SPRAWOZDANIE Z WYKONANIA ĆWICZENIA NR 1
Analiza sitowa i stopień zagęszczenia
Grupa Bu – 21a IV
Weronika Kuźnik
Grzegorz Kaniewski
Paweł Balcer
Szymon Bejenka
Analiza makroskopowa
Gruntem na którym przeprowadzane było oznaczanie analizy sitowa i stopień zagęszczenia był piasek średni, o szarej barwie, lekko wilgotny.
Analiza granulometryczna
Masa wyjściowa gruntu: ms = 500,0 g
Masa pozostała na sicie: mp = 497,6 g
$$\frac{m_{s} - m_{p}}{m_{s}} = \frac{500,0 - 497,6}{500,0} = 0,0048 = 0,48\% < 0,5\%$$
2,4g gruntu rozrzucono i dodano proporcjonalnie do mas pozostałych na poszczególnych sitach.
Stopień zagęszczenia – obliczenia (badanie nr 1)
Wskaźnik porowatości gruntu w stanie naturalnym:
ρs = 2,65 [g/cm3] – dla piasku średniego
wn = 12%
ρ = 1,95 [g/cm3]
$$e_{n} = \frac{\rho_{s} - \ \rho_{d}}{\rho_{d}} = \frac{\rho_{s} - \frac{\rho}{1 + w}}{\frac{\rho}{1 + w}} = 0,6043$$
Wskaźnik porowatości przy najluźniejszym ułożeniu ziaren (emax):
$$e_{\max} = \frac{\rho_{s} - \rho_{d_{\min}}}{{\rho_{d}}_{\min}} = \frac{2,65 - 1,6482}{1,6482} = 0,6078$$
$$\rho_{d_{\max}\text{\ \ }} = \frac{m_{s}}{V_{\max}} = \frac{814}{493,8863} = 1,6482\frac{g}{cm^{3}}$$
Wskaźnik porowatości przy najściślejszym ułożeniu ziaren
$$e_{\min} = \frac{\rho_{s} - \ \rho_{d_{\max}}}{\rho_{d_{\max}}} = \frac{2,65 - 1,9357}{1,9357} = 0,3690$$
$$\rho_{d_{\min}\text{\ \ }} = \frac{m_{s}}{V_{\min}} = \frac{814}{420,4627} = 1,9357\frac{g}{cm^{3}}$$
Stopień zagęszczenia
$$I_{D} = \frac{e_{\max} - e_{n}}{e_{\max} - e_{\min}} = \frac{0,6078 - 0,6043}{0,6078 - 0,3690} = 0,014\ $$
Wnioski
Badanie uziarnienia gruntu potwierdziło wnioski z analizy makroskopowej – badanym gruntem jest piasek średni. Dominującą frakcją jest piasek, który stanowi 95% zawartości ziaren. Obliczony współczynnik U=3,24 klasyfikuje ten grunt jako mało różnoziarnisty.
Otrzymany stopień zagęszczenia (Id=0,014 w pierwszym badaniu, 0,032 w drugim) jest bardzo mały – jest to grunt luźny. Naszym zdaniem jest to zdecydowanie za mało dla piasku średniego, który badaliśmy. Podejrzewamy, że błąd ten jest spowodowany niepoprawnym (zbyt wysokim) wskaźnikiem porowatości w stanie naturalnym. Zakładając, że gęstość właściwa dla piasku średniego wynosi 2,65 g/cm3, to wskaźnik ten dla poszczególnych wilgotności naturalnych i gęstości gruntu wyniesie:
en↘ | ⇠wn⇢ | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
↕ ρ [g/cm3] | 0 | 0,02 | 0,04 | 0,06 | 0,08 | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,18 |
1,55 | 0,71 | 0,74 | 0,78 | 0,81 | 0,85 | 0,88 | 0,91 | 0,95 | 0,98 | - |
1,6 | 0,66 | 0,69 | 0,72 | 0,76 | 0,79 | 0,82 | 0,86 | 0,89 | 0,92 | 0,95 |
1,65 | 0,61 | 0,64 | 0,67 | 0,70 | 0,73 | 0,77 | 0,80 | 0,83 | 0,86 | 0,90 |
1,7 | 0,56 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,68 | 0,71 | 0,75 | 0,78 | 0,81 | 0,84 |
1,75 | 0,51 | 0,54 | 0,57 | 0,61 | 0,64 | 0,67 | 0,70 | 0,73 | 0,76 | 0,79 |
1,8 | 0,47 | 0,50 | 0,53 | 0,56 | 0,59 | 0,62 | 0,65 | 0,68 | 0,71 | 0,74 |
Zależność stopnia zagęszczenia od różnych en; emax, emin – z naszego doświadczenia (zob. 3.):
en | ID |
---|---|
0,47 | 0,58 |
0,48 | 0,54 |
0,49 | 0,49 |
0,5 | 0,45 |
0,51 | 0,41 |
0,52 | 0,37 |
0,53 | 0,33 |
0,54 | 0,28 |
0,55 | 0,24 |
0,56 | 0,20 |
0,57 | 0,16 |
0,58 | 0,12 |
0,59 | 0,07 |
0,6 | 0,03 |
Aby uzyskać większy stopień zagęszczenia ID – rzędu 0,5 , wskaźnik en musiał by być równy 0,49. Z wyżej położonej tabeli widać, że taki wynik otrzymamy np. dla wilgotności 2% i gęstości 1,8 g/cm3.