Wykonanie oznaczenia stanu gruntu spoistego. (ćw. 6)
Wiadomości wstępne:
Grunty spoiste w naturze występują w trzech stanach: zwartej, plastycznej i
płynnej. W obrębie poszczególnych stanów wyróżnia się konsystencje gruntów:
bardzo zwarty, zwarty, twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny, bardzo
miękkoplastyczny i płynny.
Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami - konsystencjami są
określane jako granice konsystencji zwane również granicami Atterberga.
Między stanem zwartym i półzwartym znajduje się granica skurczalności w
S
i jest
to wilgotność w procentach, przy której pomimo dalszego suszenia próbka gruntu nie
zmniejsza swojej objętości i zmienia barwę na powierzchni na jaśniejszą.
Pomiędzy stanem półzwartym i stanem twardoplastycznym znajduje się granica
plastyczności w
P
i określa się ją wilgotność w procętach, jaką ma grunt, gdy przy
kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka, rozwarstwia się lub rozsypuje po
osiągnięciu średnicy 3 mm.
Granica płynności w
L
występuje między stanem miękkoplastycznym i płynnym.
Wyznacza ją wilgotność w procentach pasty gruntowej umieszczonej w miseczce
aparatu Casagrande’a, w której bruzda wykonana rylcem zejdzie się na długości
10 [mm] i wysokości 1 [mm] przy 25 uderzeniu miseczki o podstawę aparatu.
I.
Oznaczenie wilgotności naturalnej w
n
.
Sprzęt niezbędny do wykonania badania:
- waga o dokładności do 0,01 [g]
- suszarka
- parowniczka
Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:
1 - Zważyć pusty i wysuszony tygielek (z dokładnością do 0,01 g) – m
t
;
2 - W zważonym tygielku umieścić próbkę gruntu i ponownie zważyć – m
mt
;
grunty spoiste
– ok. 30 g;
grunty sypkie: piaski
– ok. 50 g;
grunty gruboziarniste
– ok. 500 g,
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
3 - Tygielek z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temp.105 110 C do stałej
masy,
4 - Po wysuszeniu wyjąć tygielek z suszarki i ostudzić do temperatury otoczenia;
5 - Zważyć tygielek z wysuszonym gruntem – m
st
,
II.
Oznaczenie granicy płynności w
L
.
Sprzęt niezbędny do wykonania badania:
- waga o dokładności do 0,01 [g]
- suszarka
- parowniczki ( 5 sztuk)
- miseczka
- aparat Casagrande’a z rylcem
- nóż, łyżeczka
Rys.1. Schemat aparatu Casagrande’a wraz z rylcem
1 - podstawa
2 - miseczka na grunt
3 - korbka
4 – rylec
Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:
1 - Z próbki gruntu przeznaczonej do badania usunąć ziarna większe niż 2 [mm], a
następnie wymieszać grunt z niewielką ilością wody w celu uzyskania jednorodnej
pasty gruntowej;
2 - Zważyć 5 pustych parowniczek - m
t1
, m
t2,
m
t3, ,
m
t4, ,
m
t5
;
3 - Pastę gruntową nakładać do miseczki aparatu tak by miseczka wraz z gruntem
ważyła 210 ± 1 [g], a następnie grunt rozprowadzić w miseczce aparatu
Casagrande’a (Rys.2a)
4 - W paście gruntowej wykonać bruzdę za pomocą rylca (Rys.2b);
5 - Miseczkę
umieścić
w
aparacie
i
obracać
korbą
z
prędkością
ok. 2 obrotów/sekundę do momentu złączenia się brzegów bruzdy na długości
10 [mm] i wysokości 1 [mm] licząc ilość uderzeń miseczki o podstawę aparatu;
6 - Po zejściu się brzegów bruzdy notujemy ilość uderzeń, a do zważonej
parowniczki pobieramy próbkę pasty m
mti
w celu określenia jej wilgotności – w
i
,
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
7 - Punkty 3 6 należy powtórzyć co najmniej trzykrotnie dla pasty o różnej
wilgotności. (Pasta gruntowa powinna być tak przygotowana, aby ilość uderzeń
mieściła się w przedziale 12 35)
a. b.
