mech001

ĆWICZENIE 2

Wyznaczanie gęstości właściwej i objętościowej szkieletu gruntowego oraz gęstości objętościowej i wilgotności naturalnej gruntu

1. WSTĘP

Grunty składają się z oddzielnych ziam i cząstek, które stanowią szkielet gruntowy. Pomiędzy nimi znajdują się pory wypełnione wodą lub wodą z gazami (rys. 2.1).

Rys. 2.1. Schemat opisujący ośrodek gruntowy:

1 - pęcherzyki powietrza, 2 - woda wolna, 3 - cząstki stałe, 4 - woda błonkowa

Cechy fizyczne gruntu można podzielić na:

-    podstawowe, tj. gęstość właściwą, gęstość objętościową i wilgotność;

-    pochodne, tj. gęstość objętościową szkieletu gruntowego, porowatość, wskaźnik porowatości, wilgotność całkowitą, stopień wilgotności, stopień zagęszczenia, stopień plastyczności i wskaźnik zagęszczenia.

Wielkości podstawowe wyznacza się na podstawie badań laboratoryjnych. Ich znajomość pozwala na określenie cech pochodnych.

2. WYZNACZANIE GĘSTOŚCI WŁAŚCIWEJ GRUNTU

Gęstość właściwa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do jego objętości gdzie:

p_s - gęstość właściwa szkieletu grantowego [g/cnr ],

m_s - masa szkieletu grantowego [g],

V_s - objętość szkieletu grantowego [cm³].

Przeznaczona do oznaczenia gęstości właściwej szkieletu grantowego część pobranej próbki grantu o sprawdzonej makroskopowo jednorodności, po wysuszeniu do stałej masy w temperaturze 105 -r 110° C powinna mieć masę:

a)    dla piasków gliniastych, pyłów i pyłów piaszczystych 40 -f 50 g;

b)    dla glin, glin piaszczystych i glin pylastych 35 -f 40 g;

c)    dla glin zwięzłych, glin piaszczystych zwięzłych, glin pylastych zwięzłych, iłów i iłów pylastych 25 4- 30 g.

Gęstość właściwą szkieletu grantowego określa się na podstawie kolejnych pomiarów masy kolby, kolby wraz z grantem, kolby z grantem wypełnionej wodą i kolby wypełnionej wodą.

Pobraną próbkę grantu po wysuszeniu w temperaturze 105 4- 110°C i ostudzeniu w eksykatorze przenosi się do uprzednio wycechowanej i wysuszonej kolby, ważąc ją wraz z grantem, z dokładnością do 0,01 g. Następnie kolbę z zawartym w niej grantem wypełnia się do 2/3 objętości wodą destylowaną i gotuje jej zawartość na małym płomieniu przez pół godziny, mieszając kilkakrotnie w czasie gotowania zawiesinę znajdującą się w kolbie. Z kolei kolbę z zawiesiną gruntowo-wodną doprowadza się do temperatury otoczenia, następnie dopełnia się wodą destylowaną do kreski na szyjce kolby i wstawia kolbę do naczynia o pojemności około 2 litrów, wypełnionego wodą o temperaturze otoczenia. Po upływie około 2 godzin mierzy się temperaturę wody w kolbie i naczyniu. Różnica wskazań obu temperatur powinna być mniejsza od 0,5°C. Wówczas średnią arytmetyczną obu temperatur przyjmuje się jako temperaturę, przy której ustalono objętość kolby oraz masę kolby z wodą.

Następnie po osuszeniu ścian zewnętrznych kolby doprowadza się ponownie (za pomocą pipety) poziom wody destylowanej do kreski na szyjce kolby i waży kolbę z zawartością z dokładnością do 0,01 g. Po wykonaniu tych czynności należy za pomocą pipety odciągnąć nieco wody z szyjki kolby i ponownie doprowadzić poziom wody do kreski, a następnie ponownie zważyć kolbę z zawartością, z dokładnością do 0,01 g. Oba wyniki nie powinny różnić się od siebie więcej niż 0,02 g. W przypadku większej różnicy należy badanie powtarzać aż do otrzymania 2/3 wyników nic różniących się od siebie więcej niż 0,01 g. Wszystkie czynności powinny być wykonywane tak szybko, aby podczas oznaczania nic następowały zmiany temperatury w kolbie. Podczas wykonywania oznaczenia nic powinno się dotykać gołą dłonią kolby.

Gęstość właściwą szkieletu grantowego p_s należy obliczyć według wzoru

Ps

m_g - m,

m_wl+(m_g -m,)-m_wg

(2.2)

19