Analiza makroskopowa. (ćw. 7)
A.) Analiza makroskopowa wg. nowej normy.
Wiadomości wstępne:
Zgodnie z EN ISO 14688 wykonując analizę makroskopową
określa się następujące cechy gruntów:
Ramka czerwona (1) dotyczy analizy makroskopowej gruntów gruboziarnistych.
Ramka żółta (2) dotyczy analizy makroskopowej gruntów drobnoziarnistych.
Ramka zielona (3) dotyczy analizy makroskopowej gruntów organicznych.
Ramka niebieska (4) dotyczy analizy makroskopowej gruntów wulkanicznych.
Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:
Oznaczenie składu granulometrycznego:
W celu oznaczenia rozkładu wielkości cząstek i ziaren, próbkę należy rozłożyć na
płaskiej powierzchni lub na dłoni. Wymiary cząstek i ziaren próbki należy porównać
ze standardami uziarnienia (przedziałami wymiarów cząstek i ziaren).
Cząstki pyłu i iłu nie są widoczne gołym okiem, dlatego do oznaczenia takiego gruntu
należy stosować inne metody
Tab.1. Podział gruntów bardzo gruboziarnistych i gruboziarnistych.
Oznaczenie kształtu ziaren:
W przypadku grubych frakcji, opisuje się kształt ziaren w nawiązaniu do ich stopnia
obtoczenia (który wskazuje na stopień zaokrąglenia krawędzi i naroży), ich ogólny
kształt i charakter powierzchni. Terminy stosowane w opisach, wykorzystywane
zwykle do żwiru lub grubszych frakcji, podane są w tabeli poniżej.
Tab.2. Terminy określające kształt ziaren.
Oznaczenie składu mineralnego:
Skład mineralny poszczególnych ziaren gruntu oznaczany jest według zasad
geologicznych. Nazwy występujących minerałów, z uwzględnieniem wtórnych zmian
na powierzchni ziaren gruntu, powinny być dołączone do opisu gruntu. W czasie
badania frakcji gruboziarnistej w badaniu polowym często niezbędna jest lupa.
UWAGA! Ziarna żwiru są zwykle fragmentami skał, np. piaskowca, wapienia, krzemienia. Ziarna
piasku i drobniejsze są zwykle pojedynczymi minerałami: kwarcem, miką, skaleniem lub minerałami
ilastymi. Żwir i ziarna piasku mogą być pokryte substancją mineralną, w tym kalcytem lub tlenkiem
żelaza. Mogą występować kryształy, np. gipsu w iłach i pirytu w kredzie.
Oznaczenie zawartości drobnych frakcji:
Przy oznaczaniu składu gruntu drobne frakcje występujące w małej ilości w próbce
należy wypłukać, a grubszą pozostałość opisać na podstawie wymiarów i kształtów
cząstek, rodzaju materiału i innych specyficznych składników. Na podstawie czasu
trwania i dokładności procesu przemywania oraz badania otrzymanego osadu określa
się na rodzaj i zawartość procentową frakcji drobnych.
Oznaczenie barwy gruntu:
Barwa gruntu, choć zależy od warunków lokalnych, często wskazuje na skład
materiału i jego rozkład. Barwa pozwala rozróżnić grunty mineralne i organiczne.
Na udział substancji organicznej w gruncie wskazują specyficzny zapach i barwę.
Intensywność zapachu i barwy pozwalają ocenić proporcje substancji organicznej do
mineralnej i zaleca się ich uwzględnienie w opisie gruntu. np. Grunt organiczny
makroskopowo
UWAGA! Ponieważ wiele gruntów zmienia szybko swoja barwę na powietrzu, ważne jest, aby barwy
określić na świeżo odsłoniętej powierzchni przy pełnym świetle dziennym. Przykładem jest grunt
drobny zawierający tlenek żelaza. W warunkach nawodnienia woda słodka ma często barwę zielono-
oliwkową, lecz na powietrzu utlenia się, zmienia barwę na czerwoną. Wskazane jest stosowanie
wzorcowej skali barw (ujednolicenie).
Oznaczenie zawartości węglanów:
Zawartość węglanów oznaczona jest na podstawie reakcji na krople 10-procentwego lub
rozcieńczonego wodą w proporcji 3:1 roztworu HCL. Wyróżniamy:
Grunt bezwapnisty (0)  nie reaguje z kwasem
Grunt wapnisty (+)  lekko pieni się pod wpływem kwasu solnego
Grunt silnie wapnisty (++)  intensywnie pieni się pod wpływem kwasu solnego.
UWAGA! W przypadku mokrych lub wilgotnych gruntów, reakcja z kwasem ujawnia się z
opóz
nieniem. Natomiast duża wytrzymałość gruntu suchego jest często wynikiem działania węglanu
jako substancji cementującej.
Oznaczenie wytrzymałości gruntu suchego:
W celu oznaczenia wytrzymałości gruntu suchego próbkę należy wysuszyć. Jej opór
w czasie rozdrabniania lub sproszkowania pomiędzy palcami jest miarą
wytrzymałości gruntu suchego, zależną od rodzaju gruntu i zawartości drobnych
frakcji. Rozróżniamy:
A) małą wytrzymałość gruntu suchego: wysuszony grunt rozpada się pod lekkim
lub średnim naciskiem palca;
B) średnią wytrzymałość gruntu suchego: wysuszony grunt rozpada się pod
wyraz
nym naciskiem palców na bryłki, które nadal wykazują spoistość;
C) dużą wytrzymałość gruntu suchego: gruntu wysuszonego nie można rozdrobnić
pod naciskiem palców, a może być jedynie rozłamany.
Oznaczenie dylatancji pyłu i iłu:
Zachowanie się gruntów spoistych przy wstrząsaniu wskazuje na zawartość pyłu i iłu
Wilgotną próbkę o wymiarach 10/20 mm należy wstrząsać, przerzucając ją między
dłońmi. Próbka staje się błyszcząca na skutek pojawienia się wody na jej
powierzchni. Przy naciskaniu próbki palcami woda znika. Zawartość pyłu lub iłu może
być określona na podstawie czasu potrzebnego na pojawienie się wody przy
wstrząsaniu i na jej zanikanie przy nacisku.
Woda pojawia się i znika szybko w przypadku występowania frakcji pylastej Si.
Wstrząsanie i nacisk nie dają efektu w przypadku występowania frakcji iłu Cl. Im
wolniej pojawia się woda na powierzchni próbki, tym mniejsza jest zawartość pyłu, a
większa zawartość iłu.
Oznaczenie plastyczności:
W celu oznaczenia plastyczności (zwięzłości) wilgotną próbkę gruntu (kawałek gruntu
o wymiarach około 1 cm) należy wałeczkować na gładkiej powierzchni, aby otrzymać
wałeczek o średnicy około 3mm, następnie zlepić go z powrotem i powtarzać
wałeczkowanie do chwili, kiedy na skutek utraty wody nie daje się wałeczkować, a
tylko zlepiać. Osiąga się w ten sposób granicę plastyczności:
A) mała plastyczność: próbka wykazuje spójność, lecz nie można wykonać wałeczka
o średnicy 3 mm
B) duża plastyczność: próbkę można wałeczkować do uzyskania cienkich
wałeczków.
Oznaczenie zawartości piasku, pyłu i iłu w gruntach:
Do oznaczenia w gruncie zawartości piasku, pyłu i iłu należy rozcierać małą próbkę
gruntu pomiędzy palcami, jeśli jest do konieczne to w wodzie.
A) Ilość zawartej frakcji piaszczystej może być określona z wyczuwalnego stopnia
szorstkości materiału. Gruby pył może być także wyczuwalny jako szorstki, lecz
jego poszczególne cząstki i ziarna nie są widoczne gołym okiem.
B) Grunt ilasty w dotyku przypomina mydło oraz przykleja się do palców i nie
można go usunąć bez opłukiwania, nawet w stanie suchym.
C) Grunt pylasty wyczuwa się jako gładki w dotyku, suche cząstki gruntu
przyklejone do palców można łatwo zdmuchnąć lub usunąć przez klaskanie
dłońmi.
D) Grunty, zawierające ponad 50% cząstek piaskowych, przy rozcieraniu
pozostawiają miedzy palcami dużo ostrych ziaren piasku.
E) Grunty, zawierające ponad 50% cząstek pyłowych, mają mało ziaren piaskowych,
które są tak drobne, ze nie wyczuwa się ich przy rozcieraniu.
W celu stwierdzenia obecności iłu lub pyłu próbkę o naturalnej wilgotności należy rozciąć
nożem. Błyszcząca nacięta powierzchnia wskazuje na zawartość iłu, podczas gdy matowa
powierzchnia jest charakterystyczna dla pyłu lub pyłu ilasto-piaszczystego o małej
plastyczności. W celu szybkiej oceny powierzchnię próbki można zarysować lub wygładzić
paznokciem.
Oznaczenie konsystencji:
Konsystencje gruntu spoistego:
A) Grunt należy określić jako bardzo miękkoplastyczny jeśli przy ściskaniu wydostaje
się pomiędzy palcami
B) Grunt należy określić jako miękkoplastyczny jeśli można go formować przy lekkim
nacisku palców
C) Grunt należy określić jako plastyczny jeśli nie może być formowany przy lekkim
nacisku palców, lecz może być wałeczkowany w ręku do wałeczka o średnicy 3 mm
bez spękań i rozdrabniania się
D) Grunt należy określić jako twardoplastyczny jeśli rozpada się i pęka podczas
wałeczkowania do wałeczka o średnicy 3 mm, lecz jest ciągle dostatecznie wilgotny,
aby ponownie uformować z niego kulkę
E) Grunt należy określić jako zwarty jeśli jest wysuszony, najczęściej ma jasną barwę.
