granulometrycznego gruntu, porowatości, kształtu ziarn oraz od wielu innych czynników. Wartość tę wyznacza się w celu ustalenia nośności gruntu. Stopień zagęszczenia luźno usypanego gruntu równy jest 0. Stopień zagęszczenia gruntu maksymalnie zagęszczonego równy jest 1.

W zależności od wartości stopnia zagęszczenia I_D dzieli się gruntu niespoiste (wg PN-86/B-20480) na:

luźne (ln) I_D ≤ 0,33

średnio zagęszczone ( szg) 0,33 < I_D ≤ 0,67

zagęszczone (zg) 0,67 < I_D ≤ 0,80

bardzo zagęszczone (bzg) I_D > 0,80

1. Podać definicję wilgotności optymalnej (wykres) wraz z wyjaśnieniem dla jakich obiektów inżynierskich wykonuje się oznaczenie wymienionego parametru.

Wilgotność optymalna to taka wilgotność, przy której w danych warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc uzyskuje on maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego.

W trakcie laboratoryjnych badań wilgotności optymalnej badanego gruntu określa się więc ilość wody, jaką należy użyć podczas zagęszczania tego gruntu, aby uzyskał on największe zagęszczenie. Badania tego typu wykonuje się przede wszystkim przy zagęszczeniu gruntów pod nawierzchnie drogowe, lotniska, boiska itp.

Wykres zależności gęstości objętościowej szkieletu gruntowego od wilgotności:

Wykres ze str 166

Obliczenie wyników:

Maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego oraz wilgotności optymalnej oblicza się ze wzorów:

ρ_ds = $\frac{\rho_{s}*{\rho'}_{\text{ds}}}{\rho_{s} - x(\rho_{s} - {\rho^{'}}_{\text{ds}})}$

oraz

w_opt = ( 1 – x)* w’_opt

gdzie:

w’_opt i ρ’_ds – wartości otrzymane z wykresu powyżej,

x – stosunek usuniętych ziarn grubszych do masy szkieletu całej próbki’

ρ_s – gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g*cm^-3].

1. Podać wzory i narysować wykresy na wytrzymałość na ścinanie gruntów spoistych i sypkich oraz wymienić składowe wytrzymałości na ścinanie.

Wytrzymałością gruntu na ścinanie τ_f nazywa się największy (graniczny) opór odniesiony do jednostki powierzchni, jaki stawia ośrodek gruntowy naprężeniom ścinającym występującym w rozpatrywanym punkcie ośrodka.

Najważniejszym parametrem charakteryzującym stan graniczny gruntów jest wytrzymałość na ścinanie. W mechanice gruntów wytrzymałość na ścinanie traktuje się jako wielkość składającą się zasadniczo z dwóch parametrów: składowej spójności i składowej tarcia wewnętrznego. Najstarszą, do dziś stosowaną formułą określającą zjawisko ścinania jest wzór Coulomaba:

τ_f = c + σ_n* tgφ

gdzie:

τ_f - wytrzymałość na ścinanie,

σ_n - naprężenie normalne do płaszczyzny ścięcia w momencie ścięcia,

c - spójność,

φ - kąt tarcia wewnętrznego.

Gdy c=0 (gruntu niespoiste), otrzymuje się wynik zgodny z prawem proporcjonalności tarcia do nacisku podany przez Coulomba, a mianowicie:

τ_f = σ_n* tgφ

Spójność jest to część wytrzymałości na ścinanie lub naprężenia dewaitorowego, niezależna od naprężenia normalnego w płaszczyźnie ścinania

Tarcie wewnętrzne to część wytrzymałości na ścinanie proporcjonalna do naprężenia normalnego w płaszczyźnie ścinania.

Wytrzymałość gruntu na ścinanie zależnie od wartości naprężeń normalnych σ_n oraz Ø i c

Wykres ze str 109 pisarczyk

1. Podać definicję ściśliwości gruntu oraz wzór i jednostki fizyczne dla modułu ściśliwości.

Ściśliwość gruntu oznacza jego zdolność do zmniejszania objętości wody pod wpływem obciążenia. Osiadanie gruntu jest procesem zachodzącym między innymi w wyniku ściśliwości.

