Politechnika Koszalińska
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
Kierunek: Budownictwo
Mechanika gruntów i fundamentowanie
laboratorium nr 1.
Prowadzący: Wykonali:
dr inż. Krzysztof Gajewski Ernest Kłosowski
Artur Malik
Daniel Marciniak
gr. 3.1.2
Badanie właściwości gruntu metodą makroskopową.
Badaniu metodą makroskopową zostało poddane pięć rodzajów gruntów.
Grunt nr 1.
Oznaczenie rodzaju gruntu:
próba wałeczkowania - służąca do oceny spoistości gruntu; do badania przeznaczono grudki gruntu bez frakcji kamienistej i żwirowej, uformowano kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowano do otrzymania wałeczka o średnicy 3 mm.
Stan gruntu nr 1 określono jako półzwarty, gdyż pomimo tego że uformowano kulkę to wałeczek pękł podczas pierwszego wałeczkowania. Gdy próbka została lekko namoczona, to wałeczek poddany próbie wałeczkowania rozwarstwiał się podłużnie.
próba rozcierania gruntu w wodzie - grudkę gruntu przeznaczonego do badania rozcierano pomiędzy dwoma palcami w wodzie.
Grunt nr 1 zaliczono do grupy I , gdyż można było wyczuć stosunkowo dużo ziaren piasku pomiędzy palcami.
Oznaczenie wilgotności:
Grunt nr 1 określono jako wilgotny, gdyż ręka przyłożono do gruntu ulegała zawilgoceniu.
Oznaczenie barwy:
Badany grunt miał odcień jasny, barwę brązową.
Oznaczenie klasy zawartości węglanów:
Próbkę zwilżono kilkoma kroplami 20 % HCl, a następnie w wyniku reakcji roztworu HCl ustalono klasę zawartości węglanów jako I.
Grunt nr 2.
Oznaczenie rodzaju gruntu:
próba wałeczkowania - służąca do oceny spoistości gruntu; do badania przeznaczono grudki gruntu bez frakcji kamienistej i żwirowej, uformowano kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowano do otrzymania wałeczka o średnicy 3 mm.
Stan gruntu nr 2 określono jako półzwarty, gdyż pomimo tego że uformowano kulkę to wałeczek pękł podczas pierwszego wałeczkowania. Gdy próbka została lekko namoczona, to wałeczek poddany próbie wałeczkowania pękał poprzecznie.
próba rozcierania gruntu w wodzie - grudkę gruntu przeznaczonego do badania rozcierano pomiędzy dwoma palcami w wodzie.
Grunt nr 2 zaliczono do grupy II , gdyż można było wyczuć tylko pojedyncze ziarna piasku pomiędzy palcami.
Oznaczenie wilgotności:
Grunt nr 2 określono jako mało wilgotny, gdyż grudka przy zgniataniu odkształcała się plastycznie, lecz dłoń przyłożona do gruntu nie ulegała zawilgoceniu.
Oznaczenie barwy:
Badany grunt miał odcień jasny, barwę szarą.
Oznaczenie klasy zawartości węglanów:
Próbkę zwilżono kilkoma kroplami 20 % HCl, a następnie w wyniku reakcji roztworu HCl ustalono klasę zawartości węglanów jako III
Grunt nr 3.
Oznaczenie rodzaju gruntu:
próba wałeczkowania - służąca do oceny spoistości gruntu; do badania przeznaczono grudki gruntu bez frakcji kamienistej i żwirowej, uformowano kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowano do otrzymania wałeczka o średnicy 3 mm.
Stan gruntu nr 3 określono jako półzwarty, gdyż pomimo tego że uformowano kulkę to wałeczek pękł podczas pierwszego wałeczkowania.
próba rozcierania gruntu w wodzie - grudkę gruntu przeznaczonego do badania rozcierano pomiędzy dwoma palcami w wodzie.
Grunt nr 3 zaliczono do grupy III , gdyż nie można było wyczuć ziaren piasku pomiędzy palcami.
Oznaczenie wilgotności:
Grunt nr 3 określono jako wilgotny, gdyż ręka przyłożono do gruntu ulegała zawilgoceniu.
Oznaczenie barwy:
Badany grunt miał odcień ciemny, barwę czarną.
Oznaczenie klasy zawartości węglanów:
Próbkę zwilżono kilkoma kroplami 20 % HCl, a następnie w wyniku reakcji roztworu HCl ustalono klasę zawartości węglanów jako I.
Grunt nr 4.
