POLITECHNIKA WROCŁAWSKA Wydział BLiW

INSTYTUT GEOTECHNIKI W-w 1998.11.27

Ćwiczenie laboratoryjne

z Mechaniki Gruntów

Temat: Oznaczenie wskźników testowych (klasyfikacyjnych).

Rok akad. 1997/98 Michał Balwierz

Semestr 5 rok III

1.Temat: Konsystencja gruntu.Wyznaczenie stopnia plastyczności I_l

Wprowadzenie teoretyczne

W celu wyznaczenia stopnia plastyczności gruntu spoistego zgodnie ze wzorem : I_l=(w-w_p) / (w_l-w_p) należy określić wilgotność naturalną gruntu (w) i jego granicę płynności (w_p) oraz plastyczności (w_l).

2.1.Oznaczenie wilgotności naturalnej w

Z przeznaczonego do badań gruntu pobieramy pobieramy dwie próbki i wkładamy je do uprzednio zważonych parowniczek. Ważymy je razem z parowniczkami i suszymy w temp. 105-110°C do stałej masy i po ostudzeniu w eksykatorze ponownie ważymy.

Wilgotność gruntu liczymy ze wzoru :

W=(m_mt- m_st) / (m_st-m_t)

gdzie:

m_mt- masa próbki wilgotnej z masą parowniczki

m_st- masa próbki wysuszonej z masą parowniczki

m_t- masa parowniczki

Za wynik ostateczny należy przyjąć średnią arytmetyczną obu oznaczań jeżeli ich różnica nie przekroczy 5% wartości średniej.

2.2.Oznaczenie stopnia plastyczności w_p

Granicę plastyczności gruntu określa się jako wilgotność wałeczka gruntowego, przy której w kolejnym wałeczkowaniu pęka on poprzecznie.

Z przeznaczonego do badań gruntu pobieramy próbkę o masie około 50 g. W przypadku gdy grunt jest zwarty lub półzwarty należy go nasycić wodą destylowaną do stanu plastycznego. Grunty o konsystencji płynnej należy podsuszyć w temp. pokojowej do stanu plastycznego. W obu przypadkach grunt wyrabiamy na jednolitą masę i usuwamy ziarna o średnicy powyżej 2mm.

Z tak przygotowanej próbki gruntu należy uformować kulkę o średnicy 7mm i wałeczkować ją na dłoni ,aż wałeczek uzyska średnicę 3mm, następnie z wałeczka ponownie formujemy kulkę i znowu wałeczkujemy. Czynność tę powtarzamy tak długo ,aż przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek ulegnie uszkodzeniu. Za moment popękania należy przyjąć chwilę,gdy wałeczek podnoszony za jeden koniec rozpadnie się pod własnym ciężarem. Wszystkie kawałki wałeczka należy włożyć do parowniczki. Czynność tę powtarzamy ,aż uzbieramy 5-7 g gruntu.

Powyższe czynności wykonujemy dwukrotnie i oznaczmy wilgotność obu próbek.

Za granicę plastyczności przyjmujemy średnią arytmetyczną obu oznaczeń wilgotności, jeżeli ich różnica nie jest

większa od 10% wartości średniej.

2.3.Oznaczenie granicy płynności w_l

2.3.1.Metoda Casagrand′a

Za wartość granicy płynności przyjmuje się wilgotność pasty gruntowej ,w której wykonana bruzda ziewa się na długości 10mm i wysokości 1mm na warunkach wg poniższej metody:

Z przeznaczonego do badań gruntu pobieramy około150g i ucieramy z wodą destylowaną do uzyskania jednorodnej pasty. Pastę nakładamy do miseczki w aparacie Casagrand'a warstwami. Masa miseczki razem z gruntem powinna wynosić 210g +1g. W gruncie formujemy bruzdę prostopadle do osi miseczki ,którą umieszczamy w aparacie i obracamy korbką z prędkością 2 obrotów na sek. powodując uderzanie miseczką o podkładkę. Uderzenia należy liczyć ,aż do chwili zlania się bruzdy na długości 10mm i wysokości 1mm.

Ze środka bruzdy należy pobrać 10g gruntu do parowniczki i oznaczyć jego wilgotność.

Oznaczenie wykonujemy co najmniej pięciokrotnie i odrzucamy te ,dla których liczba uderzeń jest mniejsza od 12 lub większa od 35.

Wyniki oznaczeń wilgotności i liczby uderzeń przedstawiamy na wykresie. Przez punkty na wykresie przeprowadzamy prostą ,przy czym co najmniej 3 powinny w przybliżeniu leżeć na prostej, z pozostałych dwóch jeden powinien leżeć ponad prostą i jeden pod prostą . Punkt przecięcia tej prostej z linią odpowiadającą 25 uderzeniom określa wilgotność równą granicy płynności.

w

×

Rys.nr2 ×

×

w_l

×

×

25 log N_u

2.3.2. Metoda Wasiliewa

Za wartość granicy płynności przyjmuje się wilgotność pasty gruntowej ,w której stożek zagłębia się pod własnym ciężarem na głębokość h=10mm.

Z przeznaczonego do badań gruntu ucieramy pastę ,którą nakładamy do naczynia cylindrycznego za pomocą łopatki. Górną powierzchnię gruntu wyrównujemy z brzegiem naczynia i wygładzamy. Stożkiem dotykamy powierzchnię gruntu i delikatnie puszczamy. Po upływie 5 sekund ustalamy zagłębienie stożka. Z sąsiedztwa zagłębienia pobieramy do parowniczki 10-15g gruntu i oznaczamy jego wilgotność. Oznaczenie wykonujemy dwukrotnie. Odrzucamy te oznaczenia dla których głębokość zanurzenia stożka byłą większa od 12mm lub mniejsza od 8mm.

Jeżeli w obu przypadkach uzyskaliśmy zagłębienie 10mm ,to jako granicę płynności należy przyjąć średnią arytmetyczną wilgotności gruntu w obu oznaczeniach.

2.3.3.Metoda penetrometru stożkowego

Wartość granicy płynności obliczamy wg wzoru : W_l=0.00438873∗(w₁₈)² + 0.8873∗w₁₈+3.62

Z próbki gruntu ucieramy pastę i umieszczamy ją w pierścieniu penetrometru . Górną powierzchnię gruntu wyrównujemy za pomocą noża . Pierścień z pastą umieszczamy na podstawie penetrometru i doprowadzamy stożek do kontaktu jego ostrza z powierzchnią pasty w pierścieniu (w środku ). Zwalniamy uchwyt stożka powodując jego swobodny spadek i pogrążenie się na określoną głębokość h ,którą należy odczytać na skali penetrometru z dokładnością do 0.1mm . Wartość h odczytujemy po 5-10 sek. od zwolnienia uchwytu stożka. Badanie wykonujemy dwukrotnie, i jeżeli wartości h nie różnią się od siebie o więcej niż 0.5mm , to oznaczmy wilgotność tego gruntu.

Czynności należy wykonać tak , aby otrzymać co najmniej cztery punkty o zależności h=f(w) w przedziale 12≤ h≤20mm.

Na podstawie uzyskanych zależności h=f(w) sporządzamy wykres. Wilgotność , której odpowiada h=18mm jest szukaną granicą płynności.

h[cm]

×

Rys.nr3.

18 ×

×

×

w_{l w}

1

3

---