Miarą ściśliwości gruntu jest moduł ściśliwości, który jest w pewnym sensie odpowiednikiem modułu sprężystości ciał sprężystych, przy czym dla gruntów zależność między obciążeniem a odkształceniem wyraża się zawsze w postaci linii krzywej.

Ściśliwość gruntów ( wielkość ściśliwości) zależy od wielu czynników. Do najważniejszych z nich można zaliczyć: skład granulometryczny gruntu, porowatość, wilgotność, skład mineralny – zwłaszcza frakcji iłowej, skład kompleksu wymiennego oraz skład chemiczny i stopień mineralizacji wody porowej, a także teksturę gruntu.

Moduł ściśliwości uzyskany na podstawie badań w edometrze jest nazywany edometrycznym modułem ściśliwości, przy czym przy pierwszym obciążeniu próbki mówi się o edometrycznym module ściśliwości pierwotnej.

Moduł ściśliwości pierwotnej, Mo [kPa] oraz moduł ściśliwości wtórnej, M [kPa]:

Mo, M = $\frac{\text{Δσ}}{\varepsilon}$ = $\frac{\Delta\sigma*h_{i - 1}}{\text{Δh}}$

gdzie:

M_o – moduł ściśliwości pierwotnej, [kPa],

M – moduł ściśliwości wtórnej, [kPa],

Δσ – przyrost obciążenia jednostkowego próbki ,[kPa],

ε – odkształcenie jednostkowe próbki, [-]

ε = $\frac{\text{Δh}}{h_{i - 1}}$ = $\frac{h_{i - 1}\ - \ h_{i}}{hi - 1}$

gdzie:

h_i-1 – wysokość próbki przed zmianą obciążenia, [cm, mm],

h_i – wysokość próbki po zmianie obciążenia, [cm, mm].

1. Makroskopowy podział gruntów ze względu na wskaźnik plastyczności.

Wskaźnik plastyczności jest to różnica pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności:

I_p = w_L – w_p

Gdzie:

I_p – wskaźnik plastyczności,

w_L – granica płynności,

w_p – granica plastyczności.

Wskaźnik plastyczności wskazuje, ile wody wchłania grunt, przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny ( w procentach w stosunku do masy szkieletu).

Stany i konsystencje gruntów spoistych ( ze względu na stopień plastyczności)

	stan gruntu	konsystencja
IL < 0 oraz wn ≤ ws	zwarty
IL ≤ 0 oraz ws < wn ≤ wp	półzwarty	zwarta
0 ≤ IL ≤ 0,25	twardoplastyczny
0,25 < IL ≤ 0,5	plastyczny	plastyczna
0,5 < IL ≤ 1,0	miękkoplastyczny
IL > 1,0 lub wn > wL	płynny	płynna

I_L – stopień plastyczności,

w_L – granica płynności,

w_p – granica plastyczności,

w_s – granica skurczalności,

w_n – wilgotnośc naturalna.

Podział gruntów według spoistości ( ze względu na wskaźnik plastyczności).

spoistość gruntów	zawartośc frakcji iłowej o średnicy < 0,002 mm w procentach	wskaźnik plastyczności Ip [%]
sypkie	0 – 2	< 1
mało spoiste	2 – 10	1 – 10
średnio spoiste	10 – 20	10 – 20
spoiste zwięzłe	20 – 30	20 -30
bardzo spoiste	– 100	> 30

1. Proszę rozszyfrować następujące symbole lub do podanych nazw przyporządkować odpowiedni symbol: wytrzymałość na ścinanie, Żg, Sr, ρ, glina pylasta zwięzła, wilgotność naturalna.

• żwir gliniasty - Żg

• stopień wilgotności - S_r

• gęstość objętościowa gruntu - ρ

• glina pylasta zwięzła - G_πz

• wilgotność naturalna - w_n

1. Na podstawie krzywych uziarnienia podać rodzaje gruntów.

Krzywe uziarnienia wykonuje się na specjalnie w tym celu przygotowanych sitkach, na których na osi odciętych w skali logarytmicznej są przedstawione wymiary średnic zastępczych ziarn i cząstek, na osi rzędnych w podziałce zwykłej jest przedstawiona procentowa zawartość ziarn. Procentową zawartość ziarna uzyskaną z analizy sitowej nanosi się według skali umieszczonej po prawej stronie wykresu.

