Ćwiczenie laboratoryjne nr 5

Temat ćwiczenia:

OZNACZANIE WILGOTNOŚCI NATURALNEJ GRUNTU. OZNACZANIE GRANIC: SKURCZALNOŚCI, PLASTYCZNOŚCI I PŁYNNOŚCI. OBLICZENIE STOPNIA I WSKAŹNIKA PLASTYCZNOŚCI GRUNTU SPOISTEGO.

Opis teoretyczny.

Stan gruntu spoistego zależy od stosunku zawilgocenia, przy czym im więcej dany grunt zawiera wody tym mniejsza jest jego nośność ( mniejsza wytrzymałość i większa ściśliwość ), a tym samym mniejsza jego przydatność jako podłoża budowlanego.

W zależności od stosunku zawilgocenia wyróżnia się następujące konsystencje: zwartą, plastyczną i płynną.

Grunty o konsystencji zwartej charakteryzują się znaczną nośnością i niewielką ściśliwością a poddane obciążeniu zachowują się jak ciała kruche.

Grunty o konsystencji plastycznej odznaczają się mniejszą nośnością i większa ściśliwością. W procesie obciążenia odkształcają się znacznie nie ulegając przy tym spękaniom i zachowując nadany kształt.

Grunty o konsystencji płynnej zachowują się jak ciecz i nie nadają się do bezpośredniego posadowienia fundamentów.

Poszczególne konsystencje wydzielają granice konsystencji, tzw. Granice Atterberga. Granica płynności rozdziela konsystencję płynną od plastycznej, a granica plastyczności - konsystencję plastyczną od zwartej. Oprócz tego uwzględnia się jeszcze granicę skurczalności.

ZADANIE 1

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie wilgotności gruntu (w).

2. Podstawy teoretyczne.

Wilgotność naturalna gruntu w - jest to stosunek wody zawartej w próbce m_w do masy szkieletu gruntowego m_s :

def. , [%] oblicza się ze wzoru: , [%]

gdzie: m_mt - masa parowniczki z gruntem wilgotnym, g

m_st - masa parowniczki z gruntem wysuszonym, g

m_t - masa pustej parowniczki, g

3. Przebieg ćwiczenia.

1. przygotowanie próbki wg PN-88 / B04481 (5.1.2)

2. umieszczenie obu części gruntu w parowniczce o znanej masie (m_t)

3. wyznaczenie masy parowniczki wraz z gruntem (m_mt)

4. suszenie w temperaturze 105-110°C do stałej masy

5. po ostudzeniu wyznaczenie m_st

6. obliczenie wyników

4. Wykonanie badania wg PN-88 / B04481 (5.1.)

Badanie makroskopowe rodzaju gruntu:.......................................................................................................... ...............................................................................................................................I_P = ..............+...................

i stanu gruntu: X = .................................... stan:....................................................I_L = ..............+...................

Tabela zawierająca wyniki badań próbki gruntu pobranego w terenie:

Wilgotność gruntu			WILGOTNOŚĆ NATURALNA w
Numer parowniczki
Masa parowniczki	mt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wilgotnym	mmt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wysuszonym	mst	[g]
Masa wody w próbce	mmt - mst	[g]
Masa szkieletu gruntowego	mst - mt	[g]
Wilgotność gruntu	w	[%]
Wynik badania		[%]	w =

ZADANIE 2.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie granicy skurczalności gruntu (w_S).

2. Podstawy teoretyczne.

Granicę skurczalności gruntów (w_S) określa się wilgotność, przy której wysychające próbki przestają zmniejszać swą objętość.

gdzie: ρ_W - gęstość wody w porach gruntu przyjmowana jako równa 1,000 g/cm³

ρ_S - gęstość właściwa szkieletu gruntowego wg 5.3 g/cm³

ρ_d - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego g/cm³ obliczona wg wzoru:

gdzie: m_S - masa szkieletu gruntowego wg 5.4.3., g

V - objętość gruntu wg 5.4.3., g/cm³

3. Przebieg ćwiczenia.

1. przygotowanie próbek

2. wysuszenie do stałej masy

3. po ostudzeniu oznaczyć masę (m_s) i objętość (V)

4. obliczenie wyników

4. Wykonanie badania wg PN-88 / B04481 (5.4.)

ZADANIE 3.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest oznaczenie granicy plastyczności gruntu (w_p)

2. Postawy teoretyczne.

Granicę plastyczności (w_p) gruntu określa się jako wilgotność wałeczka gruntowego, przy której w kolejnym wałeczkowaniu pęka on, rozwarstwia się lub rozsypuje.

