Łódź, dnia 20.04.2009r

LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW

Ćwiczenie nr 4

BADANIE ZAGĘSZCZALNOŚCI GRUNTU.

OZNACZENIE METODĄ PROCTORA WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ I MAKSYMALNEJ GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ SZKIELETU GRUNTOWEGO.

Krystian Gogulski

Piotr Gładki

Paweł Fabijański

1. Teoria:

1.1. Wilgotnością optymalną nazywamy taką wilgotność, przy której w danych

warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu.

1.2. Wskaźnik zagęszczenia gruntu (I_s) jest to stosunek gęstości objętościowej

szkieletu gruntowego (ρ_d) do maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu

gruntowego (ρ_ds.). Jest to parametr charakteryzujący jakość zagęszczenia

gruntu w nasypie. I_s zbliżone do jedności świadczy o dobrej jakości

zagęszczenia.

1.3. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy

szkieletu gruntowego do objętości gruntu.

Gęstość objętościową szkieletu gruntowego oblicza się ze wzoru:

ρ - gęstość objętościowa gruntu

w - wilgotność próbki

2. Cel ćwiczenia:

2.1. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wilgotności optymalnej gruntu.

Określić wskaźnik zagęszczenia gruntu i porównać go z

projektowanym wskaźnikiem.

3. Wykonane czynności:

• wyznaczenie objętości cylindra z aparatu Proctora.

Została zmierzona średnica i wysokość cylindra w trzech miejscach

Wysokość [cm]: H₁=9.969 ; H₂=9,945 ; H₃=9,933 ⇒ H_sr= 9,949

Średnica [cm]: D₁=11,271 ; D₂=11,275 ; D₃=11,291 ⇒ D_sr= 11,279

Objętość [cm³]: V_cyl =

V_cyl = 994,055

• ubijanie gruntu w aparacie Proctora według metody I.

Po każdym ubiciu gruntu, nadmiar gruntu ponad powierzchnie cylindra zostawał zebrany, następnie cylinder z gruntem był ważony. Po ważeniu pobrane były trzy próbki: z góry, z dołu i z środka cylindra w celu określenia wilgotności gruntu. Następnie zwiększona zostawała wilgotność gruntu poprzez dolanie do niego 80 cm³ wody. Po czym czynności te zostawały powtórzone. Wykonano pięć prób.

• wyznaczenie wilgotności pobranych próbek w pięciu cyklach:

W₄₀₁=((117,44-115,68)/( 115,68-63,21))100 = 3,35[%]

w₄₇₉=((115,15-112,78)/( 112,78-65,42))100 = 5,00[%]

w₄₅₂=((113,70-110,88)/( 110,88-67,61))100 = 6,52[%]

w₄₈₅=((107,11-103,97)/( 103,97-65,21))100 = 8,10[%]

w₇₀₆=((120,07-115,13)/( 115,13-62,67))100 = 9,42[%]

Oznaczenie Parowniczki	Masa parowniczki mt [g]	Masa parowniczki z wilgotnym gruntem mmt [g]	Masa parowniczki z wilgotnym gruntem mst [g]	Wilgotność gruntu [%]
401 (cykl1)	63,21	117,44	115,68	3,35
479 (cykl 2)	65,42	115,15	112,78	5,00
452 (cykl 3)	67,61	113,70	110,88	6,52
485 (cykl 4)	65,21	107,l1	103,97	8,10
706 (cykl 5)	62,67	120,07	115,13	9,42

• wyznaczenie gęstości objętościowej gruntu w pięciu cyklach:

M_cyl = 1140 [g]

V_cyl = 994,055 [cm³]

Numer cyklu	Masa cylindra z zagęszczonym gruntem Mcg [g]	Gęstość objętościowa gruntu ρ [g/cm^3]	Wilgotność gruntu [%]	Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρd [g/cm^3]
1	2880	1,75	3,35	1,693
2	2915	1,79	5,00	1,705
3	2956	1,83	6,52	1,718
4	3001	1,87	8,10	1,730
5	3093	1,96	9,42	1,791

• wyznaczenie krzywej dla S_r=1

ρ_s= 2,65 [g/cm³]

ρ_w= 1,0 [g/cm³]

Wilgotność gruntu [%]	ρd [g/cm^3]
10	2,10
11	2,06
12	2,02
13	1,98
14	1,94

Wartości na osi pionowej wykresu odpowiadają wartościom gęstości objętościowej szkieletu gruntowego a na osi poziomej wartościom wilgotności, wzięte z tabelki powyżej. Wszystkie wartości zostały naniesione na wykres w odpowiedniej skali.

• na podstawie sporządzonego wykresu (ρ_d - w)

- ρ_ds. = 1,791 [g/cm³]

- w_opt = 9,42 [%]

• policzenie ρ_dn dla próbki z nasypu:

w_n = 9,9 [%]

ρ_n = 1,78 [g/cm³]

ρ_dn = 1,62 [g/cm³]

• policzenie rzeczywistego wskaźnika zagęszczenia I_s^rzecz :

I_s^rzecz = 0,994

• porównanie obliczonego wskaźnika zagęszczalności ze wskaźnikiem projektowanym

I_s^rzecz = 0,994 > I_s^proj = 0,96

• obliczenie jednostkowej energii zagęszczenia:

M_ubijaka=2,5[kg]

h = 0,32 [m]

V_cyl= 994,055 [cm³]

=
= 0,59[J/cm³]

3. Wnioski:

Rzeczywisty wskaźnik zagęszczenia gruntu jest większy od projektowanego wskaźnika zagęszczenia gruntu, wynika z tego, że nasyp jest prawidłowo zagęszczony.

---