Z uzyskanej krzywej uziarnienia odczytuje się zawartość poszczególnych frakcji żwiru i piasku, a mając te dane można określić nazwę gruntu sypkiego.

1. Od czego zależy wartość gęstości objętościowej?

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego zależy od porowatości i składu mineralnego gruntu. Im mniejsza porowatość i większa zawartość minerałów o wysokiej gęstości właściwej, tym wyższa wartość gęstości objętościowej szkieletu gruntowego danego gruntu.

Wartość gęstości objętościowej szkieletu gruntowego wykorzystuje się do obliczania porowatości i wskaźnika porowatości gruntu.

1. Podać podział objętościowy i masowy poszczególnych faz występujących w obrębię gruntu.

2. Wymienić stany konsystencji, podać ich podział liczbowy oraz uzasadnić w jakich sytuacjach wartość stopnia plastyczności będzie miała wartość 0 lub 1.

3. Podać podział gruntów niespoistych ze względu na stopień zagęszczenia.

Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych I_D jest to stosunek zagęszczenia występującego w stanie naturalnym do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu.

W zależności od wartości stopnia zagęszczenia (I_D) dzieli się gruntu niespoiste na:

luźne (ln) I_D ≤ 0,33

średnio zagęszczone (szg) 0,33 < I_D ≤ 0,67

zagęszczone (zg) 0,67 < I_D ≤ 0,80

bardzo zagęszczone (bzg) I_D > 0,80

1. Podać definicje wilgotności optymalnej, narysować wykres, wyjaśnić dla jakich obiektów inżynierskich wykonuje się tego typu oznaczenia wspomnianego parametru.

Wilgotnością optymalną nazywamy taką wilgotność, przy której w danych warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc uzyskuje on maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego.

W trakcie laboratorium badań wilgotności optymalnej badanego gruntu określa się więc ilość wody, jaką należy użyć podczas zagęszczania tego gruntu, aby uzyskał on największe zagęszczenie. Badania tego typu wykonuje się przede wszystkim przy zagęszczaniu gruntów pod nawierzchnie drogowe, lotniska, boiska itp.

wykres

1. Definicja modułu ściśliwość, wzory, krzywe ściśliwości i konsolidacji.

Moduł ściśliwości uzyskany na podstawie badań w edometrze jest nazywany edometrycznym modułem ściśliwości, przy czym przy pierwszym obciążeniu próbki mówi się o edometrycznym module ściśliwości pierwotnej:

Mo, M = $\frac{\sigma}{\varepsilon}$

Gdzie:

Mo – Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej [MPa], kG/cm² = x 10² kPa = x 10^-1 MPa

M – Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej [MPa]

Δσ – przyrost obciążenia jednostkowego [MPa}

ε – odkształcenie jednostkowe próbki

Wartość edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej Mo wyznacza się na podstawie wykresu ściśliwości pierwotnej, a edometrycznego modułu ściśliwości wtórnej na podstawie wykresu ściśliwości wtórnej.

Krzywe ściśliwości

Krzywe ściśliwości charakteryzuje zależność zmian wysokości próbki od przyłożonego obciążenia, przy czym wyróżnia się krzywą ściśliwości pierwotne i wtórnej oraz krzywą odprężenia. Przebieg krzywej ściśliwości i krzywej odprężenia wskazuje, że grunt po każdym obciążeniu i odciążeniu odkształca się częściowo sprężyście i częściowo trwale, a więc po zdjęciu obciążenia nie wraca do swojej pierwotnej wysokości.

Krzywe konsolidacji charakteryzują przebieg osiadania w czasie.

Wykres sporządza się w układzie współrzędnych, w którym na osi odciętych w skali logarytmicznej jest zaznaczony czas osiadania , liczony od momentu przyłożenia danego obciążenia, a na osi rzędnych wysokość próbki. Dla każdego stopnia obciążenia sporządza się oddzielny wykres.