Rys.2. Aparat Casagrande’a: a – prawidłowe rozprowadzenie pasty gruntowej w miseczce
b – wykonanie bruzdy w paście gruntowej
III.
Oznaczenie granicy plastyczności w
p
.
Sprzęt niezbędny do wykonania badania:
- waga o dokładności do 0,01 [g]
- suszarka
- naczynie szklane
- nóż, szklana płytka
Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:
1 – Pobrać próbkę gruntu o masie ok. 20 g i umieścić ją na płytce.
2 – Pozostawić grunt do przeschnięcia (do stanu plastycznego), a następnie w
dłoniach wałeczkować grunt, aż na jego powierzchni pojawią się drobne spękania.
3 – Próbkę gruntu podzielić na 2 części – po ok. 10g. Każdą część podzielić na 4
równe części;
4 – Z każdej kolejnej część gruntu między palcami uformować kulkę i wałeczek o
średnicy ok. 6 mm. Następnie wałeczek należy wałeczkowa na płytce palcami jednej
ręki 5-10 razy. Jeżeli wałeczek nie spęka po osiągnięciu średnicy 3 mm, czynności
powtórzyć;
5 – Części pokruszonego wałeczka umieścić w zważonym naczyńku i oznaczyć ich
wilgotność.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
Niezbędne wzory:
Wilgotność naturalną gruntu w należy obliczyć według poniższego wzoru:
=
−
−
∙
%
gdzie:
m
mt
– masa wilgotniej próbki z masą naczynia wagowego [g],
m
st
– masa wysuszonej próbki z masą naczynia wagowego [g],
m
t
– masa naczynia wagowego [g],
Różnicę między granicą plastyczności i granicą płynności nazywamy wskaźnikiem
plastyczności I
P
. Jest obliczana według poniższego wzoru:
=
−
[%]
gdzie:
w
L
– granica płynności [%],
w
P
– granica plastyczności [%],
Tab.1. Podział gruntów na podstawie wskaźnika plastyczności.
Na podstawie tabeli 1 określić rodzaj gruntu spoistego.
Stopień plastyczności I
L
należy obliczyć według poniższego wzoru:
=
−
−
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
gdzie:
w
n
– wilgotność naturalna [%],
w
L
– granica płynności [%],
w
P
– granica plastyczności [%],
Wskaźnik konsystencji I
c
należy obliczyć według poniższych wzorów i porównać
wartości:
=
−
−
=
−
gdzie:
w
n
– wilgotność naturalna [%],
w
L
– granica płynności [%],
w
P
– granica plastyczności [%],
I
L
– stopień plastyczności [-],
Tab.2. Podział stanu gruntów drobnoziarnistych na podstawie stopnia plastyczności i
wskaźnika konsystencji.
Na podstawie tabeli 2 określić stan gruntu spoistego.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
Narysować wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności pasty gruntowej dla
badania w aparacie Casagrande’a i odczytać granicę płynności dla 25 uderzeń.
(przykład rys.3)
Rys.3. Wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności.
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
Formularz do ćwiczenia nr. 6
Rok; grupa; termin zajęć; data;
…………………………………………………………………………………………………..
Skład zespołu:
1…………………………..
2…………………………..
3…………………………..
4…………………………..
Określenie wilgotności naturalnej:
Dane:
m
t
=……….. m
mt
=…………. m
st
=…………
Obliczenia:
w
n
=………..
Określenie granicy płynności:
Dane:
Tabela wyników:
Liczba
uderzeń
nr
parowniczki
m
t
[g]
m
mt
[g]
m
st
[g]
w
[%]
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)
Wykonać wykres zależności liczby uderzeń od wilgotności pasty gruntowej i
określić granicę płynności dla 25 uderzeń:
Określenie granicy plastyczności:
Dane:
m
t
=……….. m
mt
=…………. m
st
=…………
Obliczenia:
w
P
=………..
Obliczenia:
I
P
=………..
I
L
=………..
I
c
=………..
I
c
=………..
Wnioski końcowe:
Podpis prowadzącego
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (
http://www.novapdf.com
)