Analiza sitowa.
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie składu granulometrycznego gruntu metodą analizy sitowej. Ma ona na celu wyznaczenie poszczególnych frakcji gruntu w wyniku przesiewania próbki na zestawie znormalizowanych sit i obliczaniu w procentach zawartości ziaren, pozostających na kolejnych sitach, w stosunku do całkowitej masy badanej próbki. Oraz określenie rodzaju badanego gruntu, stopnia różnoziarnistości i krzywizny badanego gruntu.
Opis wykonania ćwiczenia.
Przebieg badania.
Przygotowany przez prowadzącego grunt został wcześniej wytrząsany i wysuszony do stałej masy w temp. 
.
Odmierzyliśmy około 1000[g] masy gruntu, który został wcześniej przygotowany przez prowadzącego.
Sprawdziliśmy czy sita są ułożone w taki sposób aby najwyżej znalazło się sito o największym wymiarze oczek, tj. 25 [mm], a następnie kolejne sita o coraz mniejszych oczkach.
Wsypaliśmy próbkę gruntu na sito górne, a następnie przykryliśmy je szczelnym wieczkiem i przymocowaliśmy uchwytami.
Uruchomiliśmy wstrząsarkę na 5 minut.
Po zakończeniu badania, zważyliśmy to co pozostało na poszczególnych sitach.
Przyrządy:
Komplet sit o wymiarach oczek kwadratowych: 25mm, 10mm, 2mm, 1mm, 0.5mm, 0.25mm, 0.1mm, 0.063mm, <0.063mm.
Wstrząsarka.
Waga techniczna.
Otrzymane wyniki.
Tab. 1 Tabela wyników przesiewu.
Wymiar oczka sita - średnica zastepcza |
Masa gruntu pozostała na sicie |
Masa frakcji |
Zawartość procentowa poszczególnych frakcji |
[mm] |
[g] |
[g] |
[%] |
<0,071 |
1 |
1 |
0,1 |
0,071 |
6 |
7 |
0,7 |
0,1 |
75 |
82 |
8,3 |
0,25 |
275 |
357 |
36,0 |
0,5 |
176 |
533 |
53,7 |
1 |
54 |
587 |
59,1 |
2 |
75 |
662 |
66,7 |
10 |
261 |
923 |
93,0 |
25 |
70 |
993 |
100,0 |
SUMA |
993 |
|
|
Opracowane wyniki.
Frakcję gruntu przechodząca przez poszczególne sita obliczmy ze wzoru:
gdzie:
- frakcja przechodząca przez sito [%]
- masa gruntu, przechodząca przez sito o najmniejszych oczkach (<0.063mm),
- masa gruntu, przechodząca przez kolejne sita, aż do rozważanego sita [g],
-całkowita masa suchej próbki [g],
Krzywa uziarnienia:
Na podstawie Trójkąta Fereta nadajemy nazwy badanemu gruntowi:
Główne frakcje uziarnienia:
Z krzywej przesiewu wynika iż badanym gruntem jest piasek ze żwirem (pospółka).
Oznaczenia:
ISO: grSa, PN: Po
wskaźnik różnoziarnistości (Cu):
gdzie:
- wskaźnik różnoziarnistości [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik różnoziarnistości (Cu) |
[mm] |
d10 |
0,11 |
d60 |
1,1 |
Cu |
10,00 |
Grunt jest bardzo różnoziarnisty ponieważ Cu>15.
wskaźnik krzywizny(Cc):
gdzie:
- wskaźnik krzywizny [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d30 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 30% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik krzywizny (Cc) |
[mm] |
d10 |
0,11 |
d30 |
0,22 |
d60 |
1,1 |
Cc |
0,40 |
Badany grunt jest gruntem źle uziarnionym gdyż na wykresie krzywej uziarnienia nie występuje frakcja: kamienista, pylasta i iłowa.
Wnioski.
Na podstawie otrzymanych wyników i ze sporządzonej krzywej uziarnienia możemy stwierdzić, że badanym gruntem jest piasek ze żwirem (pospółka), a główne frakcje uziarnienia wynoszą: frakcja piaskowa 66% oraz frakcja żwirowa: 34%.
