mech004

ĆWICZENIE 3

Stopień zagęszczenia gruntów sypkich I_D

1. WSTĘP

Struktura gruntu, składającego się z ziaren i cząstek, pomiędzy którymi znajdują się pory, sprawia iż może on mieć różne zagęszczenie, w zależności od upakowania cząstek (rys. 3.1).

Rys. 3.1. Zmiana objętości porów w piasku w miarę jego zagęszczania: a) objętość piasku najbardziej luźnego, b) objętość w naturze (pośrednia), c) objętość piasku najbardziej zagęszczonego

Stopień zagęszczenia gruntów sypkich jest to iloraz różnicy pomiędzy objętością maksymalną i naturalną danej masy gruntu i różnicy pomiędzy objętością maksymalną i minimalną. Oznacza się go symbolem l_D (liczba niemianowana) i wyznacza z zależności

(3.1)

j

^D v_min-v_max

gdzie:

V - objętość gruntu w stanie naturalnym [cm³],

- objętość gruntu przy najluźniejszym ułożeniu ziaren [cm³],

^min - objętość gruntu przy najbardziej gęstym ułożeniu ziaren [cm³],

Stopień zagęszczenia gruntów sypkich bada się w celu określenia stanu gruntu zalegającego w podłożu fundamentów projektowanej budowli oraz sprawdzenia zagęszczenia wykonywanych nasypów ziemnych.

Można go wyznaczyć także na podstawie znajomości wskaźnika porowatości naturalnej, wskaźnika porowatości maksymalnej oraz wskaźnika porowatości minimalnej (p. 5).

2. POROWATOŚĆ I WSKAŹNIK POROWATOŚCI GRUNTU

2.1. Porowatość gruntu

Porowatością gruntu n (liczba niemianowana) nazywa się stosunek objętości porów V_P zawartych w danym gruncie do objętości całkowitej próbki V (szkielet gruntu + pory) (rys. 3.2)

(3.2)

gdzie:

V_P - objętość porów w próbce [cm³], V - całkowita objętość próbki [cm³].

Rys. 3.2. Fazy w gruncie

Wobec trudności bezpośredniego pomiaru objętości szkieletu i objętości porów posługujemy się metodą pośrednią, opartą na znajomości gęstości właściwej i gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (wyznaczonych laboratoryjnie).

Ponieważ objętość całkowita próbki gruntu jest sumą objętości szkieletu gruntowego i porów zawartych w danej próbce gruntu, to ze wzoru na porowatość otrzymujemy:

V_P=nV,

(3.3)

(3.4)

(3.5)

(3.6)

(3.7)

V_S=V-V_P = (\-n)V.

Ponieważ gęstość właściwa szkieletu gruntowego wyraża się jako

to

25