WILGOTNOŚĆ GRUNTU (W)
Przez pojęcie wilgotność rozumie się stosunek masy wody zawartej w danej
próbce gruntu do masy tej próbki wysuszonej w temperaturze 105-110
°°°°
C,
wyraŜony w procentach.
„Wilgotność naturalna gruntu” - to taka wilgotność, która charakteryzuje
zawartość wody w gruncie w warunkach naturalnych, a więc bezpośrednio w
terenie.
Przebieg oznaczenia wilgotności gruntu:
1 - zwaŜyć puste, wysuszone i ochłodzone naczyńko wagowe, zanotować jego numer i masę (m
t
),
2 - umieścić próbkę gruntu w zwaŜonym naczyńku i ponownie zwaŜyć (m
mt
),
3 - naczyńko z gruntem wstawić do suszarki i suszyć w temperaturze 110
°
C,
4 - po wysuszeniu próbki (tj. po czasie co najmniej 24 godzin ale nie więcej niŜ 48 godzin) wyjąć
naczyńka wagowe z suszarki, ostudzić, a następnie zwaŜyć z wysuszonym gruntem (m
st
).
Obliczenia wyników:
Obliczyć wilgotność gruntu w%
gdzie: m
w
= m
mt
- m
st
masa wody [g]
m
s
= m
st
- m
t
masa szkieletu gruntowego [g]
w
m
m
m
m
mt
st
st
t
=
−
−
⋅
100%
GRANICE KONSYSTENCJI GRUNTÓW SPOISTYCH
Właściwości gruntów spoistych w wielu przypadkach zaleŜą od intensywności
współdziałania tych gruntów z wodą. Istnieje wiele wskaźników charakteryzujących
właściwości gruntów w zaleŜności od intensywności tego współdziałania. Jednym z
tych wskaźników jest konsystencja gruntu.
WyróŜnia się konsystencję gruntu zwartą, plastyczną i płynną. W praktyce,
stosuje się szereg dalszych wydzieleń, określając je jako stany gruntu.
I tak mamy:
- stan zwarty,
- półzwarty,
- twardoplastyczny,
- plastyczny,
- miękkoplastyczny
- płynny.
Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami są określane jako tzw.
granice konsystencji.
Między stanem zwartym i półzwartym znajduje się granica skurczalności
W
S
, między stanem półzwartym i stanem plastycznym (twardoplastycznym)
znajduje się granica plastyczności W
P
, a między stanem plastycznym
(miękkoplastycznym) i płynnym granica płynności W
L
.
W
S
- granica skurczalności jest to wilgotność w procentach, przy której grunt
pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie
zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy.
GRANICA PLASTYCZNOŚCI (W
P
):
W
P
- granica plastyczności jest to wilgotność w procentach, jaką ma grunt, gdy
przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3 mm.
Przebieg oznaczenia:
1 - naleŜy przygotować i wytarować jedno naczyńko wagowe z przykrywką, do oznaczenia
wilgotności (m
t
),
2 - z przygotowanej do badania próbki naleŜy pobrać taką ilość gruntu aby uformować kulkę o
ś
rednicy około 7 mm. Kulkę naleŜy wałeczkować w dłoni aŜ wałeczek uzyska średnicę około 3
mm. Jeśli wałeczek w tym czasie nie popękał, z wałeczka ponownie formuje się kulkę, a następnie
wałeczkuje ją. Czynności te powtarza się tak długo, aŜ przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek
popęka lub rozsypie się. Za popękany uznaje się taki wałeczek, który po podniesieniu go za jeden
koniec rozdzieli się na kawałki,
3 - wszystkie kawałeczki wałeczka wkłada się do wytarowanego wcześniej (m
t
) naczyńka wagowego,
4 - powtarza się badanie (punkty 2 i 3) na następnej kulce gruntu. Czynność wałeczkowania kolejnych
kulek gruntu powtarza się tyle razy, aby w naczyńku wagowym zebrać wałeczki z co najmniej
trzech kulek,
5 - naczyńko z wałeczkami waŜy się (m
mt
) i suszy w suszarce w temperaturze 105-110
°
C do stałej
masy
6 - po wysuszeniu i ostudzeniu naleŜy zwaŜyć powtórnie naczyńka z gruntem (m
st
) i obliczyć
wilgotność.
Obliczenia wyników:
Tak jak dla wilgotności W%.