1. Jakie stopnie wilgotności wyróżniamy podczas wykonywania analizy makroskopowej?

Makroskopowo wilgotność gruntu określa się wyróżniając 5 stopni wilgotności gruntów spoistych.

Grunt spoisty określa się jako:

• Suchy, jeśli grudka gruntu przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek,

• Mało wilgotny, jeśli grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie, lecz papier lub ręka przyłożone do gruntu nie stają się wilgotne,

• Wilgotny, jeśli grudka gruntu przyłożona do papieru lub ręki zostawia na nich wilgotny ślad,

• Mokry, jeśli przy ściskaniu grudki gruntu w dłoni z gruntu odsącza się woda,

• Nawodniony, jeśli z gruntu płynnego lub nasyconego wodą woda odsącza się grawitacyjnie.

Grunt sypki określa się jako:

• Suchy, gdy nie wykazuje śladu wilgoci, a przy przesypywaniu kurzy się,

• Wilgotny, gdy zostawia ślad na papierze lub dłoni

• Nawodniony, gdy woda odsącza się z niego samoczynnie.

1. Należy rozszyfrować następujące symbole lub o podanych nazw przyporządkować odpowiedni symbol: w_opt, kąt tarcia wewnętrznego, frakcja iłowa, Po, V, Pg, stopień plastyczności.

• wilgotność optymalna - w_opt

• kąt tarcia wewnętrznego - Ø

• frakcja iłowa - fi

• pospółka - Po

• całkowita objętość gruntu - V

• piaski gliniaste - Pg

• stopień plastyczności - I_L

1. Na podstawie krzywych uziarnienia podać rodzaje gruntów.

Krzywe uziarnienia wykonuje się na specjalnie w tym celu przygotowanych sitkach, na których na osi odciętych w skali logarytmicznej są przedstawione wymiary średnic zastępczych ziarn i cząstek, na osi rzędnych w podziałce zwykłej jest przedstawiona procentowa zawartość ziarn. Procentową zawartość ziarna uzyskaną z analizy sitowej nanosi się według skali umieszczonej po prawej stronie wykresu.

Z uzyskanej krzywej uziarnienia odczytuje się zawartość poszczególnych frakcji żwiru i piasku, a mając te dane można określić nazwę gruntu sypkiego.

1. Podać wzór i jednostkę gęstości objętościowej oraz uzasadnić kiedy gęstość objętościowa będzie równa gęstości objętościowej szkieletu gruntowego?

Gęstością objętościową gruntu nazywa się stosunek masy próbki gruntu ( w stanie naturalnym) od jej objętości. Wyznacza się ją ze wzoru:

ρ = $\frac{m_{m}}{V}$

gdzie:

ρ – gęstość objętościowa [Mg/m³ = g*cm^-3],

m_m – masa próbki gruntu w stanie naturalnym [g],

V – objętość badanej próbki [cm³].

Gęstość objętościowa jest jedynym z parametrów charakteryzujących strukturalno-teksturalne właściwości gruntów. Jej wartość zależy od składu mineralnego, porowatość i wilgotność gruntów. Jest więc to wartość zmienna. Gęstość objętościowa jest bezpośrednim wskaźnikiem obliczeniowym służącym między innymi do:

• Obliczania parcia gruntu na ścinarki oporowe,

• Obliczania stateczności zboczy naturalnych i sztucznych,

• Wyznaczania dopuszczalnych obciążeń gruntu w podłożu budowli,

• Obliczania wielkości osiadań,

• Obliczania naprężeń pierwotnych.

Ponadto wskaźnik ten wykorzystuje się do obliczania innych parametrów, np.:

• Gęstości objętościowej szkieletu gruntowego,

• Gęstości objętościowej gruntu pod wodą.

• Porowatość, wskaźnika porowatości i stopnia zagęszczenia.

Gęstość objętościową oblicza się ze wzoru:

ρ = $\frac{m_{\text{mt}} - \ m_{t}}{V_{p}}$ = $\frac{m_{m}}{V}$

gdzie:

ρ – gęstość objętościowa gruntu [g*cm^-3],

m_mt – masa pierścienia z gruntem [g],

m_t – masa pierścienia [g],

m_m – masa próbki gruntu w stanie naturalnym [g],

V_p – objętość pierścienia [cm3],

V – objętość próbki [cm3].

