Politechnika Wrocławska Wrocław 10.04.2004

Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii

SPRAWOZDANIE

Z MECHANIKI GRUNTÓW

laboratorium

„Analiza makroskopowa”

Prowadzący: Wykonali:

mgr. Joanna Stróżyk

Michał Tuczyński

Anna Szlachetka

Szymon Jędrzejczak

Sebastian Czubiel

1. Teoria

1. Wstęp

Badania makroskopowe mają na celu wstępne określenie rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych, bez pomocy przyrządów. Badania te wykonuje się w terenie i laboratorium. Wykonuje się je bez względu na ostateczny zakres dokumentacji badawczej. Próbka do badania powinna mieć naturalne uziarnienie i wilgotność. Najczęściej badania makroskopowe obejmują określenie:

• Rodzaju gruntu,

• Nazwy gruntu,

• Stanu gruntu,

• Barwy gruntu,

• Wilgotności gruntu,

• Zawartości węglanu wapnia w gruncie (CaCO₃).

Próbki do badań laboratoryjnych dzielimy na trzy grupy:

• A - NS (próbki o nienaruszonej strukturze, pobrane w sposób zapewniający zachowanie naturalnej struktury gruntu),

• B - NW (próbki o nienaruszonej wilgotności, pobrane w sposób zapewniający zachowanie naturalnej wilgotności gruntu),

• C - NU (próbki o nienaruszonym uziarnieniu, pobrane w sposób zapewniający zachowanie naturalnego uziarnienia gruntu).

1. Rodzaj i nazwa gruntu

Dzięki analizie makroskopowej możliwe jest zakwalifikowanie badanego gruntu do gruntów sypkich lub spoistych. Grunty spoiste po wysuszeniu tworzą bryłki, a po dodaniu wody stają się plastyczne. Ze względu na stopień spoistości grunty te dzielimy na:

• Grunty mało-spoiste,

• Grunty średnio-spoiste,

• Grunty zwięzło-spoiste,

• Grunty bardzo-spoiste.

Wyróżniamy trzy metody badań gruntu spoistego:

• Wałeczkowanie,

• Rozmakanie,

• Rozcieranie.

Do gruntów sypkich niespoistych zaliczamy te grunty, które w stanie powietrzno-suchym rozsypują się pod własnym ciężarem i nie tworzą grudek. Grunty sypkie nie dają się wałeczkować, gdyż nie posiadają plastyczności.

1. Stan gruntu

Stan gruntu określa się na podstawie ilości kolejnych wałeczkowań tej samej kulki gruntu. Do wałeczkowania bierze się grunty wyłącznie o naturalnej wilgotności. Rozróżnia się następujące stany gruntu:

• Zwarty (zw),

• Półzwarty (pzw),

• Twardoplastyczny (tpl),

• Plastyczny (pl),

• Miękkoplastyczny (mpl),

• Płynny (pł).

Stan gruntu sypkiego można określić tylko w sposób bardzo przybliżony, na podstawie oporu piasku przy naciskaniu palcem na grunt.

1. Barwa

Barwę należy określać na gruncie o naturalnej wilgotności, obserwując przełam bryły. Barwa gruntu zależy w znacznym stopniu od wilgotności gruntu. Barwę zasadniczą gruntu umieszcza się na końcu opisu, uzupełniając ją określeniem odcienia i intensywności. Jeżeli barwa nie jest jednorodna, to należy podać smugi oraz przebarwienia.

2. Wilgotność

Makroskopowa ocena wilgotności gruntu polega na obserwacji zachowania się rozgniatanych w palcach grudek gruntu. Stopnie wilgotności gruntów spoistych:

• Suchy (s) - grunt nie nawilgaca palców, przy naciskaniu nie odkształca się plastycznie,

• Małowilgotny (mw) - grunt nie nawilgaca palców, odkształca się plastycznie,

• Wilgotny (w) - papier lub palce przyłożone do gruntu stają się wilgotne, grunt odkształca się plastycznie,

• Mokry (m) - przy ściskaniu grunt odsącza wodę,

• Nawodniony (n) - grunt oddaje wodę samoczynnie.

Stopnie wilgotności gruntów sypkich:

• Suchy (s) - grunt nie wykazuje śladów wilgoci,

• Wilgotny (w) - grunt na papierze lub dłoni pozostawia ślad wilgoci,

• Nawodniony (n) - grunt oddaje wodę samoczynnie.

1. Zawartość węglanu wapnia (CaCO₃)

Zawartość węglanu wapnia w gruncie sprawdza się, działając na próbkę 1-2 kroplami 20% roztworu kwasu solnego (HCl). Obserwuje się intensywność burzenia:

• Burzy się intensywnie i długo - zawiera powyżej 5% CaCO₃ (IV klasa),

• Burzy się intensywnie, ale krótko - zawiera 3-5% CaCO₃ (III klasa),

• Burzy się słabo i krótko - zawiera 1-3% CaCO₃ (II klasa),

• Burzy się słabo lub wcale - zawiera poniżej 1% CaCO₃ (I klasa).

2. Metodyka

1. Przebieg ćwiczenia

Właściwości badanego gruntu spoistego oraz sypkiego były określane na podstawie teorii.

3. Wnioski

1. Badanie gruntu spoistego

Na podstawie przeprowadzonej próby wałeczkowania (1) i próby rozcierania w wodzie (2) zidentyfikowano grunt jako glinę. Podczas (1) próby wałeczek pękał poprzecznie i pozostawał matowy do końca wałeczkowania. Natomiast podczas (2) - wyczuwało się ziarna piasku pod koniec rozcierania. Grunt ten można określić jako średniospoisty, ponieważ procentowa zawartość frakcji iłowej zawiera się w granicach 10-20%.

Stan gruntu można określić jako średniospoisty, plastyczny (pl), ponieważ próbka gruntu o naturalnej wilgotności wykazała spękania przy jednym wałeczkowaniu. Wartość współczynnika plastyczności I_L wynosi 0,0625 twardoplastyczny wg stanu I_L.

Stwierdzono, że grunt jest wilgotny, ponieważ po przyłożeniu gruntu do kartki papieru zaobserwowano zawilgocenia.

Barwa gruntu została określona jako brązowa.

Badana próbka gruntu, po skropieniu roztworem 20% kwasu solnego, nie burzyła, co świadczy o tym, iż jest to grunt bezwapniowy - poniżej 1% CaCO₃ (I klasa zawartości węglanów).

2. Badanie gruntu sypkiego

Badana próbka gruntu sypkiego została rozpoznana jako żwir - ok. 99% zawartości trakcji żwirowej i 1% frakcji kamienistej

Po wysypaniu gruntu na kartkę papieru nie zaobserwowano żadnego zawilgocenia, więc można stwierdzić, że jest to grunt suchy (s).

Barwa gruntu została określona 5%-ciemnoszara większość szara

Badanie na zawartość węglanu wapnia CaCO₃ wykazało ze grunt należy do 1 klasy czyli nie burzy z kwasem solnym .

2

---