Ćwiczenie laboratoryjne nr 3
Temat ćwiczenia:
OZNACZANIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ GRUNTU I GĘSTOŚCI WŁAŚCIWEJ SZKIELETU GRUNTOWEGO.
Definicje
gęstość objętościowa gruntu ρ- stosunek masy próbki mm do objętości całej próbki V
[g/cm3]
Metody wyznaczania gęstości objętościowej gruntu:
metody wyporu hydrostatycznego cieczy organicznej wg wzoru
[g/cm3]
gdzie:
mmc- masa próbki zanurzonej w cieczy [g],
ρc- gęstość właściwa stosowanej cieczy [g/cm3],
metoda wyporu hydrostatycznego wody wg wzoru
[g/cm3]
gdzie:
mp- masa oparafinowanej próbki gruntu [g]
mpw- masa próbki gruntu oparafinowanej i zanurzonej w wodzie [g]
ρw- gęstość właściwa wody [1,00 g/cm3]
ρp.- gęstość właściwa parafiny (wycechowana)-(0,93 g/cm3)
metoda przy użyciu rtęci, wg wzoru
gdzie:
ρh- gęstość właściwa rtęci w zależności od temp. [g/cm3]
mr- masa wypchniętej rtęci [g]
metoda przy użyciu pierścienia lub cylindra , wg wzoru
[g/cm3]
gdzie:
mst- masa pierścienia lub cylindra z gruntem
mt- masa pierścienia lub cylindra
Vp- objętość pierścienia lub cylindra
metoda przy użyciu objętościomierza piaskowego
metoda przy użyciu objętościomierza wodnego
Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρs - stosunek masy szkieletu gruntowego ms do objętości szkieletu gruntowego Vs
[g/cm3]
Wykonanie badań:
metoda wyporu hydrostatycznego cieczy organicznych
z gruntu o nienaruszalnej strukturze wyciąć dwie próbki o objętości 10-20 cm3 i wygładzić nierówności na ich powierzchni
podnieść próbkę na szalce wagi na druciku o masie md i oznaczyć masę próbki z drucikiem
podstawić pod ramię wagi zlewkę wypełnioną w połowie cieczą organiczną
po zanurzeniu próbki w cieczy oznaczyć jej masę wraz z drucikiem (mmc)
wszystkie czynności powtarzamy na drugiej próbce
oznaczyć temp. cieczy
metoda wyporu hydrostatycznego wody
przygotowanie próbki j.w.
po ustaleniu masy próbki umocować do nich druciki i zanurzyć w gorącej parafinie, w warstwie parafiny nie mogą zostać pęcherzyki powietrza
oparafinowane próbki zważyć, powiesić na drucie do szalki wagi, zanurzyć w zlewce z wodą w celu określenia zmniejszonej o wypór wody masy próbki
metoda przy użyciu rtęci
przygotować próbki po około 10 cm3 o kształcie bryłek regularnych o wypukłych, gładkich powierzchniach
naczynie pomiarowe całkowicie wypełnić rtęcią, wyciśniętą z naczynia rtęć usunąć z talerza
próbkę zważyć i zanurzyć w rtęci wciskając ją za pomocą płytki z kołeczkami
rtęć wypchniętą podczas zanurzania przenieść do zważonej parowniczki (mp) i zważyć parowniczkę z rtęcią w rtęcią (mpr)
próbkę wyjąć z naczynka pomiarowego i zanurzyć w celu sprawdzenia czy rtęć nie dostała się w jej szczeliny
w przypadku stwierdzenia wzrostu masy próbki, przyrost należy do masy wypchniętej próbki
obliczyć wg wzoru
metoda przy użyciu pierścienia lub cylindra
pomierzenie bryły gruntu o nienaruszonej strukturze i o wymiarach większych od stosowanego cylindra lub pierścienia , wyrównać nożem
równomiernie naciskając zagłębić cylinder , tak aby nie powstały szczeliny między ścianką cylindra a próbką
napełniony cylinder oczyścić z zewnątrz z gruntu i wyrównać grunt z krawędziami i zważyć z próbką
obliczyć wg wzoru
metoda przy użyciu objętościomierza piaskowego
powierzchnię dokładnie wygładzić łopatą a potem szablonem
ustawić szablon i zaznaczyć ślad okręgu zewnętrznego szablonu
w obrębie wewnętrznego okręgu wykonać dołek , pobierając do pojemnika około 1 dm3 gruntu
zważyć grunt wraz z pojemnikiem (M.+T) i odjąć masę pojemnika T
nad dołkiem, który powinien mieć kształt walca lub ściętego stożka o głębokości 1.0-1.5 średnicy , zdejmuje się szablon i umieszcza się objętościomierz z piaskiem kalibrowanym tak, aby podstawa znajdowała się wewnątrz zaznaczonego śladu okręgu i otwiera się zasuwkę
po wypełnieniu dołka i stożka objętościomierza zamyka się zasuwkę, a objętościomierz z piaskiem waży
gdzie: M.- masa gruntu z dołka [g]
Vd- objętość dołka
M1- masa objętościomierza z piaskiem przed wypełnieniem dołka
M2- masa objętościomierza po wypełnieniu piaskiem
M3- mas piasku w stożku
ρpk- gęstość objętościowa piasku
metoda przy użyciu objętościomierza wodnego
powierzchnię gruntu wyrównać wstępnie łopatą
ustawić szablon, podstawkę tak, aby przylegał całą powierzchnią do gruntu
na szablonie ustawić objętościomierz z wodą i wykonać jeden pomiar
zdjąć objętościomierz z podstawki wykonać w gruncie dołek jak w poprzedniej metodzie
oznaczyć masę wybranego gruntu M. i wilgotność w
dokonać drugiego pomiaru wypełniając szczelnie dołek balonikiem z wodą
objętość obliczyć z różnicy objętości i obliczyć j.w.
Gęstość objętościowa gruntu ρ (metodą wyporu hydrostatycznego) |
|||||
Numer próbki |
1 |
2 |
|||
masa próbki w stanie naturalnym |
mm |
[g] |
|
|
|
masa próbki oparafinowanej |
mp |
[g] |
|
|
|
masa próbki oparafinowanej w wodzie |
mpw |
[g] |
|
|
|
gęstość właściwa wody |
ρw |
[g/cm3] |
|
||
gęstość właściwa parafiny |
ρp |
[g/cm3] |
|
||
gęstość objętościowa gruntu |
ρ |
[g/cm3] |
|
|
|
Gęstość objętościowa gruntu ρ |
[g/cm3] |
|
Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρs |
|||
masa pustej kolby |
mt |
[g] |
|
masa kolby ze szkieletem gruntowym |
mg |
[g] |
|
masa szkieletu gruntowego |
ms= mg- mt |
[g] |
|
masa kolby ze szkieletem gruntowym i wodą |
mwg |
[g] |
|
masa kolby z wodą |
mwt |
[g] |
|
Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρs |
[g/cm3] |
|
WNIOSKI: