Instytut Geotechniki i Hydrotechniki Politechnika Wrocławska
Zakład Mechaniki Gruntów Wydział: BLiW
SPRAWOZDANIE
Z „MECHANIKI GRUNTÓW”
BADANIE MAKROSKOPOWE .
Wykonał :
Rok akademicki : 1998/99 Marek Turczyn
Semestr zimowy 5 Gr . 4 rok 3
Prowadzący : dr H . Konderla
Celem ćwiczenia były badania makroskopowe i analiza granulometryczna .
1.Podstawowe pojęcia .
Grunt budowlany - zgodnie z normą PN-86/B-02480 , uznaje się tę część skorupy ziemskiej która współpracuje lub może współpracować z obiektem budowlanym stanowi jego element lub służy jako tworzywo do wykonania z niego budowli ziemnych .
Frakcja uziarnienia - jest to zbiór wszystkich ziarn (cząstek) gruntu nieskalistego o średnicach zastępczych znajdujących się w określonym zakresie wielkości .
Średnica zastępcza - jest to średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka gruntowa , opadająca w wodzie z taką samą prędkością jak rzeczywista cząstka gruntowa .
Badania makroskopowe - mają na celu określenie nazwy , rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów .Najczęściej obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu ,jego barwy i wilgotność oraz zawartość węglanu wapnia . Próbki do badań makroskopowych pobiera się z każdej warstwy gruntu różniącej się rodzajem lub stanem , nie rzadziej niż jeden metr głębokości .
Rodzaje pobieranych próbek gruntu :
o naturalnej strukturze ( NNS )
o naturalnej wilgotności ( NW )
o naturalnym uziarnieniu (NU)
Oznaczenie nazwy gruntów sypkich .
Do gruntów sypkich zalicza się grunty drobnoziarniste niespoiste oraz grunty gruboziarniste zawierające do 2% frakcji iłowej :
piasek gruby
piasek średni
piasek drobny
piasek pylasty
Oznaczenie nazwy gruntów spoistych .
Rodzaj gruntów spoistych zależy przede wszystkim od zawartości w nich frakcji iłowej , a nazwa zależy od zawartości frakcji pyłowej i piaskowej :
grunty mało spoiste frakcji iłowej do 10%
grunty średnio spoiste frakcji iłowej 10-20%
grunty zwięzło spoiste frakcji iłowej 20-30%
grunty bardzo spoiste frakcji iłowej ponad 30%
2.Opis przeprowadzonych badań .
Próba wałeczkowania
1) Ze środka większej bryły gruntu bierze się grudkę gruntu o wilgotności naturalnej .
2) Z grudki usuwa się ziarna żwirowe i formuje palcami kuleczkę średnicy 7 mm .
3) Z kuleczki formuje się wałeczek na wyprostowanej lewej dłoni , prawą nieznacznie naciskając grunt i przesuwając wzdłuż lewej z szybkością około 2 razy na sekundę .
4) Czynność tę prowadzi się do momentu , aż wałeczek osiągnie jednakową na całej długości średnicę 3 mm .
5) Jeśli wałeczek nie wykazuje spękań i nie łamie się przy podniesieniu go w palcach do góry
zgniata się go , ponownie formuje kuleczkę i wałeczkuje od nowa .
6) Kolejne czynności wałeczkowania do średnicy 3 mm i formowanie kuleczki wykonuje się tak długo , aż wałeczek po uzyskaniu średnicy 3 mm rozsypuje się lub zaczyna pękać .
7) W czasie wałeczkowania gruntu obserwuje się :
rodzaj spękań
zmiany wyglądu wałeczka
8) Charakter spękań oraz wygląd wałeczka pozwala na określenie rodzaju gruntu spoistego .
9) Próbę wałeczkowania przeprowadza się na co najmniej 2 grudkach gruntu .
Próba rozmakania .
Próbkę umieszcza się na siatce o wymiarach oczek kwadratowych 5 mm i zanurza w całości w zlewce z wodą destylowaną
Mierzy się czas rozmakania grudki od chwili zanurzenia w wodzie aż do momentu przeniknięcia jej przez oczka siatki w wyniku .
Czas rozmakania zależy od zawartości frakcji iłowej w próbce , pozwala na zaliczenie jej do odpowiedniego rodzaju gruntu .
Próba rozcierania .
Grudkę gruntu przeznaczonego do badań rozciera się między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie .
Podczas tego rozcierania określa się rodzaje i nazwy gruntów w zależności od zawartości frakcji piaskowej :
grunty piaszczyste
grunty pośrednie
grunty pylaste
Określanie barwy gruntu .