Z wykresu odczytaliśmy średnice miarodajne: d60 =1,1mm ,d30=0,22mm , d10 =0,11mm. Wartości te posłużyły nam do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości(Cu) oraz wskaźnika krzywizny(Cc). Cu=10 [-], Cc=0,64 [-]. Ponieważ na wykresie krzywej uziarnienia brakuje trzech frakcji: iłowej, pyłowej i kamienistej oraz wskaźnik różnoziarnistości jest wysoki i wskaźnik krzywizny jest niski(<0,5 [-]) możemy wywnioskować, że badany grunt jest gruntem źle uziarnionym.
Znajomość rodzaju badanego gruntu pozwala nam na prognozowanie jego właściwości oraz ustalenie zakresu dalszych badań.
Analiza areometryczna.
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie składu granulometrycznego gruntu metodą analizy areometrycznej. Ma ona na celu ustalenie prędkości opadania cząstek mineralnych w zawiesinie wodnej. Badanie to przeprowadza się metodami sedymentacyjnymi. Przy pomocy areometru określamy zmianę gęstości odnośnej zawiesiny. Oznaczone zawartości dotyczą cząstek kulistych sedymentujących z tą samą prędkością co rzeczywiste cząstki gruntowe. Ich średnice nazywamy średnicami zastępczymi. Oraz celem jest określenie rodzaju badanego gruntu, stopnia różnoziarnistości i krzywizny badanego gruntu.
Dane z pomiaru areometrem zostały przesłane przez prowadzącego.
Opis wykonania ćwiczenia.
Przebieg badania.
Dokładnie mieszamy grunt w cylindrze w celu otrzymania jednorodnej zawiesiny,
Po dokładnym wymieszaniu zawiesiny otrzymujemy identyczną zawartość takich samych cząstek,
Zostawiamy cylinder z zawiesiną po to aby rozpoczęło się opadanie jej cząstek w dół,
Wyznaczmy gęstość objętościową zawiesiny (zależna od masy zawartych w niej cząstek gruntu)
Wyznaczmy prędkość opadania cząstek (zależna od średnicy i lepkości cieczy) ze wzoru Stokesa,
Obliczamy średnice cząstek zastępczych (zależna od wyznaczonej wysokości H, poniżej zwierciadła wody, czasu ich opadania oraz lekkości wody),
Otrzymane wyniki.
Dane z pomiaru areometrem zostały przesłane przez prowadzącego.
Tab. 1 Dane.
Średnica zastępcza cząstek |
Masa cząstek |
[mm] |
[g] |
<0,001 |
200 |
0,001 |
20 |
0,002 |
70 |
0,005 |
160 |
0,015 |
120 |
0,025 |
190 |
0,063 |
120 |
0,1 |
120 |
0,25 |
0 |
0,5 |
0 |
1 |
0 |
2 |
0 |
10 |
0 |
25 |
0 |
SUMA |
1000 |
Opracowane wyniki.
. Procentowa zawartość cząstek dana jest wzorem:
Gdzie:
ZT - procentowa zawartość cząstek,
ρs - gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm3],
ρw - gęstość wody [g/cm3],
ms - masa gruntu użytego do danej analizy [g],
RT - skrócony wskaźnik areometru,
msi - masa cząstek w jednostce objętościowej zawiesiny [g],
Tab.2 Tabela wyników.
Średnica zastępcza cząstek |
Masa cząstek |
Masa frakcji |
Zawartość procentowa poszczególnych frakcji |
[mm] |
[g] |
[g] |
[%] |
<0,001 |
200 |
200 |
20 |
0,001 |
20 |
220 |
22 |
0,002 |
70 |
290 |
29 |
0,005 |
160 |
450 |
45 |
0,015 |
120 |
570 |
57 |
0,025 |
190 |
760 |
76 |
0,063 |
120 |
880 |
88 |
0,1 |
120 |
1000 |
100 |
0,25 |
0 |
0 |
0,0 |
0,5 |
0 |
0 |
0,0 |
1 |
0 |
0 |
0,0 |
2 |
0 |
0 |
0,0 |
10 |
0 |
0 |
0,0 |
25 |
0 |
0 |
0,0 |
SUMA |
1000 |
|
|
Krzywa uziarnienia:
Na podstawie Trójkąta Fereta nadajemy nazwy badanemu gruntowi:
Główne frakcje uziarnienia:
Z krzywej przesiewu wynika iż badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest glina pylasta zwięzła (Gπz), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest ił pylasty (siCl).