Nie można z niego uformować kulki, rozdrabnia się pod naciskiem. Można go
zarysować paznokciem.
Metoda oznaczania i opisu gruntów organicznych:
Zapach gruntu może wskazywać na to że ma on charakter nieorganiczny lub organiczny.
Świeże, wilgotne grunty organiczne zwykle maja zapach pleśni, która może być
zintensyfikowana przez podgrzewanie wilgotnej próbki. Rozkładające się zgniłe składniki
organiczne w gruncie mogą być rozpoznawane dzięki zapachowi typowemu dla
siarkowodoru, który może być mocniejszy przy dodaniu rozcieńczonego kwasu solnego do
próbki. Suche iły maja zapach ziemisty.
Tab.3. Oznaczenie i opis gruntu organicznego.
Oznaczenie stopnia rozłożenia torfu:
Oznaczanie to przeprowadzamy przez ściskanie mokrej próbki torfu w ręku. Jeśli
ściskanie nie daje rezultatu, ponieważ torf jest zbyt suchy, torf można ocenić na
podstawie wyglądu.
A) Gdy w torfie są widoczne dobrze zachowane szczątki roślinne, torf jest mało
rozłożony lub średnio rozłożony
B) Gdy w torfie brak jest widocznych szczątków roślinnych, torf jest bardzo lub
całkowicie rozłożony
Tab.4. Stopień rozłożenia mokrego torfu oznaczany przez wyciskanie.
Dodatkowo geneza gruntu:
Zaleca się na zakończenie opisu gruntu, jeśli to możliwe, podać geologiczną genezę gruntu
(zwykle zapisywana w nawiasie).
Makroskopowa ocena wilgotności:
Ocenę wilgotności gruntu określa się na podstawie tabeli 5.
Tab.5. Makroskopowa ocena wilgotności.
B.) Analiza makroskopowa wg. starej normy.
Oznaczenie rodzaju gruntów spoistych.
Polega ono na ocenie spoistości gruntu na podstawie próby wałeczkowania i rozcierania w
wodzie. Próba wałeczkowania służy do określenia spoistości danego gruntu, natomiast
próba rozcierania gruntu w wodzie pozwala na określenie zawartości frakcji piaskowej.
PRÓBA WAA
ECZKOWANIA  z próbki gruntu przeznaczonej do badania należy uformować
kulkę o średnicy około 7 mm i wałeczkować ją pomiędzy dłońmi aż do osiągnięcia wałeczka
o średnicy 3 mm. Jeżeli w tym czasie wałeczek nie wykaże żadnych uszkodzeń (spękania,
rozwarstwienia) należy ponownie uformować kulkę i powtórzyć wałeczkowanie. Czynności te
należy powtarzać do momentu, w którym na wałeczku da się zauważyć spękania,
rozwarstwienia lub wałeczek rozsypie się. Wałeczkowanie należy zakończyć także w
przypadku gdy wałeczek o długości 4  5 mm podniesiony do góry za jeden z końców
zacznie pękać pod własnym ciężarem. Próbę wałeczkowania należy przeprowadzić na co
najmniej dwóch kulkach, a w przypadku wyraz
nej niezgodności wyników dodatkowo na
trzeciej próbce. Na podstawie wyglądu kulki wałeczka i charakteru spękań należy określić
spoistość gruntu według tabeli 6.
PRÓBA ROZCIERANIA W WODZIE  niewielką ilość gruntu należy rozcierać między
dwoma palcami zanurzonymi w wodzie. W zależności od ilości ziaren piasku pozostałego
między palcami należy zakwalifikować grunt do odpowiedniej grupy korzystając z tabeli 6.
Rodzaje i nazwy gruntów w zależności od zawartości
Wyniki badania
Rodzaj gruntu frakcji piaskowej.
Grupa I Grupa II Grupa III Próba wałeczkowania
Kulka rozpłaszcza się lub
rozsypuje, grunt nie daje się
Mało spoisty Piasek gliniasty Pył piaszczysty Pył
wałeczkować lub wałeczek
rozwarstwia się podłużnie.
Od początku do końca
Rodzaje i nazwy
Glina wałeczkowania powierzchnia
gruntów w Średnio spoisty Glina Glina pylasta
piaszczysta wałeczka nie nabiera połysku,
zależności od
wałeczek pęka poprzecznie.
wyników próby
wałeczkowania Wałeczek początkowo bez
Glina
Glina pylasta połysku, przy końcu
Zwięzło spoisty piaszczysta Glina zwięzła
zwięzła wałeczkowania z połyskiem,
zwięzła
pęka poprzecznie.
