KATEDRA GEOTECHNIKI 20.01.2008

POLITECHNIKA ŚLĄSKA

Geotechnika

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego.

Badanie gruntów niespoistych metodą

analizy sitowej.

Prowadzący ćwiczenia Dariusz Duda

Dr. Inż A. Soczawa BKiI

Mgr. Inż. R. Uliniarz GR. A.

Badanie uziarnienia (składu granulometrycznego) gruntu polega na określeniu zawartości w nim poszczególnych frakcji. Badanie uziarnienia gruntów niespoistych wykonuje się metodą sitową, a w gruntach spoistych najczęściej stosuje się metodą areometryczną. Pozwala to na wykreślenie krzywej uziarnienia, ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu. Znajomość rodzaju badanego gruntu pozwala na prognozowanie jego właściwości oraz ustalenie zakresu dalszych badań.

SPOSÓB WYKONANIA BADANIA

PRZYGOTOWNIE PRÓBKI DO BADANIA

Próbka gruntu powinna być przed badaniem uziarnienia wysuszona do stałej masy w temperaturze 105 - 110 o C. Jeżeli zawiera ziarna o wymiarach większych niż 40 mm przed przystąpieniem do oznaczenia usuwamy takie ziarna z próbki. Następnie w zależności od makroskopowego określenia rodzaju gruntu niespoistego odważamy potrzebną masę do analizy:

• dla piasku drobnego 200 - 250 g,

• dla piasku średniego 250 - 500 g,

• dla piasku grubego, pospółki i żwiru 500 - 5000 g,

Notujemy na formularzu dokładną masę gruntu, przyjętą do badania.

WYKONANIE BADANIA

• komplet suchych, czystych sit ustawiamy w kolumnę na wstrząsarce w ten sposób, że na górze znajduje się sito o największym wymiarze oczek a pod nim sita o kolejno coraz mniejszym wymiarze ( 25; 10; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 oraz 0,071 lub 0,063 mm ). Pod sitem dolnym umieszcza się płaskie, dopasowane do sita naczynie do zbierania najdrobniejszych frakcji przesiewu,

• na górne sito wsypuje się wysuszoną i zważoną próbkę, przykrywa górne sito szczelnym wieczkiem i uruchamia wstrząsarkę,

• wstrząsanie powinno trwać 5 minut,

• po wyłączeniu wstrząsarki zawartość pozostałą na każdym sicie przesiewamy ręcznie przez co najmniej 1 minutę nad czystym arkuszem białego papieru. Jeżeli na arkuszu po tej czynności znajdą się ziarna lub cząstki gruntu , przesypujemy je z kartki na sito następne o drobniejszym wymiarze oczek natomiast pozostałość na sicie, którym wstrząsaliśmy , przesypujemy do plastykowego, wytarowanego naczynia i oznaczamy masę ziarn,

• wszystkie powyższe czynności wykonujemy z dużą dokładnością tak aby straty masy w stosunku do wyjściowej były jak najmniejsze, różnica między masą szkieletu gruntowego ms ( wyjściową ) a sumą mas wszystkich frakcji m1 + m2 + m3 + .... nie powinna przekraczać 0,5 % wartości ms. Jeżeli przekracza, badanie wykonujemy jeszcze raz, jeżeli nie, to przy obliczaniu wyników rozrzucamy różnicę proporcjonalnie do mas pozostałych na poszczególnych sitach i dodajemy do tych wartości.

OBLICZANIE WYNIKÓW

• notujemy w formularzu dokładną masę pozostałości na każdym sicie,

• wprowadzamy poprawki do poszczególnych mas,

• obliczamy procentową zawartość poszczególnych frakcji,

• aby uzyskane dane z analizy sitowej przygotować do wykonania krzywej uziarnienia sumuje się kolejno procentowe zawartości danych frakcji wraz z frakcjami większymi,

• na wykres nanosimy sumy zawartości frakcji wraz z większymi i na jego podstawie określamy rodzaj gruntu,

• na podstawie wykresu uziarnienia określamy inne parametry gruntu takie jak d10 , d60, U.

PRÓBKA 1 - PIASEK

Masa próbki ms [g]	Średnica zastępcza d [mm]	Masa gruntu na sicie [g]	Masa skorygowana mi [g]	Procentowy udział frakcji Zi [%]	Proc. udział frakcji narastająco [%]
	25	0	0	0	-
		10	0	0	0	-
		2	11,42	11,44284	2,28%	100%
		1	91,52	91,70304	18,30%	97,52%
		0,5	161,51	161,83302	32,30%	79,30%
		0,25	163,26	163,58652	32,65%	46,85%
		0,1	65,39	65,52078	13,08%	14,2%
		0,063	4,32	4,32864	0,86%	1,12%
		pozostało	1,31	1,31262	0,26%	0,26%
Suma		498,73	500,00	100%

Obliczamy wskaźnik niejednorodności uziarnienia:

U = d₆₀ : d₁₀

gdzie:

d₆₀ - średnica ziarn (cząstek), których wraz z mniejszymi jest w gruncie 60%,

d₁₀ - średnica ziarn (cząstek), których wraz z mniejszymi jest w gruncie 10%.

U = 0,3 : 0,1 = 3

Wg. danych z tabeli nr 4. grunt klasyfikujemy jako

RÓWNOZIARNISTY

Wg. danych z tabeli nr 3 określamy rodzaj gruntu drobnoziarnistego :

Cechy charakterystyczne :

- zawartość ziaren o średnicy większej niż 0,5 mm wynosi nie więcej niż 50 %,

- zawartość ziaren o średnicy większej niż 0,25 mm wynosi więcej niż 50 %

Wniosek: badany grunt to piasek średni (Ps)

PRÓBKA II - ŻWIR

Masa próbki ms [g]	Średnica zastępcza d [mm]	Masa gruntu na sicie [g]	Masa skorygowana mi [g]	Procentowy udział frakcji Zi [%]	Proc. udział frakcji narastająco [%]
	25	35,34	35,41068	7,07%	100%
		10	413,39	414,21678	82,68%	92,93%
		2	19,89	19,92978	3,98%	10,24%
		1	8,7	8,7174	1,74%	6,26%
		0,5	1,5	1,503	0,30%	4,52%
		0,25	10,61	10,631	2,12%	4,22%
		0,1	9,4	9,4188	1,88%	2,1%%
		0,063	0,8	0,8016	0,16%	0,22%
		pozostało	0,3	0,3006	0,06%	0,06%
Suma		499,93	500,00	100%

Obliczamy wskaźnik niejednorodności uziarnienia:

U = d₆₀ : d₁₀

gdzie:

d₆₀ - średnica ziarn (cząstek), których wraz z mniejszymi jest w gruncie 60%,

d₁₀ - średnica ziarn (cząstek), których wraz z mniejszymi jest w gruncie 10%.

U = 5 : 2 = 2,5

Wg. danych z tabeli nr 4. grunt klasyfikujemy jako

RÓWNOZIARNISTY

Wg. danych z tabeli nr 2 określamy rodzaj gruntu gruboziarnistego :

Cechy charakterystyczne :

-suma zawartości frakcji kamiennej i żwirowej powyżej 50 %.

-zawartość frakcji iłowej znacznie poniżej 2 %

Wniosek: badany grunt to żwir (Ż)

---