1. Wstęp

Tematem opracowania jest zbadanie przydatności gruntu pod budowę nasypu. Opracowanie zawiera wyniki badań uzyskanych w aparacie Proctora.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było określenie wskaźnika zagęszczalności i wilgotności optymalnej gruntu.

3. Definicje

Wskaźnikiem zagęszczenia gruntów nasypowych I_S nazywa się iloraz gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nasypie
do maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu danego gruntu
określonego w znormalizowany sposób dla wilgotności optymalnej.

Wskaźnik zagęszczenia stosuje się tylko do gruntów sztucznie zagęszczonych.

Celem dokładnych badań jest laboratoryjne określenie rodzaju gruntu i jego wilgotności, gęstości objętościowej, wilgotności optymalnej oraz określenie maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu i wskaźnika zagęszczenia.

Wilgotność naturalna.

Wilgotnością naturalną gruntu nazywamy procentowy stosunek masy wody zawartej w porach gruntu do masy jego szkieletu. Wilgotność naturalną określa się wzorem:

gdzie m_w - masa wody znajdującej się w porach badanej próbki gruntu

m_s - masa szkieletu gruntowego badanej próbki

Gęstość objętościowa szkieletu gruntu

Gęstością objętościową szkieletu gruntowego nazywamy stosunek masy cząstek mineralnych znajdujących się w danej próbce do objętości całkowitej próbki. Wyznaczamy ją ze wzoru:

Oznaczanie wilgotności naturalnej metodą suszarkową.

Do oznaczenia wilgotności gruntu powinny być użyte próbki o naturalnej wilgotności (NW), naturalnej strukturze (NNS). Dwie pobrane próbki należy umieścić w uprzednio zważonych parowniczkach, zważyć, a następnie wstawić do suszarki. Próbki należy wyszuszyć w temperaturze 105-110°C do stałej masy i po ostudzeniu w eksykatorze ponownie zważyć. Wilgotność naturalną gruntu obliczamy ze wzoru:

w którym: m_mt - masa próbki wilgotnej z masą parowniczki

m_st - masa próbki wysuszonej z masą parowniczki

m_t - masa parowniczki

Za wynik ostateczny należy przyjąć średnią arytmetyczną wartości z obu oznaczeń, jeżeli ich różnica nie przekroczyła 5% wartości średniej. Jeżeli różnica jest większa, to badanie wilgotności należy powtórzyć na nowych dwóch próbkach. Za wynik ostateczny przyjmujemy średnią arytmetyczną z trzech najmniej różniących się wartości.

Wilgotność optymalna. Badanie w aparacie Proctora

Zagęszczenie dowolnego gruntu będzie tym większe, im większa będzie jego gęstość objętościowa szkieletu
. Uzyskuje się to wówczas, gdy w jednostce objętości będzie więcej ziarn lub cząstek stanowiących szkielet gruntowy, a tym samym mniej porów. Wilgotność, dla której grunt zagęszczony w sposób znormalizowany uzyskuje maksymalną gęstość szkieletu
nazywa się wilgotnością optymalną. Wilgotność optymalną wyznaczamy poprze badanie gruntu aparatem Proctora. Aparat Proctora składa się z:

-cylindra

-kołnierza ( nadstawki)

-ubijaka

4. Badania laboratoryjne

Na zajęciach laboratoryjnych wilgotność optymalną gruntu wyznaczono metodą I. Przeznaczony grunt ułożono w małym cylindrze w trzech warstwach, zagęszczając każdą warstwę 25 uderzeniami ubijaka lekkiego opuszczanego z wysokości 320mm co odpowiada jednostkowej energii 0,6 J na 1 cm³ gruntu. Przygotowaną próbkę zagęszczano w taki sam sposób, zmieniając jednak jej wilgotność. Po każdym cyklu wyznacza się gęstość próbki, do momentu aż gęstość objętościowa szkieletu gruntowego zacznie maleć. Przedstawiając wyniki na wykresie zależności gęstości objętościowej szkieletu gruntowego i wilgotności, należy wyznaczyć ekstremum krzywej. Dla wartości ekstremalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego odczytujemy wilgotność optymalną danego gruntu.

	w~5%	w~8%	w~11%	w~14%
V=996cm^3	m=1890g	m=1950g	m=1980g	m=2010g
nr	199	1007	172	266
mt	25,90	26,74	28,79	28,46
mst	41,41	40,70	44,71	39,70
mmt	42,20	41,77	46,25	41,37
nr	715	741	456	276
mt	25,10	26,53	24,64	24,91
mst	39,77	35,37	38,27	37,47
mmt	40,50	36,04	39,57	39,09
nr	1004	142	175	433
mt	27,00	27,51	26,51	27,77
mst	42,59	38,83	42,27	40,76
mmt	43,40	39,71	44,01	42,24
średnia	wn=5,088	wn=7,673	wn=10,084	wn=13,050

Dla wilgotności w_n=5,088%

Dla wilgotności w_n=7,673%

Dla wilgotności w_n=10,084%

Dla wilgotności w_n=13,050%

5. Wyniki badań

Wyniki badań w aparacie Procotra przedstawiono na wykresie. Uzyskano wilgotność optymalną w_n=7,673% przy maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego
.

---