UNIWERSYTET

TECHNOLOGICZNO - PRZYRODNICZY

im. Jana i Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Budownictwo

Studia dzienne, semestr III, grupa G

Mechanika gruntów

Prowadzący: mgr inż. Szymon Topoliński

Makroskopowe badanie gruntów

Przygotowanie:

Marcin Obijalski

Rafał Siemiątkowski

BYDGOSZCZ 2009

1. Cel ćwiczenia

Celem zajęć było określenie nazwy gruntów mineralnych oraz organicznych. za pomocą badań makroskopowych, które polegają na określaniu nazwy i wybranych cech fizycznych bez pomocy przyrządów.

2. Oznaczenie nazwy gruntu

• Określenie rodzaju gruntu

Oznaczenie nazwy gruntu każdej z próbek, rozpoczęto od określenia jego rodzaju ze

względu na zawartość części organicznych. Ponieważ badanie opierało się na metodzie makroskopowej, a więc bez pomocy przyrządów, niemożliwe było określenie procentowej zawartości tych części (grunty mineralne mają poniżej 2% części organicznych, grunty organiczne powyżej). Aby rozstrzygnąć ten problem starano się wykluczyć, że badaną próbkę mogą stanowić: grunty próchniczne, namuły, torfy czy gytie.

Przyjęto, że wszystkie próbki należą do gruntów mineralnych.

Następnie przystąpiono kolejno w przypadku każdej z pięciu próbek, do uformowania na dłoni kulki o średnicy około 7-8mm. Jeżeli nie było to możliwe, grunt zaliczano do gruntów sypkich. Jeżeli dało się ją uformować, zanurzano kulkę w wodzie, w przypadku gdy rozpadała się zaliczano również do gruntów sypkich, jeżeli nie, do gruntów sypkich.

Trzy pierwsze próbki okazały się spoiste, następne dwie niespoiste.

• Określenia spoistości gruntu

. W celu określenia spoistości gruntu wykonywano próbę wałeczkowania dla każdej z próbek. Próba polegała na uformowaniu kulki o średnicy 7-8 mm z gruntu pobranego ze środka słoiczka, aby uniknąć pomyłki, ponieważ grunt wysuszony może nie wykazywać cech charakterystycznych dla danego rodzaju. Następnie próbowano uformować z kulki wałeczek. Na podstawie obserwacji spękań wałeczka oraz wyglądu jego powierzchni rozpoznano stopień spoistości każdej z próbek, zgodnie z Tabelą 2.1.

Rodzaj gruntu	Rodzaje i nazwy gruntu w zależności od zawartości frakcji piaskowej			Rozpoznawanie stopnia spoistości gruntu
		Grunty piaszczyste	Grunty pośrednie		Grunty pylaste
Mało spoisty	Piasek gliniasty	Pył piaszczysty	Pył	Kulka rozpłaszcza się lub rozsypuje (grunt nie daje się wałeczkowa, lub waleczek rozwarstwia się podłużnie
Średnio spoisty	Glina piaszczysta	Glina	Glina pylasta	Od początku do końca wałeczkowania powierzchnia wałeczka bez połysku; wałeczek pęka poprzecznie
Zwięzło spoisty	Glina piaszczysta zwięzła	Glina zwięzła	Glina pylasta zwięzła	Wałeczek początkowo bez połysku, przy końcu wałeczkowania z połyskiem; pęka poprzecznie
Bardzo spoisty	Ił piaszczysty	Ił	Ił pylasty	Kula i wałeczek od początku z połyskiem, wałeczek pęka poprzecznie
Rozpoznanie zawartości frakcji piaskowej	Między palcami pozostaje dużo ziarn piasku	Wyczuwa się pojedyncze ziarna	Nie wyczuwa się ziarn piasku

[ Tabela 2.1.Określenie rodzaju i nazwy gruntów spoistych ]

Próbka 1 (E1) - grunt średnio spoisty

Próbka 2 (E2) - grunt mało spoisty;

Próbka 3 (E3) - grunt nie spoisty;

Próbka 4 (E4) - grunt zwięzło spoisty;

Próbka 5 (E5) - grunt średnio spoisty;

Próbka 6 (E6) - grunt nie spoisty;

• Rozpoznanie zawartości frakcji piaskowej dla gruntów spoistych

Kolejną czynnością prowadzącą do identyfikacji nazwy i rodzaju gruntu była próba rozcierania w wodzie, dzięki której oszacowano zawartość frakcji piaskowej w próbce.

Zadanie polegało na roztarciu grudki gruntu między palcami zanurzonymi w wodzie odnotowując czy i w jakiej ilości wyczuto ziarna piasku.

Na podstawie Tabeli 2.1. rozpoznano rodzaj gruntu w zależności od zawartości frakcji piaskowej.

Próbka 1 (E1) - grunt piaszczysty;

Próbka 2 (E2) - grunt piaszczysty;

Próbka 4 (E4) - grunt piaszczysty;

Próbka 5 (E5) - grunt pośredni;

• Określenie zawartości odpowiednich frakcji w próbkach gruntów sypkich

Badaniu temu podlegały próbki: trzecia (E3) i szósta (E6), gdyż zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami, zaliczono je do gruntów niespoistych.

Dla tej grupy gruntów, oznaczenie zawartości frakcji polega na wzrokowym oszacowaniu wielkości i ilości ziarn poszczególnych frakcji zgodnie z tabelą.

