ANALIZA MAKROSKOPOWA



W jakim celu wykonuje się analizę makroskopową gruntu?

Badania makroskopowe mają na celu wstępne określenie rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy
przyrządów. Badania te wykonuje się w terenie i laboratorium. Wykonuje się je zawsze, bez względu na ostateczny zakres
dokumentacji badawczej. Próbka do badania powinna mieć naturalne uziarnienie i wilgotność. Najczęściej badania
makroskopowe obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu, stanu gruntu, jego barwy i wilgotności oraz zawartości węglanu
wapnia. Dodatkowo rozpoznajemy rodzaj i ilość domieszek.



Po jakich cechach możemy rozróżnić grunt organiczny od mineralnego?

Grunt organiczny makroskopowo odróżniamy od mineralnego między innymi po "gnilnym" zapachu, bardzo ciemnej barwie,
widocznych w nim częściach organicznych. Grunt organiczny jest wyraźnie lżejszy od mineralnego.

Gdy grunt mineralny w stanie powietrzno-suchym tworzy zwarte grudki, to mamy do czynienia z gruntem spoistym. W
przypadku gdy w tym stanie grunt stanowi nie związane ze sobą cząstki lub grudki rozpadające się pod wpływem lekkiego
nacisku palcami, to jest on niespoisty.



W jaki sposób jest określana nazwa gruntu niespoistego?

Nazwa gruntów niespoistych zależy od procentowej zawartości frakcji o danych wymiarach i jest określana makroskopowo na
podstawie wzrokowej oceny wielkości i ilości ziaren poszczególnych frakcji, zgodnie z poniższą tabelą:

nazwa gruntu

zawartość frakcji [%]

dodatkowe kryteria,

uwagi

> 2mm

> 0,5mm

> 0,25mm

Żwir

Ż

> 50

-

-

f

i

2%

Pospółka

Po

50 ÷ 10

> 50

-

f

i

2%

Piasek gruby

Pr

< 10

> 50

-

d

50

0,5mm

Piasek średni

Ps

< 10

< 50

> 50

0,25mm d

50

0,5mm

Piasek drobny

Pd

< 10

< 50

< 50

d

50

0,25mm

Piasek pylasty

< 10

< 10

< 10

f

i

2%



Wymień grunty niespoiste.

 Żwir
 Pospółka
 Piasek gruby
 Piasek średni
 Piasek drobny
 Piasek pylasty



Co stanowi główne kryterium rozróżniania gruntów spoistych?

 próba wałeczkowania- pobieramy grudkę gruntu bez ziarn żwirowych i formujemy kulkę o średnicy 7mm i z niej

wykonujemy wałeczek o średnicy 3mm. Wałeczkowanie powtarzamy tak długo aż wałeczek ulegnie widocznemu
spękaniu lub się rozsypie.

 próba rozcierania – grunt rozcieramy między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie. Próba rozcierania gruntu w

wodzie umożliwia rozpoznanie zawartościa frakcji piaskowej.

 próba rozmakania- grudka wysuszonego gruntu umieszczonego na siatce o wymiarach boków oczek kwadratowych

5mm, podwieszonej nad dnem słoika z woda , rozmaka z szybkościa zależną od stopnia spoistości gruntu



Wymień grunty organiczne.

 grunty próchnicze –zawierają 2-5 % części organicznych
 namuły – zawierają 5- 30 % części organicznych, odróżnia się po gnilnym zapachu, ciemnej barwie, dużej liczbie

wałeczkowa przy pozornie niewielkiej wilgotności gruntu

 torfy- zawierają powyżej 30% części organicznych, mają charakterystyczną strukturę i teksturę włóknistą i porowatą,

zawierają pewną ilość nierozłożonej substancji organicznej

 gytie- zawierają części organiczne oraz weglany wapnia (burzą HCI)

Nazwa gruntu

symbol

charakterystyka

I

om

grunty próchnicze

H

Grunty nieskaliste, w których zawartość części organicznych
jest wynikiem wegetacji roślinnej oraz obecności mikroflory
i

mikrofauny;

2% < I

om

Ł 5%

Namuły

Namuły piaszczyste
Namuły gliniaste

Nm

Nmp
Nmg

Grunty powstałe na skutek osadzania się substancji
mineralnych i organicznych w środowisku wodnym,
Mają własności gruntu niespoistego;
Mają własności gruntu spoistego;

5% < I

om

Ł 30%

Gytie

Gy

Namuły z zawartością węglanu wapnia > 5%, który może
wiązać szkielet gruntu;

5% <I

om

Ł 30%

Torf

T

Grunty powstałe z obumarłych i podlegających stopniowej
karbonizacji części roślin

I

om

> 30%



Wymień stany gruntów spoistych

Stan gruntu określa się po uprzednim oznaczeniu rodzaju gruntu. Makroskopowo stan gruntów spoistych określa się za pomocą
próby wałeczkowania.

Wyróżnia się 6 stanów gruntu

 stan zwarty - gdy z gruntu nie można uformować kulki,
 stan półzwarty - gdy można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego wałeczkowania (liczba

wałeczkowań równa 0),

 stany twardoplastyczny, plastyczny i miękkoplastyczny - na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej kulki,

biorąc pod uwagę ile razy uzyskano niespękany wałeczek średnicy 3 mm. Liczba zarejestrowanych wałeczków
powinna oznaczać liczbę wałeczków z tej samej kulki, które nie popękały. Próbę wałeczkowania powtarza się co
najmniej trzykrotnie. Za miarodajną przyjmuje się najwyższą z uzyskanych liczb wałeczkowań.

 stan płynny - gdy grunt w trakcie tworzenia się z niego kuleczki rozmazuje się na dłoni.



Jaka próba służy do określenia stanu gruntu spoistego?

Stan gruntu określa się po uprzednim oznaczeniu rodzaju gruntu. Makroskopowo stan gruntów spoistych określa się za pomocą
próby wałeczkowania. Wałeczkowanie przeprowadza się na próbie o naturalnej wilgotności w taki sam sposób, jak to się robi
przy określaniu rodzaju gruntu, przy czym w tym przypadku nie wolno zwilżać gruntu. W trakcie wykonywania próby
wałeczkowania osuszamy grunt dłońmi doprowadzając go do wilgotności odpowiadającej granicy plastyczności.



W jaki sposób określamy wilgotność gruntu?

Makroskopowo wilgotność określamy, obserwując zachowanie się zgniatanych na dłoni grudek gruntu oraz zawilgacanie nimi
pewnych przedmiotów. Przyjmujemy następujący podział:

 suchy -jeżeli grudka gruntu przy zgniataniu pęka, a w stanie rozdrobnionym nie wykazuje zawilgocenia;
 mało wilgotny - jeżeli grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie lecz papier filtracyjny lub ręka

przyłożone do gruntu nie stają się wilgotne;

 wilgotny - jeżeli papier filtracyjny lub ręka przyłożone do gruntu stają się wilgotne;
 mokry - jeżeli przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda;
 nawodniony - jeżeli woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie.



W jaki sposób określamy barwę gruntu?

 barwę określamy na przełomie bryły gruntu o naturalnej wilgotności;
 kolor dominujący określa się na końcu (np. szary);
 natężenie barwy określamy jako jasny, ciemny; podajemy na początku (np. jasny);
 podajemy odcień (np. żółty);
 otrzymamy pełną nazwę barwy gruntu (np. jasnożółtoszary).



Jakie cechy gruntu okreslamy w analizie makroskopowej?

 grunt mineralny/organiczny
 oznaczenie rodzaju gruntu(spoisty, niespoisty)
 okreslenie stanu gruntu spoistego np. zwarty, plastyczny itd
 okreslenie nazwy gruntu spoistego/niespoistego (spoisty Np. glina, niespoisty np. Postulka)
 okreslenie barwy gruntu
 oznaczenie wilgotności gruntu
 okreslenie zawartości węglanów wapnia

GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA, WILGOTNOŚĆ



Podaj wzór i definicję wilgotności naturalnej gruntu

wilgotność naturalna – wilgotność charakteryzująca zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych

[%]

gdzie: m

w

– masa wody

m

s

– masa szkieletu gruntowego



Podaj wzór i definicję gęstości objętościowej gruntu.

gęstość objętościowa gruntu – stosunek masy próbki gruntu do objętości próbki

[g/cm

3

]

gdzie: m

mt

– masa cylindra z gruntem [g]

m

t

– masa cylindra pustego [g]

V – objętość gruntu w cylindrze [cm

3

]



Podaj jakie rodzaje próbek pobiera się do badania ρ, ρs, ρd, w.

Należy używać próbek o wilgotności naturalnej (NW) albo próbki o naturalnej strukturze (NNS).



W jaki sposób należy pobrać próbkę NNS?

Próbkę NNS pobiera się z dna wykopu przez wciśnięcie cylindra stalowego przy użyciu odpowiedniego przyrządu. Pobrane do
cylindrów próbki , po umieszczeniu ich metryki, uszczelnia się na obu końcach, chroniąc przed wysychaniem. Transport powinien
odbyć się bez wstrząsów.



Podaj orientacyjne wielkości ciężaru objętościowego gruntu spoistego, niespoistego i organicznego.

grunt spoisty 

1,7 – 2,25 g/cm3

grunt niespoisty 

1,7-2,0 g/cm3

grunt organiczny 

1,0-2,05 g/cm3

Bardzo duza rozbieżność jest spowodowana tym, iż są to wartości dla różnych wilgotności i stanu gruntu

STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA GRUNTU



Podaj definicję stopnia zagęszczenia, porowatości i wskaźnika porowatości gęstości objętościowej szkieletu
gruntowego.

Stopniem zagęszczenia nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego
zagęszczenia danego gruntu.
Stopień zagęszczenia bada się w celu określenia stanu gruntu zalegającego w podłożu projektowanej budowli, lub w celu
sprawdzenia jakości zagęszczenia nasypów ziemnych wykonanych z gruntów niespoistych.
Wyznaczamy go ze wzoru:

gdzie:
I

D

– stopień zagęszczenia gruntu

e – wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym
e

max

- wskaźnik porowatości gruntu luźno usypanego

e

min

- wskaźnik porowatości gruntu maksymalnie zagęszczonego

Porowatość gruntu jest to stosunek objętości porów w próbce gruntu do jej całkowitej objętości, według wzoru:

n = V

p

/V, gdzie

n –porowatość;
V

p

– objętość porów w próbce gruntu;

V –całkowita objętość próbki gruntu.

Porowatość zależy od struktury gruntu, od wielkości i równomierności uziarnienia oraz od zagęszczenia gruntu.

Wskaźnik porowatości gruntu jest to stosunek objętości porów w próbce gruntu do objętości jej szkieletu gruntowego, według
wzoru: e = V

p

/ V

s

, gdzie V

s

– objętość szkieletu gruntowego; V

p

objętość porów w próbce gruntu.

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy szkieletu gruntowego do jej całkowitej objętości. Obliczana ze
wzoru:

= m

s

/ V ,

gdzie: m

s

– masa szkieletu gruntowego ;

V – całkowita objętość próbki



Zdefiniuj wskaźnik porowatości maksymalnej i minimalnej.

Wskaźnik porowatości maksymalnej e

max

należy obliczyć ze wzoru:

w którym:

- gęstość właściwa szkieletu gruntowego

– gęstość obj. szkieletu gruntowego przy luźniejszym ułożeniu ziarn, obliczana wg.wzoru:

,

gdzie:

– masa naczynia z gruntem

– masa naczynia

V – objętość próbki gruntu w naczyniu

Wskaźnik porowatości minimalnej należy obliczyć ze wzoru:

gdzie:

- gęstość właściwa szkieletu gruntowego

– gęstość obj. szkieletu gruntowego przy najściślejszym ułożeniu ziarn, obliczana wg wzoru:

gdzie:

– masa naczynia z gruntem

– masa naczynia

V – objętość próbki gruntu w naczyniu

– zmniejszenie objętości próbki w cylindrze na skutek zagęszczenia



Wymień stany gruntów niespoistych w zależności od stopnia zagęszczenia.

 bardzo luźny (grunty słabonośne)

 luźny

 średnio zagęszczony

 zagęszczony

 bardzo zagęszczony



W jaki sposób w warunkach terenowych można określić stopień zagęszczenia?

Metodą „in situ”

 za pomocą sondy dynamicznej

Mierzymy liczbę uderzeń na wprowadzenie końcówki co 10cm. Jest to sondowanie szybkie i dokładne.

 za pomocą sondy statycznej

Pomiar co 20mm, sonda naciska z v=2cm/s. Mierzymy tarcia na pobocznicy stożka. Sondowanie statyczne pozwala
na rozróżnienie gruntów spoistych od niespoistych i określenia ich parametrów



Który grunt i dlaczego ulega większemu zagęszczeniu:

a. równoziarnisty,
b. różnoziarnisty,

Chyba różnoziarnisty, bo mniejsze cząstki gruntu są w stanie zająć wolne pory, w procesie zagęszczania.



Scharakteryzuj metody badania stopnia zagęszczenia w terenie i laboratorium.

Z CYKLU OPISZCIE TO SAMI, BO JA NIE MAM CZASU/MNIE SIĘ NIE CHCE:

W laboratorium

http://geotechnika.zut.edu.pl/labor/zage.htm

W terenie

http://www.geotest.pl/uslugi/kontrola_zageszczenia

W terenie: plyta dynamiczna, sonda DPL, sonda DPS, metoda Prochora

ŚCIŚLIWOŚĆ GRUNTU



Podaj definicję ściśliwości gruntu i czynniki wpływające na ściśliwość.

Ściśliwość gruntu oznacza jego zdolność do zmniejszania objętości pod wpływem obciążenia. Jest wynikiem wielu procesów
zachodzących w gruntach takich jak: zmniejszenie się objętości porów na skutek wzajemnego przesuwania się cząstek gruntu,
zmniejszenie się grubości warstwy podwójnej (wskutek jej zagęszczenia i usuwania części wody), zagęszczenie lub usunięcie
powietrza, odkształcanie się cząstek. Ściśliwość gruntu zależy więc od wielu czynników takich jak: skład granulometryczny
gruntu, porowatość, wilgotność, skład mineralny - zwłaszcza frakcji iłowej, skład chemiczny czy stopień mineralizacji wody
porowej.



Wymień rodzaje modułów gruntu i ich definicje.

Moduł ściśliwości jest miarą ściśliwości gruntu. W pewnym sensie jest odpowiednikiem modułu sprężystości ciał sprężystych,
przy czym dla gruntów zależności między obciążeniem a odkształceniem wyraża się zawsze w postaci krzywoliniowej.

Edometryczny moduł ściśliwości to stosunek przyrostu naprężenia normalnego (∆σ) do przyrostu odkształcenia wewnętrznego
(ε), mierzonego w kierunku działania siły obciążającej, w jednoosiowym stanie odkształceń, po zakończeniu umownej
konsolidacji gruntu.

Moduł ściśliwości uzyskany na podstawie badań w edometrze, nazywa się enometrycznym modułem ściśliwości. Przy czym mówi
się o:

 module ściśliwości pierwotnej (Mo) - wartość uzyskana w pierwszym procesie obciążenia badanej próbki, tzn. przy

wzroście σ

i

 moduł odprężenia (

- wartość uzyskana w procesie odciążania badanej próbki

 moduł ściśliwości wtórnej (M) – wartość odpowiadająca drugiemu (lub n-temu) cyklowi obciążenia, poprzedzonego

odciążaniem badanej próbki

Moduły obliczamy ze wzoru M

oi

=



Narysuj pełen przebieg krzywych ściśliwości.



Narysuj przykładowe (dwie kolejne) krzywe konsolidacji.

Nas raczej obowiązuje wersja do 8 min.



Wyjaśnij co obrazuje krzywa konsolidacji.

Obrazuje przebieg osiadania gruntu w czasie, pod wpływem przyłożonego obciążenia.



Do czego służą krzywe konsolidacji?

Do zobrazowania jak przebiega osiadanie gruntu w czasie, pod wpływem przyłożonego obciążenia.



Podaj orientacyjne wartości edometrycznego modułu ściśliwości pierwotnej dla gruntu spoistego, niespoistego i
organicznego.



Zdefiniuj współczynnik rozporu bocznego.

Współczynnik rozporu bocznego (Ko) to relacja między naprężeniami poziomymi i pionowymi. Odpowiada on warunkowi
pierwszego w historii geologicznego obciążenia pierwotnego dotyczącym gruntów normalnie konsolidowanych. Dla gruntów
prekonsolidowanych współczynnik Ko jest większy i zależy od sił prekonsolidujących.



Wyjaśnij, dlaczego edometryczny moduł ściśliwości wtórnej jest większy od edometrycznego modułu ściśliwości
pierwotnej?

Ze względu na fakt, że ściśliwość jest dzielona na początkową związaną z konsolidacją i późniejszą związaną ze sprężystym
odkształceniem gruntu, moduł ściśliwości może być określony jako pierwotny i wtórny (sprężysty). Moduł ściśliwości pierwotnej
M

o

odnosi się do ściśliwości, która jest wynikiem odpływu wód z porów, redukcji wolnych przestrzeni, zmiany w ułożeniu

składników gruntu itp, czyli konsolidacji. Natomiast moduł ściśliwości wtórnej odnosi się do ściśliwości sprężystej, czyli
następującej w wyniku sprężystych zmian objętości gruntu. Odkształcenie to zachodzi bardzo powoli, przy stałym naprężeniu
efektywnym



Dlaczego grunt osiada pod wpływem obciążenia?

Pod wpływem przyłożonego obciążenia zmianie ulega struktura szkieletu, którego cząstki zbliżają się do siebie redukując
jednocześnie objętość porów i wypychając z nich wodę, powietrze oraz gazy będące produktem rozkładu substancji
organicznych. Część słabszych cząstek gruntowych ulega zniszczeniu w wyniku załamywania się ich struktury.
Osiadaniem fundamentu nazywa się pionowe przemieszczenie fundamentu wskutek ściśliwości obciążonego podłoża.
Osiadanie jest to powolny ruch gruntu, w wyniku którego powierzchnia terenu ulega obniżeniu.
Problemy pojawiają się wówczas, gdy ruch zmienia się z jednej części budynku do drugiej.
Może to być spowodowane przez:
• rodzaj gleby – gleby gliniaste są szczególnie narażone na osiadanie, ponieważ kurczą się i pęcznieją w zależności od ich
wilgotności;
• roślinność – drzewa i krzewy pobierają wilgoć z gleby, powodując jej kurczenie. Najczęściej zjawisko to występuje podczas

długich okresów suszy, gdyż korzenie rozszerzają się w poszukiwaniu wody.
• wyciek kanalizacji – uszkodzone kanalizacje mogą wymyć teren spod fundamentów.

WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE



Jakie właściwości gruntu i w jaki sposób wpływają na wartość φ i c?

t

f

- wytrzymałość na ścinanie [kPa],

c - spójność [kPa].



Narysuj i nazwij naprężenia działające na próbkę gruntu w aparacie trójosiowego ściskania.



Wyjaśnij pojęcie oporu tarcia wewnętrznego i spójności

Opór tarcia wewnętrznego- opór tarcia suwnego i obrotowego występujący w przypadku ścinania gruntów o strukturze
ziarnistej. Wielkość ta zależy od rodzaju gruntu (wymiaru i kształtu ziaren, pochodzenia gruntu). Dla danego gruntu wartość
tarcia wewnętrznego zależy od: porowatości, wilgotności, ciśnienia wody w porach.

Spójność gruntu (kohezja) jest to opór gruntu stawiany siłom zewnętrznym wywołany wzajemnym przyciąganiem się cząstek
składowych gruntu. Występuje w gruntach spoistych. Zależy od średnicy ziaren, wilgotności, genezy i składu mineralnego.



Wyjaśnij pojęcie spójności pozornej.

Spójność pozorna (lub kapilarna) wynika z oddziaływania wody włoskowej na cząsteczki i może zachodzić także przy braku
minerałów ilastych.



Podaj przyklady wystepowania spójności(kohezja) pozornej.

Babki z piasku jedyny przykład jaki znalazłem

W iłach wystepuje spójność pozorna

Wykazuja ja grunty spoiste i nie spoiste z powodu wystepowania wody błonkowatej

Grunt nie moze być ani za suchy ani za wilgotny żeby ja wykazywac

WILGOTNOŚĆ NATURALNA, GRANICA PLASTYCZNOŚCI, GRANICA PŁYNNOŚCI



Podaj definicję granicy skurczalności wS, granicy plastyczności wP i granicy płynności wL.

Granica skurczalności - stanowi taką wilgotność gruntu przy której w miarę dalszego suszenia próbka nie wykazuje zmian
objętości.

Granica plastyczności - jest to wilgotnośc w % jaka ma grunt gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnieciu
średnicy 3mm

Granica płynności - jest to wilgotność w % jaką ma grunt umieszczony w miseczce aparatu Casagrande'go gdy wykonana w niej
bruzda zlewa się przy 25 uderzeniach miseczki o podstawę aparatu



Podaj wzór i definicję wskaźnika plastyczności oraz podział gruntów spoistych w zależności od tego wskaźnika.

Jest to różnica między wartością granicy płynności i granicą plastyczności. Wskaźnik ten określa plastyczne właściwości grunów,
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 wartość tego wskaźnika plastyczności, tym bardziej plastyczny jest gruntu.
Grunty o małej wartości wskaźnika plastyczności, łatwo się upłynniają.

I

P

= w

L

– w

p



Podaj wzór i definicję stopnia plastyczności.

Parametr za pomocą którego można wyznaczyć stan gruntu Jest to stosunek różnicy pomiędzy wilgotnością naturalną gruntu
a granicą plastyczności do jego wskaźnika plastyczności. Oblicza się go ze wzoru:

I

L

= (w

n

– w

p

) : (w

L

– w

P

)



Podaj podział gruntów spoistych w zależności od stopnia plastyczności na konsystencje i
stany.

Konsystencja gruntu

Stan gruntu

Symbol

Wartości I

L

Wartości w

zwarta

zwarty

zw

I

L

≤ 0

w

n

≤ w

s

półzwarty

pzw

I

L

≤ 0

w

n

< w

s

≤ w

p

plastyczna

twardoplastyczny

tpl

0 < I

L

≤ 0,25

w

s

< w

n

< w

L

plastyczny

pl

0,25 < I

L

≤ 0,5

w

s

< w

n

< w

L

miękkoplastyczny

mpl

0,5 < I

L

≤ 1,0

w

s

< w

n

< w

L

płynna

płynny

pł

I

L

> 1,0

w

n

> w

L



Jakie próbki gruntu pobiera się do badania granic konsystencji?

 granica plastyczności – jednorodny grunt spoisty w stanie plastycznym
 granica płynności – grunt o wilgotności naturalnej (Wn)



Wymień nazwy gruntów spoistych z podaniem ich symboli.

 piasek gliniasty Pg
 pył piaszczysty Πp
 pył Π
 glina piaszczysta Gp

 glina G
 glina pylasta Gπ
 glina piaszczysta zwięzła Gpz
 glina zwięzła Gz
 glina pylasta zwięzła Gπz
 ił piaszczysty Ip
 ił I
 ił pylasty Iπ



Przedstaw na wykresie zależność granicy płynności od wilgotności gruntu.



Jakie właściwości gruntu mają wpływ na wartości granic konsystencji?

 wilgotność
 zawartość frakcji iłowej