Oznaczona w taki sposób wilgotność jest wartością granicy plastyczności Wp
GRANICA PŁYNNOŚCI (W
L
)
W
L
- granica płynności jest to wilgotność w procentach, jaką ma pasta gruntowa
umieszczona w aparacie Casagrande’a, w momencie, gdy wykonana w niej
bruzda zlewa się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy dwudziestym
piątym uderzeniu miseczki o podstawę.
OZNACZANIE GRANICY PŁYNNOŚCI METODĄ CASAGRANDE’A (W
L
)
Przebieg oznaczenia:
1 - przygotowaną do badania próbkę naleŜy zalać niewielką ilością wody destylowanej, rozmieszać do
uzyskania jednorodnej pasty i usunąć z próbki ziarna średnicy większej niŜ 2 mm,
2 - naleŜy przygotować i wytarować około 3 do 5 naczyniek wagowych (m
t
),
3 - uzyskaną pastę gruntową nakłada się warstwami za pomocą specjalnej łopatki, do miseczki wyjętej
z aparatu Casagrande’a, w taki sposób, aby nie powstawały pęcherzyki powietrza. Pasta powinna
być rozprowadzona warstwą o grubości, nie przekraczającej 9 mm, tworząc w miseczce wklęsłą
powierzchnię. Grunt powinien zajmować 2/3 przedniej części miseczki i kończyć się równą górną
linią. Łączna masa gruntu i miseczki powinna wynosić 210
±
1 g,
4 - pastę w miseczce przecina się za pomocą rylca, bruzdą prostopadłą do osi obrotu miseczki,
trzymając rylec prostopadle do dna miseczki,
5 - po zrobieniu bruzdy umieszcza się miseczkę w uchwycie aparatu. Po włączeniu aparatu naleŜy
liczyć uderzenia miseczki, aŜ do momentu zlania się brzegów bruzdy na długości 10 mm i
wysokości 1 mm. Po zlaniu się bruzdy notuje się liczbę uderzeń i pobiera ze środka bruzdy próbkę
gruntu do naczyńka wagowego w celu oznaczenia wilgotności,
6 - pastę z miseczki aparatu przekłada się do parowniczki, dodaje niewielką ilość wody destylowanej i
starannie miesza,
7 - wyŜej wymienione czynności ( punkty 3 do 6) powtarza się kilkakrotnie, zmieniając wilgotność
pasty gruntowej bądź przez dodanie wody, bądź przez podsuszenie, tak aby bruzda zlewała się przy
liczbie uderzeń mieszczącej się w granicach od 12 do 35,
8 - przy kaŜdym badaniu notuje się liczbę uderzeń i określa na podstawie pobranej próbki
odpowiadającą tej liczbie uderzeń wilgotność W%.
Obliczenia wyników:
- obliczyć wilgotność pasty gruntowej dla kaŜdej z zanotowanych ilości uderzeń
miseczki
- odczytać z wykresu wartość granicy płynności W
L
- obliczyć wartości I
L
oraz I
P
I
P
– wskaźnik plastyczności I
P
jest róŜnicą między wartością granicy płynności W
L
i
granicy plastyczności W
P
badanego gruntu.
I
L
– syntetyczny wskaźnik opisujący stan badanego gruntu
I
P
– wskaźnik plastyczności oblicza się z wzoru
P
L
p
W
W
I
−
=
I
L
- stopień plastyczności oblicza się z wzoru:
I
w
w
w
w
L
n
P
L
P
=
−
−
Sprawozdanie:
W sprawozdaniu, w tabeli naleŜy zamieścić dane i przeliczone wyniki oznaczeń
m
t
m
mt
m
st
W
ilość
[g]
[g]
[g]
[%]
uderzeń
1
3
4
5
6
7
Wn
-
W
P
-
W-1 (do W
L
)
W-2 (do W
L
)
W-3 (do W
L
)
W
L
Odczytane z wykresu
25
Na podstawie tabeli, nanieść na wykresie punkty uzyskane w wyniku badania
granicy płynności i wykreślić prostą aproksymującą. Z wykresu odczytać wartość W
L
(dla 25 uderzeń). Obliczyć wartość I
P
, I
L
(w oparciu o obliczone wartości W
n
, W
P
oraz
odczytaną W
L
). Na podstawie I
L
określić stan badanego gruntu.
I
L
≤≤≤≤
0
stan półzwarty,
0 < I
L
≤≤≤≤
0.25 stan twardoplastyczny,
0.25 < I
L
≤≤≤≤
0.50 stan plastyczny,
0.50 < I
L
≤≤≤≤
1.00 stan miękkoplastyczny,
1.00 < I
L
stan płynny.
