CCF20091008059

Tab. 28. Podział gruntów spoistych ze wzgięllu na plastyczność (wg. PN-86/B-02480)

Konsystencja	Stan gruntu	Symbol	Wilgotność gruntu w stosunku do granic konsystencji
Zwarta	zwarty	zw	< ws
	półzwarty	pzw	WS < W Wp
Plastyczna	twardoplastyczny	tpl
	plastyczny miękkoplaslyczny	P*	Wp < W ^ Wl
Ptynna	płynny	P'	WŁ<W

—    wilgotności granicy plastyczności (w_P),

—    wilgotności granicy płynności (wj).

Poszczególne granice zostały zdefiniowane przez A. Casagrande’a w następujący sposób:

Granica skurczalności jest to wilgotność w procentach, przy której grunt pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy.

Granica plastyczności jest to wilgotność w procentach, jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm.

Granica płynności jest to wilgotność w procentach, jaką ma masa gruntowa umieszczona w aparacie Casagrande’a, w momencie, gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy dwudziestym piątym uderzeniu miseczki o podstawę, na długości 10 mm i wysokości 1 mm. Granicę płynności można oznaczyć również metodami stożka, np. wg Wasiliewa lub różnymi typami penetrometrów stożkowych. W tym przypadku za granicę płynności przyjmuje się wilgotność w procentach, przy której stożek o znormalizowanych wymiarach i masie zanurza się w paście gruntowej na odpowiednią, ściśle określoną głębokość.

Inne parametry obliczane na podstawie wyników badań granic konsystencji: o Wskaźnik plastyczności (//>)• Jest to różnica między wartością granicy płynności i granicą plastyczności:

I_P = w_L- w_P,

gdzie:

I_P — wskaźnik plastyczności (%),

w_L — granica płynności (%),

w_P — granica plastyczności (%).

■Wskaźnik plastyczności; określa plastyczne właściwości gruntów, wskazując, ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w stan płynny, a więc podając zakres wilgotności, w których grunt ma właściwości plastyczne. Im większa jest wartość wskaźnika plastyczności, tym bardziej plastyczny jest grunt. Grunty o bardzo malej wartości wskaźnika plastyczności bardzo łatwo upłynniają się, nawet przy nieznacznym zwiększeniu wilgotności.

Termin „plastyczność gruntu” oznacza jego zdolność do odkształcania (deformacji) pod wpływem sił zewnętrznych, bez naruszenia spójności próbki, oraz zdolność utrzymywania nadanej mu formy po ustąpieniu działania sił zewnętrznych. Grunty spoiste wykazują plastyczność tylko przy określonej zawartości wody związanej, tzw. wody osmotycznej, pozwalającej na przemieszczanie się cząstek względem siebie bez naruszenia ciągłości układu. Grunty o konsystencji plastycznej mogą występować w jednym z trzech stanów: twardoplastycznym, plastycznym i miękkoplastycznym. Zwiększenie ilości wody powoduje przejście gruntu w stan płynny, zmniejszenie — w stan półzwarty lub zwarty.

Stan gruntu zależy z jednej strony od ilości i właściwości zawartej w nim wody (wilgotności), z drugiej — od składu i właściwości cząstek stałych. Przy tej samej wilgotności różne grunty mogą znajdować się w różnych stanach i odwrotnie — różna wilgotność może powodować występowanie identycznych stanów W różnych gruntach (o innych właściwościach cząstek stałych). Ten sam grunt ma natomiast zawsze jednakową wartość granic konsystencji, a jego stan może się zmieniać w zależności od zmian wilgotności.

Do czynników kształtujących stan gruntu, a ściślej wartości granic konsystencji, określanych jako właściwości cząstek stałych, należą: skład granulometyczny, skład mineralny, skład kationów wymiennych, domieszki substancji organicznej, kształt cząstek. Im większa w gruncie zawartość frakcji iłowej, tym wyższe wartości granic konsystencji, tym wyższa plastyczność gruntów. Domieszki frakcji piaskowej obniżają te wartości. Spośród trzech grup minerałów ilastych najwyższe wartości granic konsystencji i największą plastyczność powoduje obecność w gruncie minerałów grupy smektytu, a najmniejszą minerałów grupy kaolinitu. Obecność substancji organicznej powoduje również podwyższenie tych wartości. Kationy wymienne wpływają na wzrost plastyczności wraz ze zmniejszeniem ich wartościowości. Tak więc największą plastycznością będą się charakteryzowały grunty zawierające w kompleksie wymiennym kationy jednowartościowe.

Stopień konsystencji (4). Obliczany jest ze wzoru:

Ik=(w_l-w) : (w_L-w_P)

gdzie:

l_K — stopień konsystencji, w_L — granica płynności (%), w_P — granica plastyczności (%), w — wilgotność (%).

Istnieje ścisła zależność między stopniem konsystencji a stopniem plastyczności (4) wyrażona wzorem:

/>c= 1 -/i.

^v Stopień plastyczności (4), parametr za pomocą którego można wyznaczyć stan gruntu (p. § 9. Obliczanie wyników). Oblicza się go ze wzoru:

4 = (*'„ - w_P): (w_L - w_P)

127