3. Przebieg ćwiczenia.

1. przygotowanie próbki wg 5.5.3

2. z próbki należy uformować kulkę o średnicy 7-8 mm i wałeczkować ją na dłoni, aż wałeczek uzyska średnicę około 3 mm, po czym z wałeczkowanego gruntu należy ponownie uformować kulkę.

3. powyższe czynności powtarzamy tak długo, aż przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek ulegnie uszkodzeniu

4. wszystkie kawałki wałeczka wkładamy do naczynia wagowego

5. czynności powtarzamy tyle razy, aby w dwu naczynkach zebrało się po co najmniej 5-7 g gruntu

6. obliczenie wyników wg pkt. 5.1.

Wilgotność gruntu			GRANICA PLASTYCZNOŚCI wp
Numer parowniczki
Masa parowniczki	mt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wilgotnym	mmt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wysuszonym	mst	[g]
Masa wody w próbce	mmt - mst	[g]
Masa szkieletu gruntowego	mst - mt	[g]
Wilgotność gruntu	w	[%]
Wynik badania		[%]	wp=

ZADANIE 4.

1. Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie granicy płynności metodami:

1. Casagrande'a,

2. Wasiliewa

3. penetrometru stożkowego.

2. Podstawy teoretyczne.

1. metoda Casagrande'a

Jako wartość granicy płynności (w_L) przyjmuje się wilgotność pasty gruntowej, w której wykonana bruzda zlewa się na długości 10 mm i wysokości 1 mm, przy 25 uderzeniach miseczki o podstawę.

Przebieg ćwiczenia:

1. przygotowanie próbki

2. nałożenie gruntu do miseczki

3. uformowanie bruzdy

4. umieszczenie miseczki z gruntem w aparacie

5. wykonanie badania

6. sporządzenie wykresu zależności N_u = f (w)

GRANICA PŁYNNOŚCI wl według CASAGRANDE'A
Liczba uderzeń	Nu
Numer parowniczki
Masa parowniczki	mt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wilgotnym	mmt	[g]
Masa parowniczki z gruntem wysuszonym	mst	[g]
Masa wody w gruncie	mmt - mst	[g]
Masa szkieletu gruntowego	mst - mt	[g]
Wilgotność gruntu	w	[%]

Wyznaczenie granicy płynności w_L:

2. metoda Wasiliewa

Jako wartość granicy płynności przyjmuje się wilgotność pasty gruntowej, w którą stożek zagłębia się pod własnym ciężarem na głębokość h = 10,0 mm w czasie 5s.

Przebieg ćwiczenia.

1. nałożenie przygotowanej próbki do naczynia

2. zagłębić stożek w próbkę tak, aby opadał on pod własnym ciężarem

3. po upływie 5s ustalić zagłębienie stożka

4. pobrać 10-15g gruntu i oznaczyć jego wilgotność

5. obliczenie wyników

3. metoda penetrometru stożkowego

Wartość granicy płynności w_L oblicza się ze wzoru: w_L = 0,0043w²₁₈ + 0,8873w₁₈ + 3,62

gdzie: w₁₈ - wilgotność pasty gruntowej, odpowiadająca głębokości penetracji h = 18,0 mm.

Przebieg ćwiczenia.

1. napełnić pierścień pastą gruntową

2. pierścień z pastą umieścić na podstawie penetrometru i opuścić stożek

3. odczytać głębokość na skali

4. pomiary powtórzyć 4 razy

5. wartość granicy płynności obliczyć z równania

Opracowanie wyników.

ZADANIE 5.

1. Cel ćwiczenia:

Obliczenie wartości I_L oraz I_P.

2. Podstawy teoretyczne.

Stopień plastyczności I_L - służy do określenia stanów gruntów spoistych. Obliczany jest ze wzoru:

Wskaźnik plastyczności I_P - wskazuje ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny (w % w stosunku do masy szkieletu). Stanowi kryterium podziału gruntów na grupy pod względem spoistości. Obliczany jest ze wzoru:

I_P = w_L - w_P, [%]

3. Obliczenia:

WNIOSKI

---