8609

Wstęp.

Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest określenie stanu gruntu poprzez wyznaczenie granic konsystencji metodami laboratoryjnymi i określenie wskaźników klasyfikacyjnych gruntów.

Opis teoretyczny.

Grunt spoisty w zależności od składu mineralnego oraz ilości zawartej w nim wody może mieć jedną z trzech konsystencji, a więc zwartą, plastyczną lub płynną. Począwszy od gruntu suchego ze wzrostem wilgotności, grunt przechodzi kolejno przez następujące stany:

zwarty;
półzwarty;
plastyczny - twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny- konsystencja plastyczna;
płynny -konsystencja płynna;

Zdolność przechodzenia gruntu przez poszczególne fazy charakteryzuje się tym, że po dodaniu widy do gruntu suchego, poszczególne cząstki absorbujące wodę otaczają się błonkami wody, których grubość w miarę dodawania wody będzie wzrastała, powodując jednoczesne pęcznienie gruntu. Ze wzrostem grubości błonek wody, maleje napięcie powierzchniowe i ciśnienie kapilarne, a więc zmniejsza się przyciąganie poszczególnych cząstek do siebie. W rezultacie wzajemne przemieszczanie się cząstek i odkształcenia gruntu może odbywać się pod działaniem coraz to mniejszego obciążenia zewnętrznego.

Wilgotność gruntu pomiędzy poszczególnymi stanami jest wilgotnością graniczną, oddzielającą poszczególne stany od siebie. Przyjęto następujące granice konsystencji:

granica skurczalności -wilgotność, jaką ma grunt na granicy stanu zwartego i półpłynnego, po osiągnięciu, której w miarę dalszego suszenia grunt nie zmienia swojej objętości, zmieniając jednocześnie barwę powierzchni na jaśniejszą.
granica plastyczności- wilgotność, jaką ma grunt na granicy konsystencji półzwartej i plastycznej

W_p - wilgotność granicy plastyczności m_st - masa naczynia z gruntem suchym

m_mt - masa naczynia z gruntem wilgotnym m_st - masa naczynia z gruntem suchym

m_t masa naczynia pustego

Granicą płynności (w_L) -nazywa się wilgotność gruntu na granicy konsystencji plastycznej i płynnej, przy tej wilgotności bruzda rozdzielająca próbkę gruntu w miseczce aparatu Casagrande'a złączy się po 25 uderzeniach na długości 10mm i wysokości 1mm, oznacza się ją symbolem w_L i wyraża w procentach.

Znając wilgotność naturalną i wilgotności odpowiadające poszczególnym granicom konsystencji możemy obliczyć stopień plastyczności I_L

0x01 graphic

W_n - wilgotność naturalna

W_p - granica plastyczności

W_l - granica płynności

I_P - różnica pomiędzy granicą płynności i granicą plastyczności

Różnicę wilgotności jaką mają grunty po przejściu przez stan plastyczny, to jest od granicy płynności do granicy plastyczności określa wskaźnik plastyczności I_P

I_P = W_l - W_p

Na podstawie wartości liczbowej I_L określamy stan badanego gruntu, natomiast wartość I_Ppozwala nam na określenie spoistości gruntów spoistych.

Opis wykonywanych badań.

Na początku ćwiczenia polegała na makroskopowym rozpoznaniu gruntu. Nazwę gruntu określono jako glina, dokonano tego na podstawie próby wałeczkowania oraz na podstawie próby rozcierania:

f_p > 30%

f_i= 10÷20%

Stan gruntu-plastyczny- określono także na podstawie prób wałeczkowania.

Następnie określiliśmy kolejno: wilgotność, granicę plastyczności i granicę płynności.

Wilgotność naturalną gruntu rozpoznaliśmy w następujący sposób: z gruntu o naturalnej wilgotności pobraliśmy dwie próbki o określonej masie i umieściliśmy je w uprzednio zważonych parowniczkach, następnie znowu je zważyliśmy i umieściliśmy w suszarce. Próbki suszono w temp. 105-110°C do chwili całkowitego wysuszenia.

Za wynik ostateczny przyjęto średnią arytmetyczną wartość z obu parowniczek

Wyznaczanie granicy plastyczności wyznaczyliśmy na próbkach gruntu makroskopowo jednorodnego o naturalnej wilgotności. Polegało ono na przeprowadzeniu wałeczkowania do momentu spękania gruntu i umieszczeniu go w dwóch wcześniej zważonych parowniczkach po ok. 5-7g w każdym. Następnie poddano je suszeniu. Wilgotność odpowiadającą granicy plastyczności oblicza się ze wzoru:

W_p - wilgotność granicy plastycznosci

m_mt - masa naczynia z gruntem wilgotnym

m_st - masa naczynia z gruntem suchym

m_t masa naczynia pustego

Za wynik przyjmujemy średnią arytmetyczną z obu oznaczeń wilgotności, jeżeli ich różnica nie przekracza 10% wartości średniej.

Granica płynności wyznaczono w następujący sposób:

Około 100g makroskopowo jednorodnego o naturalnej wilgotności umieszczono w moździerzu i dolewając stopniowo wody urabiano na „pastę”. Następnie przy pomocy aparatu Casagrande'a określono ilość uderzeń, po których bruzda rozdzielająca próbkę gruntu w miseczce złączyła się. Ze środka bruzdy pobrano próbkę o masie ok. 10g i oznaczono jej wilgotności. Czynność tę powtórzono trzykrotnie dla coraz bardziej płynnego gruntu. Po oznaczeniu wilgotności wszystkich próbek, uzyskane wyniki nanosi się w formie punktów na siatkę pół-logarytmiczną, której oś pozioma stanowi liczbę uderzeń, a pionowa wilgotność. Uzyskane punkty łączy się linią, która teoretycznie powinna przechodzić przez wszystkie punkty. Punkt przecięcia prostej z linią pionową, odpowiadająca 25 uderzeniom rzutuje się na oś wilgotności. Uzyskany punkt w ten sposób wskazuje wilgotność odpowiadającą granicy płynności danego gruntu.

IV. Część obliczeniowa

Wilgotność: Parowniczka nr.124 W_n =