Kulka i wałeczek od początku z
Bardzo spoisty Ił piaszczysty Ił Ił pylasty
połyskiem.
Między palcami Wyczuwa się Ziaren piasku
Próba rozcierania w wodzie pozostaje dużo pojedyncze drobne nie wyczuwa
piasku ostrego. ziarna piasku. się.
Tab.6. Oznaczenie rodzaju gruntów spoistych.
Oznaczenie rodzaju gruntów niespoistych.
Rodzaj gruntów niespoistych należy określić korzystając z tabeli 7 na podstawie wielkości i
zawartości ziaren poszczególnych frakcji ustalonych oceną makroskopową lub ewentualnie
przy pomocy lupy.
Zawartość frakcji [%]
Nazwa gruntu
> 2 mm > 0,5 mm > 0,25 mm
Żwir > 50 - -
Pospółka 50 do 10 > 50 -
Piasek gruboziarnisty < 10 > 50 -
Piasek średnioziarnisty < 10 < 50 > 50
Piasek drobnoziarnisty < 10 < 50 < 50
Piasek pyalsty* < 10 < 50 < 50
* Piasek pylasty po wyschnięciu tworzy lekko spojone grudki, które
rozsypują się między palcami przy ich podnoszeniu.
Tab.7. Oznaczenie rodzaju gruntów niespoistych.
Oznaczenie stanu gruntów spoistych.
Stan gruntów spoistych określa się na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej
kulki gruntu (próbka jak w próbie wałeczkowania), biorąc pod uwagę ile razy wykonano
wałeczek o średnicy 3 mm bez jego uszkodzeń.
Stan gruntu Opis
Zwarty Z gruntu nie można uformować kulki, grunt jest zbyt twardy.
Z gruntu można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego
Półzwarty
wałeczkowania.
Twardoplastyczny Tabela 4.
Plastyczny Tabela 4.
Miękkoplastyczny Tabela 4.
Tab.8. Oznaczenie stanu gruntów spoistych (cz.1).
Rodzaj Stan gruntu w zależności od liczby wałeczkowań
gruntu wg
tab.1 Twardoplastyczny Plastyczny Miękkoplastyczny
Małospoisty 1 2 > 2
Średniospoisty < 2 2 do 4 > 4
Zwięzłospoisty < 3 3 do 7 > 7
Bardzo spoisty < 5 5 do 10 > 10
Tab.9. Oznaczenie stanu gruntów spoistych (cz.2).
Określenie barwy gruntu.
Barwę gruntu należy określić na świeżym przełomie próbki o naturalnej wilgotności. Opisując
barwę należy podać najpierw odcień i intensywność barwy a następnie barwę podstawową
(np. jasnożółto  szara). Przy występowaniu kilku barw należy dokładnie opisać sposób ich
występowania.
Oznaczenie wilgotności gruntu.
W przypadku gruntów spoistych wilgotność należy opisać według poniższej tabeli:
Grudka gruntu pęka przy zgniataniu, a w stanie rozdrobnionym nie
SUCHY
wykazuje zawilgocenia.
Grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie lecz papier
MAA
O WILGOTNY
filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu nie stają się wilgotne.
WILGOTNY
Papier filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu stają się wilgotne.
MOKRY Przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda.
NAWODNIONY Woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie.
Tab.10. Oznaczenie wilgotności gruntów spoistych.
W przypadku gruntów niespoistych wilgotność należy określić według tabeli:
SUCHY Grunt nie wykazuje śladu wilgoci a przy przesypywaniu kurzy się.
WILGOTNY Grunt zostawia ślad na papierze lub na dłoni.
NAWODNIONY Woda odsącza się z gruntu samoczynnie.
Tab.11. Oznaczenie wilgotności gruntów niespoistych.
Oznaczenie klasy zawartości węglanów.
Przeznaczoną do badań próbkę gruntu należy zwilżyć 20% roztworem kwasu solnego. Na
podstawie zaobserwowanej reakcji i zamieszczonej w normie tabeli należy określić klasę
zawartości węglanów.
Formularz do ćwiczenia nr 7
Rok; grupa; termin zajęć; data;
& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..
Skład zespołu:
1& & & & & & & & & & ..
2& & & & & & & & & & ..
3& & & & & & & & & & ..
4& & & & & & & & & & ..
A ) Tabela wyników analizy makroskopowej gruntów drobnoziarnistych i
organicznych:
B ) Tabela wyników analizy makroskopowej gruntów drobnoziarnistych:
Wnioski końcowe:
Podpis prowadzącego