Oznaczenia:
ISO: siCl, PN: Gπz
wskaźnik różnoziarnistości (Cu):
gdzie:
- wskaźnik różnoziarnistości [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik różnoziarnistości (Cu) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d60 |
0,016 |
Cu |
16,00 |
Grunt jest bardzo różnoziarnisty ponieważ Cu>15.
wskaźnik krzywizny(Cc):
gdzie:
- wskaźnik krzywizny [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d30 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 30% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik krzywizny (Cc) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d30 |
0,0023 |
d60 |
0,016 |
Cc |
0,33 |
Badany grunt jest gruntem źle uziarnionym gdyż na wykresie krzywej uziarnienia nie występuje frakcja: kamienista i żwirowa.
Wnioski.
Na podstawie otrzymanych wyników i ze sporządzonej krzywej uziarnienia możemy stwierdzić, że badanym gruntem jest według normy PN-86/B-02480 glina pylasta zwięzła (Gπz), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest ił pylasty (siCl), a główne frakcje uziarnienia wynoszą: frakcja iłowa: 29%, frakcja pyłowa:59% oraz frakcja piaskowa 12%.
Z wykresu odczytaliśmy średnice miarodajne: d60 =0,016mm ,d30=0,0023mm , d10 =0,001mm. Wartości te posłużyły nam do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości(Cu) oraz wskaźnika krzywizny(Cc). Cu=16,00 [-], Cc=0,33 [-]. Ponieważ na wykresie krzywej uziarnienia brakuje dwóch frakcji: kamienistej i żwirowej oraz wskaźnik różnoziarnistości jest wysoki (Cu=16,00 [-]) i wskaźnik krzywizny jest niski(<0,5 [-]) możemy wywnioskować, że badany grunt jest gruntem źle uziarnionym.
Wykresy uziarnienia gruntu.
Pierwsza krzywa uziarnienia.
Krzywa uziarnienia
Na podstawie Trójkąta Fereta nadajemy nazwy badanemu gruntowi:
Główne frakcje uziarnienia:
Z krzywej przesiewu wynika iż badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest piasek ze żwirem-pospółka (Po) lub piasek gruby (Pr), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest piasek pylasty ze żwirem (grsiSa, grclSa).
Oznaczenia:
ISO: grsiSa, grclSa; PN: Po lub Pr.
wskaźnik różnoziarnistości (Cu):
gdzie:
- wskaźnik różnoziarnistości [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik różnoziarnistości (Cu) |
[mm] |
d10 |
0,03 |
d60 |
0,95 |
Cu |
31,67 |
Grunt jest bardzo różnoziarnisty ponieważ Cu>15.
wskaźnik krzywizny(Cc):
gdzie:
- wskaźnik krzywizny [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d30 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 30% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik krzywizny (Cc) |
[mm] |
d10 |
0,03 |
d30 |
0,17 |
d60 |
0,95 |
Cc |
1,01 |
Badany grunt jest gruntem źle uziarnionym gdyż na wykresie krzywej uziarnienia nie występuje frakcja: kamienista i iłowa.
Druga krzywa uziarnienia.
a) Krzywa uziarnienia
Na podstawie Trójkąta Fereta nadajemy nazwy badanemu gruntowi:
Główne frakcje uziarnienia:
Z krzywej przesiewu wynika iż badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest glina (G), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest glina: glina pylasta (saclSi), lub glina ilasta (sasiCl).
Oznaczenia:
ISO: saclSi, sasiCl; PN: G
b) wskaźnik różnoziarnistości (Cu):
gdzie:
- wskaźnik różnoziarnistości [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik różnoziarnistości (Cu) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d60 |
0,055 |
Cu |
55,00 |
Grunt jest bardzo różnoziarnisty ponieważ Cu>15.
c) wskaźnik krzywizny(Cc):
gdzie:
- wskaźnik krzywizny [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d30 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 30% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik krzywizny (Cc) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d30 |
0,015 |
d60 |
0,055 |
Cc |
4,10 |
Badany grunt jest gruntem źle uziarnionym gdyż na wykresie krzywej uziarnienia nie występuje frakcja: kamienista i żwirowa.
Trzecia krzywa uziarnienia.
a) Krzywa uziarnienia.
Na podstawie Trójkąta Fereta nadajemy nazwy badanemu gruntowi:
Główne frakcje uziarnienia:
Z krzywej przesiewu wynika iż badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest pył-less (π), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest pył (Si).
