Str 2

Spis treści

1. Wstęp.....................................................................................................................3

2. Wykaz podstawowych definicji cech fizycznych i mechanicznych gruntów............4

3. Ćwiczenie nr 1 – Badania makroskopowe gruntów budowlanych......................... 9

4. Ćwiczenie nr 2 – Wyznaczanie gęstości właściwej i objętościowej szkieletu .......... gruntowego oraz gęstości objętościowej i wilgotności naturalnej gruntu..............16

5. Ćwiczenie nr 3 – Stopień zagęszczenia gruntów sypkich ..............................23

6. Ćwiczenie nr 4 – Skład granulometryczny gruntu.................................................31

7. Ćwiczenie nr 5 – Oznaczenie granicy plastyczności gruntów spoistych .........45

8. Ćwiczenie nr 6 – Oznaczenie granicy płynności .............................................47

9. Ćwiczenie nr 7 – Oznaczenie wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości....... objętościowej szkieletu gruntowego................................................................... 53

10. Ćwiczenie nr 8 – Ściśliwość gruntu. Edometr. Moduły ściśliwości.......................60

11. Ćwiczenie nr 9 – Wyznaczenie kąta tarcia wewnętrznego i spójności w ............. aparacie bezpośredniego ścinania.......................................................................66

12. Ćwiczenie nr 10 – Wyznaczanie kąta tarcia wewnętrznego i spójności w..... aparacie trójosiowego ściskania......................................................................... .80

13. Ćwiczenie nr 11 – Wiercenia badawcze i pobieranie próbek gruntu....................90

14. Ćwiczenie nr 12 - Wyznaczanie stateczności pionowej skarpy metodą................. mechanizmów kinematycznie dopuszczalnych..................................................101

15. Ćwiczenie nr 13 – Wyznaczanie metodą mechanizmów kinematycznie.................. dopuszczalnych siły krytycznej dla zagadnienia naporu płaskiej ściany.............111

16. Ćwiczenie nr 14 – Oznaczanie powierzchni właściwej i przybliżonego ................... składu mineralnego metodą sorpcji pary wodnej................................................119

Wstęp

Skrypt ten jest przewidziany jako pomoc dla studentów z przedmiotu “Laboratorium z mechaniki gruntów i fundamentowania” w prawidłowym wykonywaniu poszczególnych ćwiczeń. Ćwiczenia dotyczą metod określania podstawowych parametrów fizycznych, mechanicznych i właściwości gruntów budowlanych, które niezbędne są w celu ustalenia ich przydatności jako podłoża budowli lub jako materiału budowlanego.

Skrypt oparty jest na obowiązujących aktualnie normach:

1. PN-86/B-02480 – Grunty budowlane. Podział, nazwy, symbole i określenia.

2. PN-88/B-04481 – Grunty budowlane. Badania laboratoryjne.

3. PN-74/B-04452 – Grunty budowlane. Badania polowe.

4. Uwaga ta nie dotyczy ćwiczenia 12 i 13, która ma charakter naukowy, gdyż norma PN-83/B-03010 – Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie. podaje sposób obliczania stateczności skarp i zboczy.

Na początku skryptu podano podstawowe definicje parametrów geotechnicznych z jakimi spotkać się można w trakcie wykonywania poszczególnych ćwiczeń.

Podstawowe definicje cech fizycznych i mechanicznych gruntów

1. Masa szkieletu gruntowego - - jest to masa próbki gruntu wysuszonej w temperaturze .

2. Masa wody w porach gruntu - - jest to masa wody usuniętej z próbki gruntu przez jej suszenie przy temperaturze

3. Masa próbki w stanie wilgotnym - - jest to masa próbki gruntu z określoną, np. naturalną wilgotnością.

4. Objętość gruntu - - całkowita objętość próbki gruntu.

5. Objętość szkieletu gruntowego - - objętość w próbce cząstek stałych.

6. Objętość porów gruntu - - jest to objętość próbki gruntu po odjęciu objętości szkieletu gruntowego.

7. Objętość wody w porach gruntu - .

8. Gęstość objętościowa gruntu - - jest to iloraz masy próbki gruntu i całkowitej jej objętości (z określoną wilgotnością).

9. Gęstość wody w porach gruntu - - jest to iloraz masy wody zawartej w próbce i objętości tej wody.

10.Gęstość właściwa szkieletu gruntowego - - jest to iloraz masy szkieletu gruntowego i jej objętości.

11.Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego - - jest to iloraz masy szkieletu gruntowego w danej próbce i jej całkowitej objętości.

12.Gęstość objętościowa przy całkowitym nasyceniu porów wodą - - jest to gęstość objętościowa gruntu jako ośrodka dwufazowego (brak w gruncie fazy gazowej).

