Wstep teoretyczny

Wodoprzepuszczalnością - nazywa się zdolność gruntów na przepuszczanie wody pod ciśnieniem przez sieć kanalików utworzonych z jego porów .

Wartość początkowa gradientów hydraulicznych dla różnych gruntów hydraulicznych dla różnych gruntów jest różna , przedstawia co obrazowo rysunek .

V

i_o i

i_o - początkowy gradient hydrauliczny

Wskaźnik wodoprzepuszczalność k_t - oblicza się według wzoru

i - gradient hydrauliczny

Q - objętość wody przepływającej przez dany grunt

A - powierzchnia przekroju próbki

T - czas przepływu

Ponieważ lepkość wody zależy od temperatury zdolność jej przenikania przez sieć kanalików w gruncie jest zmienna , wskutek czego , dla tego samego gruntu w różnych temperaturach pomiaru , wartość wskażnika jest równa :

k₁₀ - zredukowany wskaźnik wodoprzepuszczalności

Wyznaczenie współczynnika filtracji metodą rurki Kamińskiego - przebieg badania .

Rurke ustawioną na statywie wkłada się do naczynia z wodą . do rurki wsypuje się badany grunt zagęszczając go . Grunt powinien być od dołu nasycony kapilarnie wodą Warstwa gruntu powinna wynosić 10 cm. Na powierzchnie gruntu wsypuje się warstwę grubszego piasku lub żwiru o grubości 1 - 2 cm. Rurkę zanurza się w naczyniu z wodą tak , aby woda w rurce podniosła się na wysokość 2 -3 cm ponad warstwę żwiru . Ustawienie rurki powinno być takie , aby poziom wody w naczyniu znajdował się na dolnym poziomie skali rurki . Do rurki wlewa się ostrożnie od góry wode do pewnego poziomu notując czas obniżenia poziomu wody o kolejne odcinki aż do całkowitego przefiltrowania wody przez próbkę .

Współczynnik filtracji k oblicza się ze wzoru :

l - wysokość próbki gruntu (cm)

s - obniżenie wysokości słupa wody (cm)

T - czas obniżenia się słupa wody na wysokości s (liczymy od początku badania)

H_o - początkowa wysokość wody w rurce liczona od górnej podziałki na rurce do poziomu wody w naczyniu

Współczynnik wodoprzepuszczalności

D - 5,95 cm Δh = 38 cm

L - 23 cm T - 22°C

A - 27,80 cm² i_z =

L.p	Objetość Q2 [cm^3]	Czas t [s]	Współczynnik K= [cm/s]
1	13	25	0,011336
2	14,5	28	0,011289
3	16	31	0,011252

k_sr=
[cm/s]

k₁₀=0,008323

Ściśliwość gruntów - to zdolność gruntu do zmniejszenia swojej objętości pod wpływem obciążeń . Grunt poddany obciążeniu , bez możliwości bocznego rozszerzania , odkształca się zmniejszając swoją objętość .

Ściśliwość gruntu jest charakteryzowana przez moduł ściśliwości, który określa z prawa Tarcagiego:

gdzie: M_i - edometryczny moduł ściśliwości [Pa]

Δσ_i - przyrost obciążenia próbki [Pa]

Δh_i - przyrost wysokości próbki na skutek przyrostu naprężenia

h [mm]

σ [kPa]

Współczynnikiem ściśliwości gruntu nazywamy stosunek przyrostu wskaźnika porowatości do przyrostu naprężeń (które spowodowały przyrost wskaźnika porowatości)

e

σ[kPa]

Z wartości współczynnika ściśliwości “a” można zorientować się o przydatności gruntu do posadowienia budowli, gdy:

• a ≤ 0,0001 [cm²/N] - grunt jest mało ściśliwy, a więc bardzo dobry do posadowienia budowli

• 0,0001 [cm²/N] ≤ a < 0,001 [cm²/N] - grunt jest średnio ścilśliwy , a więc dobry do posadowienia budowli

• 0,001 [cm²/N] ≤ a < 0,01 [cm²/N] - grunt jest ściśliwy, a więc nadaje się do posadowienia tylko lekkich budowli

• a > 0,01 [cm²/N] - grunt jest bardzo ściśliwy i nie nadaje się do posadowienia budowli

Grunty zapadowe - to grunty mające pory większe niż wymiar cząstek gruntowych, nazywamy je gruntami makroporowatymi (lessy).