Oznaczenia:
ISO: Si, PN: π
b) wskaźnik różnoziarnistości (Cu):
gdzie:
- wskaźnik różnoziarnistości [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik różnoziarnistości (Cu) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d60 |
0,025 |
Cu |
25,00 |
Grunt jest bardzo różnoziarnisty ponieważ Cu>15.
c) wskaźnik krzywizny(Cc):
gdzie:
- wskaźnik krzywizny [-],
d60 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 60% [mm],
d30 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 30% [mm],
d10 - średnica cząstek, które wraz z mniejszymi stanowią 10% [mm],
Wskaźnik krzywizny (Cc) |
[mm] |
d10 |
0,001 |
d30 |
0,016 |
d60 |
0,025 |
Cc |
10,24 |
Badany grunt jest gruntem źle uziarnionym gdyż na wykresie krzywej uziarnienia nie występuje frakcja: kamienista i żwirowa.
Wnioski.
pierwsza krzywa uziarnienia.
Na podstawie otrzymanych wyników możemy stwierdzić, że badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest piasek ze żwirem-pospółka (Po) lub piasek gruby (Pr), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest piasek pylasty ze żwirem (grsiSa, grclSa), a główne frakcje uziarnienia wynoszą: frakcja pyłowa: 17%, frakcja piaskowa:60% oraz frakcja żwirowa 23%.
Z wykresu odczytaliśmy średnice miarodajne: d60 =0,95mm ,d30=0,17mm , d10 =0,03mm. Wartości te posłużyły nam do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości (Cu) oraz wskaźnika krzywizny (Cc). Cu=31,67 [-], Cc=1,01 [-]. Wskaźnik różnoziarnistości jest większy od 15 (Cu=31,67 [-]) i wskaźnik krzywizny jest między 1 a 3 (Cc=1,01 [-]) możemy wywnioskować, że badany grunt jest gruntem wielofrakcyjnym.
druga krzywa uziarnienia.
Na podstawie otrzymanych wyników możemy stwierdzić, że badanym gruntem według normy PN-86/B-02480 jest glina (G), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest glina: glina pylasta (saclSi), lub glina ilasta (sasiCl), a główne frakcje uziarnienia wynoszą: frakcja iłowa: 12%, frakcja pyłowa:50% oraz frakcja piaskowa: 38%.
Z wykresu odczytaliśmy średnice miarodajne: d60=0,055mm, d30=0,015mm, d10=0,001mm. Wartości te posłużyły nam do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości (Cu) oraz wskaźnika krzywizny (Cc). Cu=55,00 [-], Cc=4,10 [-]. Wskaźnik różnoziarnistości jest większy od 15 (Cu=55,00 [-]) i wskaźnik krzywizny jest między wysoki (Cc=4,10 [-]) możemy wywnioskować, że badany grunt jest źle uziarnionym
krzywa uziarnienia.
Na podstawie otrzymanych wyników możemy stwierdzić, że badanym gruntem normy PN-86/B-02480 jest pył-less (π), a według normy PN-EN ISO 14 688-1 jest pył (Si), a główne frakcje uziarnienia wynoszą: frakcja iłowa: 4%, frakcja pyłowa:86% oraz frakcja piaskowa: 10%.
Z wykresu odczytaliśmy średnice miarodajne: d60=0,025mm, d30=0,016mm, d10=0,001mm. Wartości te posłużyły nam do obliczenia wskaźnika różnoziarnistości (Cu) oraz wskaźnika krzywizny (Cc). Cu=25,00 [-], Cc=10,24 [-]. Wskaźnik różnoziarnistości jest większy od 15 (Cu=25,00 [-]) i wskaźnik krzywizny jest wysoki (Cc=10,24 [-]) możemy wywnioskować, że badany grunt jest gruntem źle uziarnionym.
- frakcja iłowa,
-frakcja pyłowa,
-frakcja piaskowa,
-frakcja żwirowa,
-frakcja kamienista,
- frakcja iłowa,
-frakcja pyłowa,
-frakcja piaskowa,
-frakcja żwirowa,
-frakcja kamienista,
-frakcja iłowa,
-frakcja pyłowa,
-frakcja piaskowa,
-frakcja żwirowa,
-frakcja kamienista,
-frakcja iłowa,
-frakcja pyłowa,
-frakcja piaskowa,
-frakcja żwirowa,
-frakcja kamienista,
-frakcja iłowa,
-frakcja pyłowa,
-frakcja piaskowa,
-frakcja żwirowa,
-frakcja kamienista,
Wyszukiwarka