SPRAWOZDANIE - GRUNTOZNAWSTWO

Ćwiczenie nr 3: Analiza sitowa.
Jakub Mukawa 221177, gr. IŚ4A	Data: 10.11.09.

1. Cel: Określenie składu granulometrycznego gruntu.

2. Problematyka:

1. Analizę granulometryczną można wykonać metodami mechanicznymi oraz metodami sedymentacyjnymi. Analiza sitowa jest metodą mechaniczną, natomiast metody sedymentacyjne to analiza areometryczna, pipetowa i inne.

2. Analizę sitową stosujemy w przypadku gdy prawie wszystkie ziarna w badanym gruncie mają wymiary większe od 0,06mm. Cząstek o wymiarach bardzo drobnych, czyli mniejszych niż 0,06mm, nie można rozdzielić mechanicznie na frakcje na sitach z uwagi na ich zbyt małe wymiary w stosunku do możliwości konstrukcji sit.

3. Analiza sitowa polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu przez rozdzielenie poszczególnych frakcji w wyniku rozsiewania próbki na znormalizowanych sitach. Dzięki tej analizie można określić skład granulometryczny gruntów sypkich i określić ich nazwę. Jest ona stosowana również jako badanie uzupełniające przy określaniu składu granulometrycznego gruntów spoistych i piasku pylastego jedną z metod sedymentacji.

4. Analizę sitową przeprowadza się we wstrząsarce, stosując przy tym komplet 6 sit
   o wymiarach boków kwadratowych: 4; 2; 1; 0,005; 0,0025; 0,001mm.
   Z wysuszonej próbki gruntu odmierza się próbkę do badań z dokładnością nie mniejszą niż 0,1%. Masa próbki zależy od rodzaju gruntu i wynosi:
   200-250g dla piasku drobnego
   250-500g dla piasku średniego
   500-5000g dla piasku grubego, pospółki i żwiru.
   
   Komplet 6 sit ustawia się w kolumnę tak, że na górze jest sito o największym wymiarze oczek, a pod nim sita o kolejno coraz mniejszym wymiarze oczek. Pod sitem dolnym ustawia się naczynie do zbierania najdrobniejszych frakcji przesiewu. Odpowiednio zabezpiecza się wstrząsarkę i włącza, a po upływie 5 minut sprawdza, czy frakcje zostały całkowicie rozdzielone. Po zakończeniu przesiewania pozostałość na każdym sicie przenosi się do parowniczki i waży z dokładnością nie mniejszą niż:
   0,01g - jeśli masa frakcji ważonej m₁ nie przewyższa 50g
   0,1g - jeśli masa frakcji ważonej wynosi 50-500g
   1,0g - jeśli masa frakcji ważonej jest większa niż 500g

5. Oblicza się zawartość poszczególnych frakcji w procentach w stosunku do próbki wysuszonej wg wzoru:
   Z_i = (m₁/m_s)⋅100%, gdzie
   Z_i - procentowa zawartość danej frakci
   m₁ - masa danej frakcji pozostałe na sicie [g]
   m_s - masa szkieletu gruntowego (całe próbki wysuszonej do stałe masy) [g]

3. Wyniki:

Masa naważki ms [g]	Wymiary oczek sit [mm]	Masa gruntu na sicie [g]	Procentowy udział frakcji Zi [%]	Procentowy udział frakcji narastająco [%]
500	4	81,8	16,36	83,64
		2	36,4	7,28	76,36
		1	6,8	1,36	75
		0,5	40,6	8,12	66,88
		0,25	224,2	44,84	22,04
		0,1	106,8	21,36	0,68
		0,05	3,4	0,68	0
		Σmi=500	Σ=100

Obliczenie wskaźnika różnoziarnistości gruntu U[-]:

, gdzie d₆₀ - średnica ziarn, poniżej której w gruncie zawarte jest masowo 60%
d₁₀ - średnica ziarn, poniżej której w gruncie zawarte jest masowo 10%
d₆₀ = 0,45mm
d₁₀ = 0,18mm



Odczytanie z wykresu uziarnienia wartości średnic miarodajnych:
d₅₀ - średnica ziarn w mm, próbka zawiera 50% ziarn o średnicy większej niż d₅₀
d₉₀ - średnica ziarn w mm, próbka zawiera 90% ziarn o średnicy większej niż d₉₀

d₅₀ = 0,4mm
d₉₀ = 5mm

4. Analiza wyników:

• Zależnie od wskaźnika różnoziarnistości grunty dzieli się na:
  równoziarniste gdy 1 ≤ U ≤ 5 (np. piaski wydmowe, lessy),
  różnoziarniste gdy 5 ≤ U ≤ 15 (np. gliny holoceńskie),
  bardzo różnoziarniste gdy U > 15 (np. gliny zwałowe, pospółki).
  
  Wskaźnik różnoziarnistości badanego gruntu mieści się w przedziale 1≤U≤5, bo U=2,5

• Na podstawie tabeli (E. Myślińska, „Laboratoryjne badania gruntów”, s.26/27) stwierdzić można, że wartości d₅₀ = 0,4mm i d₉₀ = 5mm klasyfikują badany grunt do gruntów gruboziarnistych.

• Na podstawie wykresu stwierdzić można, że zawartość frakcji iłowej f_i ≤ 2%, natomiast suma wartości frakcji kamienistej i frakcji żwirowej mieści się w przedziale:
  50% ≥ f_k+f_ż >10%.

1. Wnioski:

• Wartość wskaźnika różnoziarnistości badanego gruntu U=2,5 pozwala zakwalifikować badany grunt jako grunt równoziarnisty.

• Na podstawie wykresu oraz odczytanych wartości średnic miarodajnych stwierdzić można, że badany grunt jest gruntem gruboziarnistym. Uziarnienie tego gruntu świadczy o tym, że jest to pospółka.