Barwę gruntu określa się na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej . Określenie barwy może być kilkuczłonowe , najpierw podaje się intensywność i odcień barwy , następnie barwę podstawową .
Określanie zawartości węglanu wapnia .
Zawartość węglanu wapnia określa się na podstawie obserwacji reakcji gruntu po skropieniu go 20% roztworem kwasu solnego :
jeśli grunt burzy się intensywnie i długo ; silnie wapnisty 4 klasa
jeśli grunt burzy się intensywnie , lecz krótko ; wapnisty 3 klasa
jeśli grunt burzy się słabo i krótko ; słabo wapnisty 2 klasa
jeśli grunt nie burzy się , wykazuje tylko ślady reakcji ; bezwapnisty 1 klasa
Określanie wilgotności gruntu .
Wilgotność dla gruntów spoistych :
suchy , grudka gruntu przy zginaniu pęka , po rozdrobnieniu daje suchy proszek
mało wilgotny , grudka gruntu przy zginaniu odkształca się plastycznie lecz papier lub ręka przyłożona do gruntu nie jest wilgotna
wilgotny grudka gruntu przyłożona do papieru lub ręki zostawia wilgotny ślad
mokry przy ściskaniu grudki gruntu w dłoni z gruntu odsącza się woda
nawodniony , z gruntu płynnego lub nasyconego wodą woda odsącza się grawitacyjnie
Wilgotność dla gruntów sypkich :
suchych , nie wykazuje śladów wilgoci
wilgotny , zostawia ślady na papierze lub dłoni
nawodniony , woda odsącza się samoczynnie
Określenie stanów gruntów spoistych .
Wyróżnia się 6 stanów gruntu :
zwarty
półzwarty
twardoplastyczny
plastyczny
miękkoplastyczny
płynny
Analiza granulometryczna .
Analizę granulometryczną wykonuje się w celu wyznaczenia procentowej zawartości występujących w nich poszczególnych frakcji . Pozwala to w końcowym efekcie na wykreślenie krzywej uziarnienia oraz ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu .Analizy te
wykonuje się metodami mechanicznymi (analiza sitowa ) oraz metodami sedymentacyjnymi (analiza aerometryczna i pipetowa ).
Analiza sitowa .
Stosujemy tą metodę jeśli prawie wszystkie ziarna w gruncie mają wymiary ponad 0,06 mm . Polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu przez rozdzielenie poszczególnych frakcji w wyniku rozsiewania próbki na znormalizowanych sitach .
Analiza aerometryczna .
Analiza aerometryczna jest analizą sedymentacyjną , w której prędkość opadania cząstek gruntowych w środowisku wodnym oznaczana jest przez pomiar zmian gęstości odnośnej zawiesiny za pomocą aerometru . Służy ona do oznaczania zawartości cząstek o średnicach zastępczych mniejszych od 0,06 lub 0,074 mm gruntów spoistych .
Analiza pipetowa.
Jest stosowana do określania zawartości frakcji pyłowej i iłowej w gruncie . Cząstki gruntu o określonej średnicy wymagają jakiegoś czasu aby przebyć określoną drogę od powierzchni zawiesiny . Po upływie czasu od momentu wstrząśnięcia zawiesiny w cylindrze wszystkie cząstki o średnicy większej od określonej będą znajdować się poniżej pewnej głębokości od powierzchni cieczy , a do tej głębokości mogą znajdować się cząstki o określonej średnicy lub o średnicy mniejszej od niej w takim stężeniu w jakim znajdowały się na początku analizy w całej zawiesinie . Jeśli więc w tym momencie z głębokości cieczy pobierze się próbę zawiesiny o danej objętości i oznaczy w niej masę suchych cząstek gruntowych , to po przeliczeniu na całą pierwotną objętość zawiesiny otrzyma się w badanej próbce gruntu procentową zawartość cząstek o określonych wymiarach .
3. Określenie rodzaju gruntu .
Próbka gruntu spoistego : barwa - brunatna z przebarwieniami szarości , pomarańczu i czerni ;
nie zawiera węglanu wapnia ; grunt mało wilgotny ; twardoplastyczny ; wałeczek pęka jest cały czas matowy .
Próbka gruntu niespoistego : barwa - pomarańczowo brązowa , nie zawiera węglanu wapnia ; suchy ;
4. Wnioski .
Po przeprowadzonych badaniach można stwierdzić że gruntem spoistym jest glina piaszczysta ,
a gruntem niespoistym jest piasek drobnoziarnisty .