Gęstość objętościowa będzie równa gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ( ρ_d)

1. Podać podział gruntów ze względu na ich stopień wilgotności Sr.

Stopień wilgotności jest t stosunek objętości wody zawartej w porach gruntu do objętości porów.

S_r = $\frac{V_{w}}{V_{p}}$

Gdzie:

Sr – stopień wilgotności,

V_w – objętość wody w porach gruntu [cm³],

V_p – objętość porów [ cm³].

Od stopnia wilgotności zależy wiele właściwości gruntu, między innymi ściśliwość, wytrzymałość na ścinanie itp. Wskazuje on bowiem na stopień wypełnienia porów gruntu przez wodę.

Podział gruntów niespoistych ze względu na ich stopień wilgotności:

Grunt suchy (su) Sr = 0

Grunt mało wilgotny (mw) 0 < Sr ≤ 0,4

Grunt wilgotny ( w) 0,4 < Sr ≤ 0,8

Grunt mokry (m) 0,8 < Sr ≤ 1,0

1. Przedstawić w sposób graficzny podział gruntu ze względu na stan konsystencji wiedząc, że Wn= 22%, W_p=15%, W_L = 50% oraz podać wielkość oraz podać wielkości wilgotności na granicach stanu tpl-pl oraz pl-mpl.

2. Podać definicje i jednostkę stopnia zagęszczenia oraz podać dla jakiego stopnia zagęszczenia odpowiada wartość 0,43.

Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych I_D jest to stosunek zagęszczenia występującego w stanie naturalnym do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu. Oblicza się go ze wzoru:

I_D = $\frac{e_{\max} - e}{e_{\max} - e_{\min}}$

Gdzie:

e_max – wskaźnik porowatości gruntu luźno usypanego,

e – wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym,

e_min – wskaźnik porowatości gruntu maksymalnie zagęszczonego,

W zależności od wartości stopnia zagęszczenia (I_D) dzieli się gruntu niespoiste na:

luźne (ln) I_D ≤ 0,33

średnio zagęszczone (szg) 0,33 < I_D ≤ 0,67

zagęszczone (zg) 0,67 < I_D ≤ 0,80

bardzo zagęszczone (bzg) I_D > 0,80

Wartość stopnia zagęszczenia równa 0,43 odpowiada gruntom średnio zagęszczonym.

Stopień zagęszczenia wyznacza się tylko dla gruntów sypkich. Jego wielkość zależy od składu granulometrycznego gruntu, porowatości, kształtu ziarn oraz od wielu innych czynników. Wartość tę wyznacza się w celu określenia nośności gruntu. Stopień zagęszczenia gruntu luźno usypanego jest równy 0. Stopień zagęszczenia gruntu maksymalnie zagęszczonego jest równy 1.

1. Przy pomocy jakich parametrów lub wykresów można scharakteryzować ściśliwość gruntu. Proszę narysować wykres ściśliwości gruntu, wyodrębniając poszczególne fragmenty krzywej ściśliwości.

Pyt 18

Ściśliwość gruntu oznacza jego zdolność do zmniejszenia objętości pod wpływem obciążenia. Miarą ściśliwości gruntu jest moduł ściśliwości. Ściśliwość gruntu zależy od wielu czynników. Do najważniejszych z nich można zaliczyć: skład granulometryczny gruntu, porowatość, wilgotność, skład mineralny – zwłaszcza frakcji iłowej, skład kompleksu wymiennego oraz skład chemiczny i stopień mineralizacji wody porowej, a także teksturę gruntu. Wraz ze wzrostem zawartości frakcji iłowej wzrasta porowatość gruntu, wzrasta jego hydrofilność, a więc i ściśliwość.