Rodzaj gruntu	Zawartość frakcji w procentach
		>2mm	>0,5mm	>0,25mm
Żwir	>50
Pospółka	50 ÷10	>50
Piasek gruby	<10	>50
Piasek średni	<10	<50	>50
Piasek drobny	<10	<50	<50
Piasek pylasty	<10	<10	<10

[ Tabela 2.2. Określenie rodzaju i nazwy gruntów niespoistych ]

Próbka 3 (E3) - piasek pylasty;

Próbka 6 (E6) -piasek średni;

• Podanie rodzajów i nazw gruntów

Na postawie powyższych diagnoz, następujące próbki gruntów, to:

Próbka 1 (E1) - grunt średnio spoisty; glina piaszczysta;

Próbka 2 (E2) - grunt nie spoisty; torf;

Próbka 3 (E3) - grunt nie spoisty; piasek pylasty;

Próbka 4 (E4) - grunt zwięzło spoisty; glina piaszczysta zwięzła;

Próbka 5 (E5) - grunt średnio spoisty; glina;

Próbka 6 (E6) - grunt nie spoisty; glina;

3. Określenie barwy gruntu

Barwę gruntu należało określić na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej, podając intensywność i odcień barwy. Zaobserwowano następujące barwy, dla poszczególnych próbek:

Próbka 1 (E1) - barwa szara;

Próbka 2 (E2) - barwa czarna;

Próbka 3 (E3) - barwa jasnobrązowa;

Próbka 4 (E4) - barwa brązowo szara;

Próbka 5 (E5) - barwa brązowa;

Próbka 6 (E6) - barwa żółta;

4. Określenie wilgotności gruntów

Wilgotność gruntu określono makroskopowo zgodnie z Tabelą 4.1.

Wilgotność gruntu	Cechy gruntu
Suchy	grunt niespoisty stanowi suchy proszek, grudka gruntu suchego przy zgniataniu pęka, a po rozdrobnieniu daje suchy proszek;
Mało wilgotny	grudka przy zgniataniu odkształca się plastycznie, papier bądź ręka przyłożone do gruntu pozostają suche;
Wilgotny	grunt zostawia ślad wilgoci na papierze lub dłoni;
Mokry	przy ściskaniu grudki w dłoni odsącza się woda;
Nawodniony	woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie;

[ Tabela 4.1. Określanie makroskopowe wilgotności gruntu ]

5. Określenie stanu gruntów spoistych

W celu określenia stanu gruntu spoistego wykonuje się próbę wałeczkowania w podobny sposób jak przy określaniu spoistości gruntu, z tym, że po uformowaniu wałeczka zagniata się go i formuje następny, odnotowując liczbę wykonanych wałeczków z tej samej kulki, nie wliczając ostatniego popękanego wałeczka. Badanie powtarza się na trzech oddzielnych grudkach gruntu, przyjmując za miarodajną najwyższą liczbę wałeczków.

Badaniu podlegały trzy pierwsze próbki. Ponieważ w przypadku próbki pierwszej oraz trzeciej, wałeczek rozpadał się przy pierwszej próbie, odnotowano liczbę wałeczków dla każdej z tych próbek równą zero. Dla próbki drugiej, jeden wałeczek, pamiętając o jego rodzaju spoistości (grunt mało spoisty).

Stan gruntu spoistego	Liczba wałeczkowań
Zwarty	nie można uformować kulki;
Półzwarty	można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego wałeczkowania;
Rodzaj gruntu	mało spoisty	średnio spoisty	zwięzło spoisty	bardzo spoisty
Twardoplastyczny	1	<2	<3	<5
Plastyczny	2	2-4	3-7	5-10
Miękkoplastyczny	>2	>4	>7	>10
Płynny	grunt zachowuje się jak ciecz

[ Tabela 5.1. Stany gruntu spoistego]

Na podstawie uzyskanych informacji oraz korzystając z Tabeli 5.1. ustalono następujące stany gruntów spoistych:

Próbka 1 (E1) - grunt plastyczne;

Próbka 2 (E2) - grunt zwarty;

Próbka 4 (E4) - grunt plastyczny;

Próbka 5 (E5) - grunt plastyczny;

6. Oznaczenie zawartości węglanu wapnia

W celu oznaczenia zawartości węglanu wapnia w próbce, grudkę gruntu nakładano na szklaną podstawkę, następnie skraplano 20-procentowym roztworem kwasy solnego,. Zaobserwowane reakcje porównano z poniższą tabelą.

Reakcja gruntu	Zawartość węglanów (CaCO3)
grunt nie burzy się lub wykazuje tylko ślady reakcji	<1% I klasa
grunt burzy się słabo i krótko	1-3% II klasa
grunt burzy się intensywnie lecz krótko	3-5% III klasa
grunt burzy się intensywnie i długo	>5% IV klasa

[Tabela 6.1. Zawartość węglanu wapnia w gruncie]

Grudka gruntu z pierwszej próbki nie burzyła się, pozostałe próbki burzyły się intensywnie lecz krótko. Zawartość węglanów przedstawia się zatem następująco:

Próbka 1 (E1) - zawartość CaCO₃ <1%, klasa I;

Próbka 2 (E2) - zawartość CaCO₃ <1%, klasa I;

Próbka 3 (E3) - zawartość CaCO₃ 3-5%, klasa III;

Próbka 4 (E4) - zawartość CaCO₃ <1%, klasa I;

Próbka 5 (E5) - zawartość CaCO₃ >5%IV klasa

Próbka 6 (E6) - zawartość CaCO₃ <1%, klasa I;

3

---