Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś
dawid.rys@wilis.pg.gda.pl
GG pokój 55
Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś
dawid.rys@wilis.pg.gda.pl
GG pokój 55
Zakres ćwiczeń i laboratorium
1.
Badania gruntów
2.
Badania kruszyw
3.
Badania materiałów
związanych spoiwem
hydraulicznym
4.
Badania terenowe nośności i zagęszczenia
gruntów i kruszywa
5.
Badania asfaltu
6.
Badania mieszanek mineralno-asfaltowych
Zasady zaliczenia ćwiczeń i laboratorium
1.
Kolokwium z zakresu ćwiczeń i laboratorium
na koniec semestru
2.
Obecność na zajęciach
3.
Przygotowanie do zajęć
4.
Możliwa wejściówka na zajęciach
5.
Sprawozdania z zajęć
1 na grupę laboratoryjną
Ćwiczenia I
Badania gruntów
Inżynieria Materiałów Drogowych
mgr inż. Dawid Ryś
Analiza sitowa gruntu PN-88-B 04481
PKN-CEN ISO/TS 17892-4
•
Pozostałość wagową ziaren gruntu na
każdym sicie (odsiew) oblicza się ze wzoru:
Z
i
= m
Si
/m
s
Gdzie:
m
Si
– masa suchych ziaren pozostających
na sicie,
m
s
– masa całej suchej próbki wziętej do
analizy.
Następnie sporządza się wykres krzywej
uziarnienia, sumując wartości od dołu
(przesiew).
Wskaźnik różnoziarnistości gruntu
Wskaźnik uziarnienia gruntu (inaczej wskaźnik różnoziarnistosci gruntu) –
określa on niejednorodność uziarnienia i obliczany jest według wzoru:
U=d
60
/d
10
Gdzie:
d
60
– średnica ziaren, których wraz z mniejszymi jest w gruncie 60%,
d
10
– średnica ziaren, których wraz z mniejszymi jest w gruncie 10%.
Jeśli U jest od 1 do 5 grunt jest równoziarnisty (np. piasek plażowy, lessy),
Jeśli U jest od 5 do 15 to grunt różnoziaristy,
Jeśli U>15 to grunt bardzo różnoziarnisty.
Współczynnik filtracji gruntów
Współczynnik filtracji gruntu
charakteryzuje zdolność przesączania
wody w gruncie [m/s]
Współczynnik filtracji można określić na
podstawie:
•
Pomiarów bezpośrednich –
laboratoryjnych i terenowych
•
Wzorów empirycznych
•
Nomogramów
Zadanie 1
Na podstawie krzywych uziarnienia oceń przydatność gruntów do wbudowania w
nasyp drogowy. Określ współczynnik filtracji gruntów.
Badanie wilgotności optymalnej – Proctora
PN-B-04481-1988
• Grunt osiąga max zagęszczenie dla wilgotności
optymalnej. Gdy
wilgotność wzrasta od niskiej wartości
woda pozwala na lepsze
ułożenie ziaren (redukcja tarcia)
• Po przekroczeniu w
opt
ziarna gruntu
są rozpychane przez
wodę, która zajmuje ich miejsce i przeciwdziała ścisłemu
ułożeniu.
1,65
1,7
1,75
1,8
1,85
1,9
1,95
0,0%
2,0%
4,0%
6,0%
8,0%
10,0%
G
ęs
to
ść
o
bj
ęt
o
śc
io
wa
szki
el
et
u
gru
nt
o
we
go
p
d
[
g/
cm
3
]
wilgotność w[%]
Badanie wilgotności optymalnej - Proctora
Gęstość objętościowa gruntu ρ - jest to stosunek masy
próbki gruntu do jej objętości (łącznie z porami):
ρ = m
m
/V [g/cm3]
gdzie:
m
m
-
masa próbki gruntu [g]
V -
objętość próbki [cm
3
]
Gęstość objętościową możemy wyznaczać metoda cylindra
o znanej objętości (np. 500 cm
3
), metoda piasku
kalibrowanego, aparatu membranowego itp.
Badanie wilgotności optymalnej - Proctora
Wilgotność gruntu – nazywamy stosunek masy wody
zawartej w porach gruntu, do masy szkieletu gruntowego,
wyrażony w procentach:
w = m
w
/m
s
∙100% = m
m
-m
s
/m
s
∙100%
gdzie:
m
m
-
masa próbki gruntu wilgotnego, g,
m
s
- masa szkieletu gruntowego
– gruntu wysuszonego do
stałej masy, g,
m
w
- masa wody w porach gruntu, g.
Badanie wilgotności optymalnej - Proctora
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρ
d
–
stosunek masy szkieletu gruntowego w danej próbce do jej
objętości (razem z porami).
ρ
d
= m
s
/V = 100∙ρ/100+w, [g/cm
3
]
gdzie:
m
s
- masa szkieletu gruntowego [g],
w
– wilgotność [%]
V
– objętość próbki
Zadanie
1. Oblicz wilgotność gruntu:
Dane:
masa parowniczki m = 120,0g
masa gruntu mokrego z parowniczką 375,6 g
masa gruntu suchego z parowniczką 360,0 g
2. Oblicz gęstość objętościową szkieletu gruntowego:
Dane:
masa gruntu w cylindrze mm=1985 g
objętość cylindra V = 1,0 dm3
wilgotność gruntu z poprzedniego punktu
Badanie wilgotności optymalnej - Proctora
Badanie Proctora
– metoda normalna
– metoda zmodyfikowana
Metody te różnią się ilością energii stosowanej do
zagęszczenia gruntu na jednostkę objętości.
Wielkość cylindra: - mały 1 dm
3
-
duży 2,2 dm
3
Wpływ energii zagęszczenia na wilgotność
optymalną
Jeżeli EA>EB TO
p
dsA
> p
dsB
i w
optA
< w
optB
p
dsA
p
dsB
w
optA
w
optB
Zadanie 2
Na jednym wykresie zależności pd od w narysuj krzywe Proctora
dla
gliny zwięzłej, piasku gliniastego, piasku, pospółki i żwiru.
5. glina zwięzła
2. pospółka
1. żwir
3. piasek
4. piasek gliniasty
w [%]
pd
Podsumowanie
Wilgotność gruntu
w= m
w
/ m
s
Gęstość pozorna (objętościowa) gruntu
p= m
m
/ V
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego p
ds
p
ds
= 100 p / (100+w)
Wskaźnik zagęszczenia Is
Is=p
d
/p
ds