PolitechnikaWarszawska Warszawa, dn. 9.12.2006 r.

Wydział Inżynierii Środowiska

SPRAWOZDANIE NR 2

T e m a t : Analiza sitowa . Analiza aerometryczna .

Gęstość objętościowa gruntu , wilgotność naturalna gruntu , gęstość objętościowa szkieletu gruntowego.

Gr. ISiW-1

Budzianowska Katarzyna

Bytońska Julia

Gotowiec Michalina

Nietubyć Iwona

Pasek Małgorzata

Milewski Paweł

Analiza sitowa

1. Wstęp teoretyczny

Celem ćwiczenia było określenie rodzaju gruntu niespoistego oraz wykonanie wykresu krzywej uziarnienia badanego gruntu.

Badanie uziarnienia (składu granulometrycznego) gruntu polega na określeniu zawartości w nim poszczególnych frakcji. W przypadku gruntów niespoistych wykonuje się to metodą sitową , natomiast w gruntach spoistych stosuje się metodę aerometryczną . Badania te służą do na wykreślenia krzywej uziarnienia, ustalenia rodzaju
i nazwy badanego gruntu.

2. Sposób przeprowadzania badania

Najpierw należało odważyć odpowiednią masę piasku , w zależność od makroskopowego określenia rodzaju gruntu niespoistego.

Norma:

:

• dla piasku drobnego 200-250 g,

• dla piasku średniego 250-500 g,

• dla piasku grubego, pospółki i żwiru 500-5000 g,

Do analizy pobrano próbkę gruntu o masie m_s=349,11 g.

W następnej kolejności ustawiono komplet suchych , czystych sit w kolumnę w taki sposób , że na górze znajdowało się sito o największym wymiarze oczek a pod nim sita o coraz mniejszych wymiarach oczek (4; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,125 oraz 0,063 mm). Pod ostatnim sitem umieszczono podstawkę do zbierania najmniejszych frakcji.

Na pierwsze sito wsypano wysuszoną i zważoną próbkę . Kolumnę umieszczono na wstrząsarce i uruchomiono ją . Po pięciu minutach zawartość poszczególnych sit zważono. Pozwoliło to na wykonanie krzywej przesiewu.

Czynności te należało wykonywać z dużą dokładnością , aby nie było różnicy pomiędzy masą wyjściową a sumą mas z poszczególnych sit. Dopuszczalny błąd to O,5% wartości masy wyjściowej.

1. Wyniki pomiarów

Poniżej znajduje się tabela z wynikami . Na ich podstawie została obliczona różnica pomiędzy masą szkieletu gruntowego m_s (wyjściową) a sumą mas wszystkich frakcji Σm

g

Ponieważ 0,08 stanowi 0,02 % masy wszystkich frakcji n badanie można by było uznać je za prawidłowe, jednakże te 0,02% stanowi nadwyżkę . Prawdopodobnie ta różnica powstała w wyniku nieprawidłowego odczytania masy z wagi .

L. p.	Średnica oczek	Masa sita i frakcji	Masa sita	Masa frakcji	Zawartość frakcji	Zawartość skumulo-wana
-	d [mm]	[g]	[g]	mi [g]	[%]	[%]
1	4	499,54	490,79	8,73	2,5	2,5
2	2	488,56	450,50	38,04	10,98	13,48
3	1	531,68	420,13	111,53	31,90	45,38
4	0,5	571,36	433,72	137,62	39,4	84,78
5	0,25	411,55	367,24	44,29	12,68	97,46
6	0,125	355,68	347,24	8,10	2,31	99,77
7	0,063	399,60	398,99	0,59	0,16	99,93
8	< 0,063	347,77	347,48	0,27	0,07	100,00
Suma	-	-	-	349,19	100,00	-

Wyliczone wartości zawartości skumulowanej poszczególnych frakcji naniesiono na wykres i aproksymowano linią o monotonicznej krzywiźnie w celu wykreślenia krzywej uziarnienia. Wykres został załączony do sprawozdania.

2. Wnioski

Po porównaniu otrzymanego wykresu z krzywymi uziarnienia charakterystycznymi dla różnych rodzajów gruntów sypkich określono rodzaj badanego gruntu: pospółka .

