Nr. ćwiczenia 7	Imię i nazwisko : Krzysztof Frączek Tadeusz Gospodarczyk		Rok akademicki 2000/2001
Temat : Analiza granulometryczna		Ocena :	Data wykonania : 24.10.2000

Cel ćwiczenia :

Analiza granulometryczna pozwala na wyznaczenie procentowej zawartości występujących w gruncie frakcji. Na jej podstawie wykreślona zostaje krzywa uziarnienia oraz ustala się rodzaj i nazwę badanego gruntu.

Wykonanie:

Pobrana do analizy próbka gruntu została poddana suszeniu do stałej masy w temperaturze 105-110° C.

Następnie pobrany do badania grunt został przez nas podzielony na dwie próbki o następujących masach:

• Próbka pierwsza o masie 255,16 [g]

• Próbka druga o masie 246,17 [g]

Tak przygotowane próbki zostały kolejno zasypane do zestawu sit, uprzednio zważonych i ułożonych w odpowiedniej kolejności na wstrząsarce.

W kolejnej fazie doświadczenia próbka badanego gruntu została poddana przesianiu na wstrząsarce w czasie około 5 minut.

Po zakończeniu tego procesu każde sito zostało zważone, z dokładnością 0,1 [g] na wadze, w celu określenia wagowej pozostałości frakcji badanego gruntu na poszczególnych sitach zestawu. Pozwoliło to na określeni procentowej zawartości poszczególnych frakcji w stosunku do całkowitej masy badanej próbki.

Zawartość poszczególnych frakcji Z_i należy obliczyć ze wzoru:

gdzie:
m_i - masa frakcji gruntu pozostałego na sicie [g]

m_s - masa szkieletu gruntowego [g]

Wyniki ważeń i zawartości procentowych dla poszczególnych frakcji gruntu zostały zestawione w tabelach dla prób I i II.

Sito [mm]	Masa sit [g]	Masa sit po przesianiu [g]	Zawartość frakcji [%]
Próba I
2,0	261,390	269,480	3,17
1,0	257,290	271,340	5,51
0,8	255,110	266,090	4,30
0,5	240,870	386,410	57,04
0,2	239,130	307,460	26,78
0,1	225,950	233,750	3,06
0,063	222,040	222,230	0,07
<0,063	279,190	279,370	0,07
Suma	1980,970	2236,130	100,00
Masa gruntu		255,160

Sito [mm]	Masa sit [g]	Masa sit po przesianiu [g]	Zawartość frakcji [%]
Próbka II
2,0	261,390	268,210	2,77
1,0	257,290	270,260	5,27
0,8	255,110	265,360	4,16
0,5	240,870	348,860	43,87
0,2	239,130	336,840	39,69
0,1	225,950	235,750	3,98
0,063	222,040	222,570	0,22
<0,063	279,190	279,290	0,04
Suma	1980,970	2227,140	100,00
Masa gruntu		246,170

Na podstawie wyznaczonych wartości Z_i, czyli procentowych pozostałości ziarn gruntu na poszczególnych sitach wyznacza się krzywe uziarnienia (wykres I).

próba I próba II

Wykonany wykres umożliwia odczytanie procentowego udziału ziaren o frakcjach granicznych 0,002 [mm]; 0,05 [mm] i 2 [mm].

Mając dane dotyczące udziału w próbce średnic zastępczych i posługując się trójkątem Fereta (rysunek I) określamy nazwę gruntu.

Wnioski:

Badanie składu granulometrycznego jest podstawowym oznaczeniem przy laboratoryjnych badaniach właściwości gruntu. W badaniach laboratoryjnych określa się umowną średnicę cząstek, noszącą nazwę średnicy zastępczej.

Do oznaczenia składu granulometrycznego stosowane są trzy metody :

• sitowa, - pipetowa, - areometryczna:

Analizę sitową wykonuje się w celu wyznaczenia procentowej zawartości występujących w gruncie frakcji (przesiew daje podział próbki na poszczególne frakcje pozostające na odpowiednich sitach), natomiast w analizie areometrycznej i pipetowej średnicą zastępczą jest średnica kulki posiadającej identyczną z cząstką gęstość i prędkość opadania .

Metodę sitową stosuje się do żwirów i piasków oraz do oddzielania ziarn większych od 0,063 mm, natomiast metodę pipetową i areometryczną stosuje się do rozsortowania cząstek o wymiarach mniejszych.

Wyniki analiz stanowią podstawę do wykreślenia krzywej uziarnienia danego gruntu .

Inną formą graficznego przedstawienia składu uziarnienia jest trójkąt Fereta przy pomocy którego określamy rodzaj gruntu.

W naszych badaniach już po wykreśleniu krzywych uziarnienia widać iż mamy do czynienia z piaskiem ponieważ leżą one w zakresie określającym frakcję piaskową . Na trójkącie Fereta nie widać jednak dokładnie jak przebiegają linie odnoszące ponieważ przebiegają bardzo blisko krawędzi (zawartość frakcji pyłowej i iłowej jest tak znikoma iż skala w której jest zeskalowany bok trójkąta nie pozwala na przedstawienie dokładnego przebiegu prostych odnoszących zawartość tych frakcji, poza tym aby dokładnie wyznaczyć zawartość tych frakcji należało by dokonać analizy cząstek które przeszły przez sito 0,063 mm metodą np. areometryczną) nie mniej jednak był to piasek i w naszym przypadku obydwie próby potwierdziły, iż mieliśmy do czynienia z piaskiem.

Podczas opracowania wyników zauważyliśmy iż głównym celem każdej klasyfikacji gruntów jest taki ich podział, który by umożliwiał po ustaleniu nazwy i stanu gruntu określenie jego cech przydatnych dla danej dziedziny budownictwa.

Klasyfikacja gruntów dla celów budowlanych według uziarnienia i stanu umożliwia ustalenie z odpowiednich tablic dopuszczalnych obciążeń gruntów oraz wszystkich parametrów fizycznych. Dotąd najczęściej stosowane są opracowania oparte na ogólnych klasyfikacjach gruntowych, uwzględniających głównie podział według uziarnienia . Jest to związane z tym, że z jednej strony zawartość poszczególnych frakcji wywiera najbardziej istotny wpływ na właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów , a z drugiej strony najbardziej uchwytną cechą gruntu jest jego uziarnienie , umożliwiające makroskopowe rozpoznanie gruntu.

I tak na przykład w byłym Związku Radzieckim w 1931 roku przyjęto klasyfikację drogową gruntów Ochotina , opartą na składzie granulometrycznym. W chwili obecnej funkcjonuje wiele klasyfikacji które opierają się na składzie granulometrycznym .

1

4

---