Wskaźnik osiadania zapadowego oznacza się symbolem i_mp i wyznacza się ze wzoru:

gdzie : h' - wysokośc próbki po umownym zakończeniu osiadań przy naprężeniu (obciążeniu) odpowiadającym

ciężarowi gruntów i budowli

h'' - wysokość tej samej próbki przy obciążeniu jak wyżej, lecz po całkowitym nasyceniu wodą

h₀ - wysokość próbki po stabilizacji odkształceń przy obciążeniu pierwotnym σ_zγ na głębokości

posadowienia

Do gruntów zapadowych zalicza się grunty, których wskaźnik osiadania zapadowego i_mp >0.02.

Polowe metody badań

Próbne obciążenia sztywną płytą.

Próbne obciążenia płytą sztywną należy wykonać do oznaczania modułu podatności na dnie wykopu badanego.

Wykonanie badania obciążenia płyta należy przeprowadzić na wyrównanej powierzchni dna wykopu.Sposób

obciążania płyty i urządzenie do pomiaru jej osiadań powinno być tak zaprojektowane, aby nie działały obok płyty dodatkowe obciążenia mogące zakłócić przebieg jej osiadań. Pierwszy stopien obciążenia należy przyjąć

równy pionowemu naprężeniu normalnemu pierwotnemu σ_{zγ ,} a następnie obciążenie należy podzielić na co najmniej 3 stopnie między wartościami σ_zγ ,σ_zϕ oraz na co najmniej 3 dalsze stopnie między wartościami........

Próbne obciążenie świdrem talerzowym.

Zastosowanie: wykonuje się do oznaczania modułów odkształcenia pierwotnego gruntu E₀ i wtórnego E.

Sprzęt: świdry talerzowe, żerdź stalowa, urządzenie do wkręcania świdra w grunt, urządzenia do pionowego obciążania żerdzi, mierzenia nacisku na żerdź , pomiaru osiadań żerdzi.

Przygotowanie urządzenia. Świder wkręcić na głebokość przewidzianą w programie badań , mierzoną od powierzchni terenu, następnie zamontować urządzenia do obciążenia świdra i do pomiaru jego osiadań.

Wykonanie badania: należy przeprowadzać stopniowo,jak w obciążeniu sztywną płyta.

Próbne obciążanie gruntu presjometrem.

Zastosowanie: należy przeprowadzić w otworach wywierconych w gruncie, do oznaczenia modułu pierwotnego

odkształceń gruntu (E₀), E,kąta tarcia wewnętrznego (ϕ_u), spójności (C_u).Po wykonaniu otworu należy sondę zagłębić na głębokość określoną w programie badań.Wartość początkowego ciśnienia w sondzie prensjometru

należy wg instrukcji obsługi, a następnie ciśnienie zwiększać stopniowo Δp wynoszącym 0.2, 0.5 lub 1 kg/cm²

oraz mierzyć odpowiadające im zmiany objętości.

Ściśliwość gruntów - wyniki pomiarów

Stan	Lp	Siła [N]	Naprężenia σ [kPa]	Wskazania czujnika h [mm]	Wysokość próbki H [mm]	Δh [mm]	Porowatość wskaźnik e [-]
obciążenie 1		0,0	0,0	4,00	20,00		0,533
		23,88	7,20	3,960	19,96	0,04	0,52993
		48,10	14,495	3,935	19,935	0,025	0,52001
		96,19	28,987	3,90	19,90	0,035	0,52533
		192,38	57,975	3,830	19,83	0,07	0,5199
obciążenie		96,19	28,987	3,84	19,84	-0,01	0,52073
		48,10	14,495	3,85	19,85	-0,01	0,52150
		23,88	7,20	3,86	19,86	-0,01	0,52226
		0.0	0,00	3,90	19,90	-0,04	0,52533
obciążenie 2		23,88	7,20	3,875	19,875	0,025	0,52341
		48,10	14,495	3,865	19,865	0,01	0,52265
		96,19	28,987	3,845	19,845	0,02	0,52111
		192,38	57,975	3,815	19,815	0,03	0,51882
		384,76	115,95	3,730	19,730	0,085	0,51230
		769,22	231,81	3,610	19,610	0,12	0,50310
		1530,76	463,718	3,480	19.480	0,13	0,49314

Φ = 6,5cm γ_s = 26,5 kN/m³ w=3%

H = 20 mm γ = 17,8 kN/m³

[-]

[-]

Obliczenia M_0, a,m_r dla przedziału 4 - 5

1.Współczynnik ściśliwości

2.Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej

kPa

3.Współczynnik ściśliwości objętościowej

m_r =
1/kPa

Obliczenie M dla przedziału 7-8

Wwspółczynnik odpręzenia M

MPa

---