Przygotowali: Piotr Głogowski

Łukasz Kłosowski

WYKONANIE OZNACZENIA WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ W APARACIE PROCTORA

1. Wprowadzenie

Wilgotnością optymalną w_opt nazywamy taką wilgotność, przy której w danych warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu, a więc maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρ_dmax.

Badania tego typu wykonuje się przede wszystkim przy zagęszczaniu gruntów pod nawierzchnie drogowe, lotniska, boiska oraz przy formowaniu nasypów ziemnych.

Rys.1. Schemat aparatu Proctora z ubijakiem (wg PN-88/B-04481):

1- podstawa, 2 - cylinder, 3 - kołnierz, 4 - śruby dociskowe, 5 - ubijak.

2. Przebieg badania

Przyrządy:

1) aparat Proctora

2) suwmiarka

3) parowniczki

4) nóż

5) waga

6) suszarka

1 - zmierzyć suwmiarką: wewnętrzną wysokość h [cm] i średnicę d [cm] cylindra,

2 - zważyć pusty cylinder m_t [g],

3 - zważyć parowniczki do oznaczenia wilgotności,

I UBIJANIE:

4 - do cylindra z kołnierzem nałożyć pierwszą warstwę gruntu do połowy wysokości cylindra i ubijać ubijakiem 25 razy na całej powierzchni próbki,

5 - nałożyć drugą warstwę gruntu do wysokości połączenia cylindra z kołnierzem, powtórzyć ubijanie podobnie jak dla pierwszej warstwy,

6 - punkt 5 powtórzyć dla trzeciej warstwy gruntu nakładając do ¾ wysokości kołnierza,

7 - delikatnie zdjąć kołnierz, ściąć nadmiar gruntu nad krawędzią cylindra tak, aby grunt wypełniał dokładnie wnętrze cylindra,

8 - dokładnie oczyścić cylinder z zewnątrz z gruntu i zważyć (m_wt1),

9 - do zważonej parowniczki pobrać próbkę gruntu dla określenia wilgotności (w₁),

10 - wysypać grunt z cylindra do pojemnika,

11 - do używanego w poprzednim ubijaniu gruntu dodać niewielką ilość wody i dokładnie wymieszać,

12 - powtórzyć czynności wg pkt. 4 - 10,

13 - powtarzać cykl ubijania wg pkt. 11 - 12 określając odpowiednio m_wti i w_i do momentu, gdy masa cylindra z gruntem zmaleje; dopuszcza się najwyżej 5 - krotne wykonanie zagęszczania tej samej próbki gruntu,

14 - po zakończeniu ostatniego ubijania wysypać grunt z cylindra do pojemnika i wyczyścić aparat Proctora,

15 - wyniki umieścić w tabeli nr 1.

Schemat obliczeniowy:

- objętość wewnętrzną cylindra V [cm³]

- dla każdego ubijania:

masa gruntu m_mi [g]

m_mi = m_wti - m_t

gdzie: m_wti - masa cylindra z gruntem [g],

m_t - masa pustego cylindra [g].

gęstość objętościową gruntu ρ_i [g/cm³]

gdzie: m_mi - masa gruntu w cylindrze [g],

V - objętość cylindra [cm³].

wilgotność gruntu w_i [%]

gdzie: m_mt - masa parowniczki z gruntem wilgotnym [g],

m_st - masa parowniczki z gruntem suchym [g],

m_t - masa pustej parowniczki [g].

gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρ_di [g/cm³]

gdzie: ρ_i - gęstość objętościową gruntu [g/cm³],

w_i - wilgotność gruntu w [%].

Dla uzyskanych parametrów sporządzić wykres zależności gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_d od wilgotności gruntu w (rys. 2).

Jako wilgotność optymalną w_opt należy przyjąć wartość wilgotność, która odpowiada maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρ_dmax.

---