1. Analiza makroskopowa.

Próbka użyta do badania gęstości objętościowej metodą pierścienia tnącego oraz gęstości właściwej szkieletu gruntowego charakteryzowała się następującymi cechami:

• Rodzaj gruntu Gp

• Stan gruntu tpl

• Wilgotność wilgotna

• Barwa brązowa

Druga próbka użyta do badania wilgotności naturalnej gruntu cechami następującymi:

• Rodzaj gruntu Ps

• Stan gruntu lu

• Wilgotność suchy

• Barwa żółto-brązowy

2. Podstawy teoretyczne.

Gęstość objętościowa gruntu (ρ) - jest to stosunek masy próbki gruntu w stanie naturalnym do jej objętości. Uzależniona jest od składu mineralnego, porowatości i wilgotności gruntów. Obliczamy ją ze wzoru:

ρ - gęstość objętościowa [t/m³, g/cm³],

m_n - masa próbki gruntu w stanie naturalnym [t, g],

V - objętość badanej próbki gruntu [m³, cm³].

Do oznaczania gęstości objętościowej gruntu stosuje się jedną z czterech metod:

1. metoda pierścienia tnącego

2. metoda rtęciowa

3. metoda wyporu hydrostatycznego ( parafinowania )

4. metodę oznaczania gęstości objętościowej w cylindrze

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego (ρ_s) - jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do jego objętości. Wyznacza się ją ze wzoru:

ρ _s - gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm³, t/m³],

m_s - masa szkieletu gruntowego [g, t],

V_s - objętość szkieletu gruntowego [cm³, m³].

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego zależy od składu mineralnego gruntu i domieszek. Oznaczamy ją dwiema metodami, przy czym wybór metody zależy od rodzaju gruntu:

1. metoda piknometru (dla gruntów nie zawierających soli mineralnych rozpuszczalnych w wodzie),

2. metoda kolby Le Chateliera (dla gruntów zawierających sole mineralne rozpuszczalne w wodzie i gruntów organicznych).

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (ρ_d) - jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do objętości całej próbki. Obliczamy ja ze wzoru:

Możemy również skorzystać ze wzorów:

lub

Wilgotność naturalna gruntu (w_n) - jest to stosunek masy wody zawartej w danej próbce gruntu w warunkach naturalnych do masy szkieletu gruntowego tej próbki. Wyznaczamy ją wzorami:

lub

w_n - wilgotność naturalna [% lub liczba bezwzględna],

m_w - masa wody zawarta w próbce [g],

m_s - masa szkieletu gruntowego [g].

Masę szkieletu gruntowego uzyskuje się poprzez suszenie próbki w temperaturze
105 - 110 ^oC. Zakładamy, że w tej temperaturze grunt traci całą wodę wolną.

 

3. Dane.

Badanie gęstości objętościowej:

Pierścień: Średnica: 56,6mm

Wysokość:19,9mm

Objętość: 50,07 cm²

Masa: 43,5g

Masa z gruntem: 149,9g 152,6g

Badanie gęstości właściwej szkieletu gruntowego:

Piknometry: Masa kolby: 74,9g 100,8g

Masa kolby z gruntem: 88,1g 114,4g

Masa kolby z gruntem i wodą: 332,1g 308,0g

Masa kolby z wodą: 324,0g 299,7g

Badanie wilgotności naturalnej:

Parowniczki: Masa parowniczki: 78,5g 119,7g

Masa parowniczki z próbką gruntu

o wilgotności naturalnej: 128,5g 178,6g

Masa p. z gruntem wysuszonym: 121,5g 170,3g

4. Obliczenia.

Badanie gęstości objętościowej:

Objętość V [cm^3]	Masa [g]	Masa cylindra z gruntem [g]	Masa gruntu wilgotnego [g]	Gęstość objętościowa
50,07	43,5	149,9	106,4	2,13
				152,6	109,1	2,18
Gęstość objętościowa średnia: 2,16 g/cm^3

Masa gruntu wilgotnego:

Gęstość objętościowa:

Badanie gęstości właściwej szkieletu gruntowego:

Kolba	ms=mgt-mt	mw=mwt+ms-mwgt	Vs=mw/ ρw	ρs=ms/Vs
1	13,2	5,1	5,1	2,59
2	13,6	5,3	5,3	2,57
Średnia gęstość właściwa szkieletu gruntowego: 2,58 g/cm^3

m_s - masa szkieletu gruntowego

m_t - masa kolby

m_gt - masa kolby z suchym gruntem

m_w - masa wody zawarta w próbce

m_wt - masa kolby z wodą

m_wgt - masa kolby z wodą i gruntem

Badanie wilgotności naturalnej:

Nr	mt [g]	mmt [g]	mst [g]	mw [g]	ms [g]	wn [%]
1	78,5	128,5	121,5	7	43	16,3
2	119,7	178,6	170,3	8,3	50,6	16,4
Średnia wilgotność naturalna: 16,35 %

m_t - masa parowniczki

m_mt - masa parowniczki z próbką gruntu o wilgotności naturalnej

m_st - masa parowniczki z próbką gruntu wysuszonego

m_w - masa wody

m_s - masa szkieletu gruntowego

m_w - wilgotność

5. Wnioski.

Wg PN-81/B-03020 gęstość objętościowa dla gliny piaszczystej w stanie twardoplastycznym wynosi 2,20 g/cm³, wilgotność naturalna 12%.

Wg PN-81/B-03020 gęstość szkieletu gruntowego dla piasku zawiera się w granicach
2,65 - 2,67 g/cm³.

We wszystkich badaniach rozbieżności pomiędzy wynikami otrzymanymi
a normowymi są spowodowane głównie niedokładnością pomiarową w przygotowywaniu próbek. Błędy mogłyby być zniwelowane również przez większą ilość badanych próbek.

---