Badanie wilgotności naturalnej w_n, gęstości objętościowej ρ, gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d.

a) Wstęp teoretyczny

Celem ćwiczenia było określenie wilgotności naturalnej w_n, gęstości objętościowej ρ oraz gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d badanej próbki gruntu spoistego.

Gęstość objętościowa gruntu ρ

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa [t/m³, g/cm³],

m_m - masa próbki gruntu w stanie naturalnym [t, g],

V - objętość badanej próbki gruntu [m³, cm³].

Wilgotność naturalna w_n

gdzie:

w_n - wilgotność naturalna [%],

m_w - masa wody zawarta w próbce [g],

m_s - masa szkieletu gruntowego [g].

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ_d

Praktycznie obliczenia gęstości objętościowej szkieletu gruntowego dokonuje się ze wzoru:

b) Sposób przeprowadzenia badania

Wyznaczenie gęstości objętościowej gruntu ρ metodą pierścienia tnącego

Badanie gęstości objętościowej przeprowadzono na próbkach o nienaruszonej strukturze i naturalnej wilgotności. Najpierw zważono i zmierzono wymiary pierścienia , aby wyznaczyć jego masę i objętość . Wciśnięto równomiernie pierścień w grunt . Następnie wyciągnięto pierścień , zważono go wraz z gruntem . Określono masę gruntu . Badanie zostało wykonane dwa razy.

Wyznaczanie wilgotności naturalnej w_n

Badanie zostało przeprowadzone w dwóch parowniczkach , które zważono( m_t) . Następnie umieszczono w nich próbkę gruntu(m_mt). Zważono parowniczki z gruntem i umieszczono je w suszarce w temperaturze105-110 ^OC. Po odpowiednim czasie suszenia- tygodniu parowniczki z gruntem ostudzono i zważono (m_st).

Wyznaczenie masy wody w próbce gruntu ze wzoru:

Wyznaczenie masy szkieletu gruntowego ze wzoru:

Wyznaczenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d

Na podstawie otrzymanych wyników (ρ oraz w_n) oblicza się gęstość objętościową szkieletu gruntowego.

c) Wyniki pomiarów

Analiza makroskopowa próbki

Próba wałeczkowania: Wykonano jeden wałeczek , pod koniec wałeczkowania wystąpił połysk

Próba rozcierania w wodzie: Nie wyczuwalne ziarenka piasku

Barwa: brązowo -szara.

Na podstawie analizy makroskopowej stwierdzono, iż badana próbka gruntu to glina pylasto -zwięzła o stanie twardo-plastycznym .

Wyznaczenie gęstości objętościowej gruntu ρ metodą pierścienia tnącego

Próbka 1 Próbka 2

Masa pierścienia wraz z gruntem 100,03 g, 66,3g

Masa pierścienia bez gruntu 34, 63 g 20,97g

Masa gruntu 65,4 g 45,66g

Średnica wewnętrzna pierścienia 4,00 cm, 3,45cm

Wysokość pierścienia 2,63 cm. 2,5cm

Objętość pierścienia 33,03 cm³ 23,36cm³

Gęstość objętościowa gruntu wynosi

Ostatecznie gęstość objętościowa wyniesie :

Ponieważ różnica obu wyników przekracza 0,02 g/cm³ badanie należałoby powtórzyć .

Wyznaczanie wilgotności naturalnej w_n

Masa parowniczki m =44,69g,

Masa parowniczki z próbką gruntu m=84,97g,

Masa parowniczki z próbką gruntu po tygodniu suszenia m=76,15g,

m_w=84,97-76,15 =8,82g

m_s=76,15-44,69=31,46 g

Wyznaczenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d

g/cm³

2. Wnioski

Wyniki pomiarów laboratoryjnych i makroskopowych odbiegają od siebie. Według analizy makroskopowej badana próbka to glina pylasto- zwięzła . Według norm wartości ρ i w_n dla tego gruntu powinny wynosić odpowiednio 2,00g/cm³ oraz 22% . Można wyciągnąć z tego wniosek iż podczas przeprowadzania badania nastąpił błąd .Świadczyć może o tym również fakt , iż otrzymana wartość gęstości objętościowej jest znacznie niższa od wartości normowych gruntów spoistych .

3

---