1. Grunt spoisty, grunt niespoisty – wymienione poniżej grunty należy przyporządkować do odpowiedniego rodzaju spośród wymienionych powyżej rodzajów gruntu:

żwir – niespoisty

piasek gliniasty – spoisty

pył piaszczysty – spoisty

glina pylasta zwięzła – spoisty

piasek średni – niespoisty

pospółka gliniasta – niespoisty

1. Należy rozszyfrować następujące symbole lub do podanych nazw przyporządkować odpowiedni symbol: Mo, ρs, pył piaszczysty, wskaźnik różnoziarnistości, Pog, masa szkieletu gruntowego, n.

• Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej - Mo

• Gęstość właściwa szkieletu gruntowego - ρ_s

• Pył piaszczysty - π_p

• Wskaźnik różnoziarnistości - U

• Pospółka gliniasta - P_og

• Masa szkieletu gruntowego - m_s

• Porowatość - n

1. Na podstawie krzywych uziarnienia podać rodzaje gruntów.

Krzywe uziarnienia wykonuje się na specjalnie w tym celu przygotowanych sitkach, na których na osi odciętych w skali logarytmicznej są przedstawione wymiary średnic zastępczych ziarn i cząstek, na osi rzędnych w podziałce zwykłej jest przedstawiona procentowa zawartość ziarn. Procentową zawartość ziarna uzyskaną z analizy sitowej nanosi się według skali umieszczonej po prawej stronie wykresu.

Z uzyskanej krzywej uziarnienia odczytuje się zawartość poszczególnych frakcji żwiru i piasku, a mając te dane można określić nazwę gruntu sypkiego.

1. Kiedy stosujemy metodę pierścienia tnącego, a kiedy metodę parafinowania przy oznaczeniu gęstości objętościowej gruntu?

Metodę pierścienia tnącego stosuje się przy badaniu próbek gruntów spoistych o nienaruszonej strukturze, o dostatecznie dużej objętości oraz w stanie pozwalającym na zastosowanie pierścienia bez naruszania struktury próbki. Metodę tę stosuje się także, gdy grunt będzie pracował w stanie nasuszonym w wymienionych wyżej przypadkach.

Oznaczanie w parafinie stosuje się przy badaniach próbek gruntów spoistych, których objętość lub stan nie pozwala na wycięcie próbki a pomocą pierścienia. Metodę te można stosować dla próbek o dowolnej wielkości i kształcie.

1. Podać definicje wszystkich znanych gęstości, a następnie podać je w kolejności od największej do najmniejszej wartości.

Gęstości:

• Właściwa

• Objętościowa

• Objętościowa szkieletu gruntowego

Gęstością właściwą gruntu ρ_s, nazywa się stosunek masy suchego szkieletu gruntowego m_s do jej objętości V_s. Oblicza się ją ze wzoru:

ρ_s = $\frac{m_{s}}{V_{s}}$ ; [kg/m³] , [g/cm³]

Gęstość właściwą gruntu oznacza się za pomocą piknometru zgodnie z wymaganiami PN – 88/B 04481.

Gęstość właściwa zależy od składu mineralnego gruntu lub skały i wynosi od 1,4 do 3,2 [g/cm³]

Gęstość objętościowa gruntu ρ jest to stosunek masa próbki gruntu [m_m] do objętości tej próbki łącznie z porami [V]. Gęstość objętościową określa się ze wzoru:

ρ = $\frac{m_{m}}{V}$ ; [kg/m³] , [g/cm³]

Gęstość objętościowa gruntu jest wartością zmienną, zależną od porowatości, wilgotności i gęstości właściwej. Jej wartość oznacza się na próbkach o nienaruszonej strukturze.

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ_d jest to stosunek masy szkieletu gruntu wdanej próbce do jej objętości pierwotnej ( razem z porami ). Wyznacza się ją ze wzoru:

ρ_d = $\frac{m_{s}}{V}$ = $\frac{100*\rho}{100 + \ w_{n}}$ ; [kg/m³] , [g/cm³]

gdzie:

ms- masa próbki wysuszonej do stałej wagi,

V – objętość próbki gruntu przed wysuszeniem,

ρ – gęstość objętościowa gruntu,

w_n – wilgotność gruntu [%].

1. Podać podział gruntów spoistych ze względu na stopień zagęszczenia.

Stopień zagęszczenia to parametr stosowany w obniesieniu do gruntów sypkich!!!