Uwagi wstępne.

Analizę granulometryczną wykonuje się w celu określenia składu granulometrycznego gruntów nieskalistych, a więc wyznaczenia procentowej zawartości występujących w nich poszczególnych frakcji. Pozwala to w końcowym efekcie wykreślenie krzywej uziarnienia oraz ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu. Jest to podstawowe oznaczenie przy laboratoryjnych badaniach inżynieryjno-geologicznych właściwości gruntów.

Znajomość rodzaju badanego gruntu pozwala na prognozowanie jego właściwości oraz ustalenie zakresu dalszych badań.

Analizy granulometryczne wykonuje się metodami mechanicznymi (analiza sitowa) oraz metodami sedymentacyjnymi (analiza areometryczna, pipetowa i inne). Jeśli prawie wszystkie ziarna w gruncie mają wymiary ponad 0,06mm, do oznaczenia jego składu stosuje się analizę sitową.

Analiza sitowa polega na określaniu składu granulometrycznego gruntu przez rozdzielenie poszczególnych frakcji w wyniku rozsiewania próbki na znormalizowanych sitach. Za pomocą tej analizy określa się skład granulometryczny gruntów sypkich (kamienistych, gruboziarnistych, drobnoiarnistych niespoistych z wyjątkiem piasku pylastego) i określa ich nazwę. Analiza sitowa jest stosowana również jako badanie uzupełniające przy określaniu składu granulometrycznego gruntów spoistych i piasku pylastego jedną z metod sedymentacyjnych.

Sprzęt pomocniczy.

1. Komplet sit o wymiarach : 2, 1, 0,5 , 0,25 , 0,12 , 0,08 mm.

2. Wstrząsarka.

3. Parowniczki średnicy 5-7mm.

4. Moździerz z tłuczkiem i nakładką gumową.

5. Szczotka do czyszczenia sit.

Przebieg badania:

1. Próbka gruntu przeznaczona do badania nie powinna zawierać ziarn o wymiarach większych niż 40 mm.

2. W przypadku domieszki cząstek iłowych należy rozetrzeć próbkę w wodzie tłuczkiem i przemyć ją na sicie o wymiarach oczek 0,074 lub 0,06mm.

3. Przygotowaną w ten sposób próbkę gruntu suszy się w temperaturze 105-110 °C do stałej masy.

4. Z ususzonej próbki gruntu odważa się z dokładnością nie mniejszą niż 0,1% próbkę do badań.

5. Komplet czystych suchych sit ustawia się w kolumnę w ten sposób, że na górze znajduje się sito o największym wymiarze oczek, a pod nim sita o kolejno coraz mniejszym wymiarze oczek.

6. Zestawione sita umieszcza się na wstrząsarce, na górne sito wsypujemy wysuszona i zwarzona próbkę.

7. Wstrząsamy 5 minut.

8. Po zakończeniu przesiewania pozostałość na każdym sicie przenosi się do zważonej parowniczki i waży.

Obliczenie wyników:

Zawartość poszczególnych frakcji oblicza się w procentach w stosunku do próbki wysuszonej według wzoru:

m_i - masa frakcji pozostałej na sicie w [g].

m_a- masa szkieletu gruntowego w [g].

Różnicę pomiędzy masą pierwotną, a masą uzyskaną z sit stanowi tzw. rozsyp.

W naszym doświadczeniu rozsyp wyniósł 1,95 [g], co stanowi 0,39% początkowej masy próbki.

Uzyskany niedobór wagi rozkładamy zgodnie z procentowym rozkładem masy ziaren na poszczególnych sitach, zgodnie ze wzorem:

p
- procentowa zawartość poszczególnych frakcji

R- całkowity rozsyp

Zestawienie wyników analizy sitowej :

Tabela 1.

Wymiar oczek sita [mm]	Masa pozostałości na sicie [g]		Zawartość frakcji [%]			Suma zawartości frakcji [%]
40 20 4 2 1 0,5 0,25 0,2 0,12 0,08 >0.08	0 75,75 127 25,7 28,5 106 91,8 11,6 9,7 5 17		0 15,15 25,4 5,14 5,7 21,2 18,36 2,32 1,94 1 3,4			0 0,15 40,55 45,69 51,39 72,59 90,98 93,3 95,24 96,24 99,61
suma		498,05		99,61

Zestawienie wyników uwzględniających rozsyp.

Tabela 2.

Lp.	Wymiary oczek sita [mm]	Rozsyp [g]	Masa pozostałości na sicie wraz z rozsypem [g]	Zawartość frakcji [%]	Suma zawartości frakcji [%]
1	40	0	0	0	0
2	20	0,295	76,045	15,209	15,209
3	4	0,495	127,495	25,499	40,708
4	2	0,1	25,8	5,16	45,868
5	1	0,111	28,611	5,722	51,59
6	0,5	0,413	106,413	21,282	72,872
7	0,25	0,358	92,156	18,431	91,303
8	0,2	0,045	11,645	2,329	93,632
9	0,12	0,038	9,738	1,948	95,58
10	0,08	0,019	5,019	1	96,58
11	>0,08	0,663	17,663	3,533	100
	SUMA	1,95	500	100

Wnioski:

Na podstawie otrzymanych wyników stwierdzamy iż badana próbka zawiera 20% frakcji kamienistej , 25% frakcji żwirowej , 50% frakcji piaskowej oraz 5% frakcji pyłowo-iłowej.

Na podstawie wykresu możemy obliczyć współczynnik uziarnienia U ,ze wzoru:

średnice miarodajne odczytane z wykresu

U=15,56

Ponieważ U>15 to grunt wykazuje uziarnienie bardzo nierównomierne.

Podstawy Geotechniki

(laboratorium)

Analiz granulometryczna

Wykonali:

Michał Jasiurkowski

Grzegorz Czaja

Krystian Menet

Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu

Specjalność: Gazownictwo ROK III

---