13.Gęstość objętościowa gruntu z uwzględnieniem wyporu wody - - jest to gęstość objętościowa przy całkowitym nasyceniu porów wodą zmniejszoną o gęstość wody.

14.Maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego - - jest to maksymalna gęstość objętościowa szkieletu po jego zagęszczeniu w określonych warunkach przy wilgotności optymalnej.

15.Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przy najgęstszym ułożeniu ziaren (cząstek) - - jest to gęstość gruntu zagęszczonego w określonych warunkach.

16.Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego przy najluźniejszym ułożeniu ziaren (cząstek) - - jest to gęstość gruntu przy najluźniejszym ułożeniu w określonych warunkach.

17.Porowatość gruntu - - jest to iloraz objętości porów w danej próbce i jej całkowitej objętości.

18.Wskaźnik porowatości - - jest to iloraz objętości porów w danej próbce i objętości jej szkieletu gruntowego.

19.Wskaźnik porowatości naturalnej - - jest to iloraz objętości porów w danej próbce i objętości jej szkieletu gruntowego dla gruntu w stanie naturalnym.

20.Wskaźnik porowatości minimalnej - - jest to wskaźnik przy najgęstszym ułożeniu (maksymalnym zagęszczeniu) ziarn (cząstek).

21.Wskaźnik porowatości maksymalnej - - jest to wskaźnik przy najluźniejszym ułożeniu (minimalnym zagęszczeniu) ziarn (cząstek).

22.Średnica zastępcza ziarna (cząstki) - - jest to dla ziarn średnica oczka sita, przez które już dane ziarno nie przechodzi, a dla cząstek średnica kuli opadającej w wodzie z taką samą prędkością co rzeczywista cząstka gruntu.

23.Średnica zastępcza - - jest to średnica ziarn (cząstek), których masa wraz z ziarnami (cząstkami) mniejszymi stanowi x% masy gruntu.

24.Wskaźnik różnoziarnistości (niejednorodności uziarnienia) - U - jest to iloraz średnicy ziarn (cząstek), których masa wraz z ziarnami (cząstkami) mniejszymi stanowi 60% rozpatrywanej objętości do średnicy ziarn (cząstek, których masa wraz z ziarnami (cząstkami) mniejszymi stanowi 10% masy w danej objętości.

25.Wilgotność - w - jest to iloraz masy wody zawartej w badanej próbce do masy jej szkieletu gruntowego wyrażona w procentach.

25.Wilgotność naturalna - - jw. lecz dla gruntu w stanie naturalnym.

26.Wilgotność optymalna - - jest to wilgotność, dla której uzyskuje się maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego w czasie zagęszczenia w określonych warunkach .

27.Granica płynności wg Casagrande’a - - jest to wilgotność na granicy pomiędzy stanem miękkoplastycznym i płynnym gruntów spoistych, przy której bruzda rozdzielająca próbkę gruntu w miseczce aparatu Casagrande’a złączy się po 25 uderzeniach miseczki na długości 10 mm i wysokości 1mm.

28.Granica płynności wg Wasilewa - - jest to wilgotność, jaką ma grunt spoisty na granicy stanu miękkoplastycznego i płynnego, przy którym stożek Wasilewa zagłębi się w próbkę gruntu na głębokość 10 mm.

29.Granica plastyczności - - jest to wilgotność na granicy stanu twardoplastycznego i półzwartego gruntów spoistych, przy której wałeczek uformowany z gruntu pęka w czasie wałeczkowania po osiągnięciu średnicy 3mm.

30.Wskaźnik plastyczności - - jest to różnica pomiędzy granicą płynności i plastyczności.

31.Stopień plastyczności - - jest to stosunek różnicy wilgotności i granicy plastyczności do wskaźnika plastyczności (określamy dla gruntów spoistych).

32.Wskaźnik zagęszczenia - - jest to iloraz gęstości objętościowej szkieletu gruntowego próbki o nienaruszonej strukturze i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu uzyskanej w czasie zagęszczenia w określonych warunkach.

33.Stopień zagęszczenia - - jest iloraz zagęszczenia istniejącego w naturze i zagęszczenia maksymalnego, możliwego do uzyskania w warunkach laboratoryjnych (określamy dla gruntów niespoistych).

34.Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej - - jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego, mierzonych na krzywej ściśliwości pierwotnej.

35.Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej - - jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego do przyrostu całkowitego odkształcenia względnego (wzór jak p.34), mierzonych na krzywej ściśliwości wtórnej.

36.Edometryczny moduł odprężenia - - jest to stosunek względnego zmniejszenia efektywnego naprężenia normalnego do względnego wydłużenia próbki, mierzonych na krzywej odprężenia.

ĆWICZENIA LABORATORYJNE

Z

MECHANIKI GRUNTÓW

I

FUNDAMENTOWANIA

OPRACOWAŁ: