SPRAWOZDANIE Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
ĆW. 5 ANALIZA GRANULOMETRYCZNA
1. Cel ćwiczenia.
Ćwiczenie nr 5 polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu czyli procentowej zawartości różnej wielkości ziaren gruntu. Dzięki takiej wiedzy możemy zdecydować w jakim celu w budownictwie można zastosować dany grunt.
2. Wstęp teoretyczny.
Skład granulometryczny można ustalić za pomocą metody sedymentacyjnej, przesiewowej lub kombinacji tych dwóch metod. W celu określenia składu granulometrycznego możemy skorzystać z metody przesiewowej, sedymentacyjnej lub połączenia tych dwóch metod. Gdy w gruntach udział cząstek drobnych jest poniżej 10%, korzystamy z metody sitowej, która opisana jest poniżej. Dla gruntów o zawartości cząstek drobnych powyżej 10%, można zastosować dodatkowo metodę sedymentacyjną dla określenia średnicy najdrobniejszych ziaren. W tej metodzie wykorzystuje się fakt, że ziarna o różnej średnicy opadają w cieczy z różną prędkością. Po ustaleniu procentowej zawartości poszczególnych frakcji można wyznaczyć wskaźnik różnoziarnistości $C_{u} = \ \frac{d_{60}}{d_{\begin{matrix} 10 \\ \\ \end{matrix}}}$ oraz ustalić za pomocą trójkąta Fereta rodzaj badanego gruntu. d60 i d10 odpowiadają cząstkom, których wraz z mniejszymi jest 10% i 60%.
3. Przebieg badania.
W pierwszej kolejności do badania przygotowaliśmy 609,9 gram gruntu stosując się do tab. 5.2 znajdującej się w instrukcji ćwiczenia. Do badania użyliśmy zestaw sit 0,063-8mm. Sita zostały dokładnie wyczyszczone i ułożone jedno na drugim, tak aby sito o największych oczkach było u góry, a sito o najmniejszych na dole. Następnie wsypaliśmy wcześniej przygotowaną próbkę gruntu do sita najwyższego i ustawiliśmy całość na wstrząsarce na 10 minut. Po upływie tego czasu zważono i zanotowano zawartość gruntu na poszczególnych sitach. Część gruntu, która przeleciała przez wszystkie sita pominęliśmy w dalszych rozważaniach. Masa gruntu po badaniu 2, 142 i została ona dodana proporcjonalnie do masy pozostałości na danym sicie (kolumna 3 i 4 w tabeli na poprzedniej stronie). Następnie wyznaczono zawartość procentową masy na danym sicie do całości: z=mi/ms*100%. Na koniec zsumowaliśmy kolejne zawartości procentowe masy gruntu na sitach i otrzymane wyniki zapisaliśmy w tabeli.
4. Wyniki.
Otrzymane wyniki umieściliśmy na wykresie uziarnienia. Na osi poziomej są średnice ziaren podane w mm, a na osiach poziomych (po lewej/prawie stronie): zawartość ziaren i cząstek o średnicy mniejszej/większej niż d [%]. Dzięki naniesieniu punktów na wykres otrzymaliśmy przybliżoną krzywą uziarnienia naszego badanego gruntu. Wynika z niej, że grunt jest równoziarnisty, ponieważ prawie wszystkie ziarna są o średnicy piasku. Kształt wykresu jest bardziej pionowy. Powyższe obserwacje potwierdza wskaźnik różnoziarnistości Cu=d60/d10=2,56, gdzie dla tej wartości grunt jest równoziarnisty – piasek gliniasty.
5. Wnioski.
Na otrzymane wyniki wpływ miało wiele czynników. Przede wszystkim można było sprawić, że wynik byłby dokładniejszy stosując więcej sit o różnej średnicy. Według otrzymanego wskaźnika ziarnistości nasz grunt można by było wykorzystać m.in. do fundamentów, ale wymagałby cięższego sprzętu do zagęszczania i trzeba by było utrzymywać wilgotność optymalną, co byłoby trudne. W tym wypadku znacznie bezpieczniej zastosować by było piasek średni lub gruby.