Oznaczenie rodzaju gruntu:
próba wałeczkowania - służąca do oceny spoistości gruntu; do badania przeznaczono grudki gruntu bez frakcji kamienistej i żwirowej, uformowano kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowano do otrzymania wałeczka o średnicy 3 mm.
Stan gruntu nr 4 określono jako półzwarty, gdyż pomimo tego że uformowano kulkę to wałeczek pękł podczas pierwszego wałeczkowania. Gdy próbka została lekko namoczona, to wałeczek poddany próbie wałeczkowania pękał poprzecznie.
próba rozcierania gruntu w wodzie - grudkę gruntu przeznaczonego do badania rozcierano pomiędzy dwoma palcami w wodzie.
Grunt nr 4 zaliczono do grupy II , gdyż można było wyczuć tylko pojedyncze ziarna piasku pomiędzy palcami.
Oznaczenie wilgotności:
Grunt nr 4 określono jako mało wilgotny, gdyż grudka przy zgniataniu odkształcała się plastycznie, lecz ręka przyłożono do gruntu nie ulegała zawilgoceniu.
Oznaczenie barwy:
Badany grunt miał odcień jasny, barwę szaro - brązową.
Oznaczenie klasy zawartości węglanów:
Próbkę zwilżono kilkoma kroplami 20 % HCl, a następnie w wyniku reakcji roztworu HCl ustalono klasę zawartości węglanów jako I.
Grunt nr 5.
Oznaczenie rodzaju gruntu:
próba wałeczkowania - służąca do oceny spoistości gruntu; do badania przeznaczono grudki gruntu bez frakcji kamienistej i żwirowej, uformowano kulkę o średnicy 7 mm i wałeczkowano do otrzymania wałeczka o średnicy 3 mm.
Gruntu nr 5 jest gruntem niespoistym średnio zagęszczony.
próba rozcierania gruntu w wodzie - grudkę gruntu przeznaczonego do badania rozcierano pomiędzy dwoma palcami w wodzie.
Grunt nr 5 zaliczono do grupy I , gdyż można było wyczuć stosunkowo dużo ziaren piasku pomiędzy palcami.
Oznaczenie wilgotności:
Grunt nr 5 określono jako mało wilgotny, gdyż ręka przyłożono do gruntu nie ulegała zawilgoceniu.
Oznaczenie barwy:
Badany grunt miał odcień jasny, barwę beżową (piaskową).
Oznaczenie klasy zawartości węglanów:
Próbkę zwilżono kilkoma kroplami 20 % HCl, a następnie w wyniku reakcji roztworu HCl ustalono klasę zawartości węglanów jako I.
Badania dla określenia stanu gruntu.
oznaczenie wilgotności gruntu (w)
Do określenia wilgotności gruntu powinny być użyte próbki o maturalnej wilgotności (NW) i naturalnej strukturze (NNS).
Wilgotność gruntu oblicza się wg wzoru:
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100 [%]
gdzie:
m mt - masa wilgotnej próbki z masą parowniczki [g]
m st - masa próbki wysuszonej z masą parowniczki [g]
m t - masa parowniczki [g]
Grunt nr 1.
parowniczka nr Ia parowniczka nr Ib
m mt = 52,99 g m mt = 55,59 g
m st = 49,92 g m st = 52,40 g
m t = 21,74 g m t = 24,53 g
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100
w Ia [(52,99 - 49,92)/(49,92 - 21,74)*100 = 10,89 %
w Ib [(55,59 - 52,40)/(52,40 - 24,53)*100 = 12,88 %
w śr.= 11,885 %
Grunt nr 2.
parowniczka nr IIa parowniczka nr IIb
m mt = 64,67 g m mt = 62,28 g
m st = 60,73 g m st = 58,88 g
m t = 29,25 g m t = 29,31 g
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100
w IIa [(64,67 - 60,73)/(60,73 - 29,25)*100 = 12,51 %
w IIb [(62,28 - 58,88)/(58,88 - 29,31)*100 = 11,51 %
w śr.= 12 %
Grunt nr 3.
parowniczka nr IIIa parowniczka nr IIIb
m mt = 36,53 g m mt = 39,10 g
m st = 24,51 g m st = 27,69 g
m t = 20,72 g m t = 23,99 g
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100
w IIIa [(36,53 - 24,51)/(24,51 - 20,72)*100 = 317,41 %
w IIIb [(39,10 - 27,69)/(27,69 - 23,99)*100 = 308,37 %
w śr.= 312,89 %
Grunt nr 4.
parowniczka nr IVa parowniczka nr IVb
m mt = 56,55 g m mt = 59,29 g
m st = 51,57 g m st = 53,70 g
m t = 23,55 g m t = 22,69 g
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100
w IVa [(56,55 - 51,57)/(51,57 - 23,55)*100 = 17,77 %
w IVb [( 59,29- 53,70)/(53,70 - 22,69)*100 = 18,02 %
w śr.= 17,895 %
Grunt nr 5.
parowniczka nr Va parowniczka nr Vb
m mt = 55,30 g m mt = 55,67 g
m st = 53,40 g m st = 53,81 g
m t = 23,71 g m t = 23,15 g
w = [(m mt - m st )/(m st - m t )]*100
w Va [(55,30 - 53,40)/(53,40 - 23,71)*100 = 6,39 %
w Vb [(55,67 - 53,81)/(53,81 - 23,15)*100 = 6,06 %
w śr.= 6,225 %
oznaczenie gęstości objętościowej gruntu (ρ) w pierścieniu
Gęstość objętościową gruntu (ρ) obliczamy wg wzoru:
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
gdzie:
m m - masa próbki gruntu [g]
V - objętość próbki [cm 3 ]
m mt - masa pierścienia wraz z gruntem [g]
m t - masa pierścienia [g]
V p - wewnętrzna objętość pierścienia [cm 3 ]
Grunt nr 1.
V p = 99,814 cm 3
pierścień nr 1 pierścień nr 2
m t = 32,40 g m t = 32,83 g
m mt = 257,91 g m mt = 262,86 g
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
ρ I = (257,91 - 32,40)/99,814 = 2,26 g/cm 3
ρ II = (262,86 - 32,83)/99,814 = 2,30 g/cm 3
ρ śr. = 2,28 g/cm 3
Grunt nr 2.
V p = 99,814 cm 3
pierścień nr 1 pierścień nr 2
m t = 32,40 g m t = 32,83 g
m mt = 237,25 g m mt = 242,85 g
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
ρ I = (237,25 - 32,40)/99,814 = 2,05 g/cm 3
ρ II = (242,85 - 32,83)/99,814 = 2,10 g/cm 3
ρ śr. = 2,075 g/cm 3
Grunt nr 3.
V p = 99,814 cm 3
pierścień nr 1 pierścień nr 2
m t = 32,40 g m t = 32,83 g
m mt = 146,64 g m mt = 149,61 g
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
ρ I = (146,64 - 32,40)/99,814 = 1,14 g/cm 3
ρ II = (149,61 - 32,83)/99,814 = 1,17 g/cm 3
ρ śr. = 1,155 g/cm 3
Grunt nr 4.
V p = 99,814 cm 3
pierścień nr 1 pierścień nr 2
m t = 32,40 g m t = 32,83 g
m mt = 246,19 g m mt = 248,16 g
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
ρ I = (246,19 - 32,40)/99,814 = 2,14 g/cm 3
ρ II = (248,16 - 32,83)/99,814 = 2,16 g/cm 3
ρ śr. = 2,15 g/cm 3
Grunt nr 5.
V p = 99,814 cm 3
pierścień nr 1 pierścień nr 2
m t = 32,40 g m t = 32,83 g
m mt = 228,29 g m mt = 230,64 g
ρ = m m /V = (m mt - m t )/V p [g/cm 3]
ρ I = (228,29 - 32,40)/99,814 = 1,96 g/cm 3
ρ II = (230,64 - 32,83)/99,814 = 1,98 g/cm 3
ρ śr. = 1,97 g/cm 3
Uwagi i wnioski:
Przeprowadzone ćwiczenie pozwoliło nam dokonać oceny pięciu rodzajów gruntu. W wyniku badań ustaliliśmy, że są to następujące grunty:
piasek gliniasty - Pg
glina - G
torf - T
glina - G
piasek drobnoziarnisty - Pd
Badanie podstawowych cech fizycznych gruntu są stosunkowo łatwe do wykonania, można popełnić jednak błędy. Błędy przy oznaczaniu gęstości objętościowej wynikają najczęściej ze zbyt małych pierścieni, za pomocą których wycina się próbki.
Otrzymane wartości podstawowych cech fizycznych gruntów.
Nazwa gruntu |
w [%] |
ρ [g/cm 3] |
piasek gliniasty (Pg) |
11,9 |
2,28 |
glina (G) |
12,0 |
2,07 |
torf (T) |
312,9 |
1,15 |
glina (G) |
17,9 |
2,15 |
piasek drobnoziarnisty (Pd) |
6,2 |
1,97 |
Otrzymane wyniki w nieznaczny sposób odbiegają od orientacyjnych wartości podstawowych cech fizycznych gruntów zawartych w literaturze.
2