background image

Mechanika gruntów 

 

Adam Łodygowski, Grzegorz Majewski, Michał Płotkowiak 

 

Politechnika Poznańska   

 

 

 

 

 

 

Poznań, dnia 29 11 2002 

Instytut Inżynierii Lądowej 
Zakład Geotechniki  
i Geologii Inżynierskiej 
ul. Piotrowo 5, 61-138 Poznań 
 

Sprawozdanie nr 9 

Oznaczenie Kapilarności biernej i czynnej  

 
 

Celem ćwiczenia jest: 

- Zbadanie 

kapilarności biernej i czynnej,  

 

Podstawy teoretyczne 

K

APILARNOŚĆ CZYNNA 

H

K

C

-  Jest to maksymalna wysokość, na jaką podniesie się woda w porach gruntu ponad 

poziom swobodnego zwierciadła wody gruntowej.  

- Wysokość na jaką „grunt podciągnie wodę” (zachowuje się czynnie) zależy między 

innymi od: 

• 

uziarnienia gruntu,  

• 

struktury i tekstury gruntu,  

• 

temperatury wody, 

- kapilarność czynną można również obliczać przy pomocy wzorów przybliżonych: 

d

H

KC

30

,

0

=

 

gdzie d jest średnicą porów w gruncie (zależy od rodzaju gruntu) 
 

Przebieg ćwiczenia i wyniki:  

1.  Na dole rurki doświadczalnej (średnica 4-6mm) przy pomocy gumki umocowaliśmy 

szmatkę, tak aby chroniła ona grunt przed wypadaniem. 

2. Rurkę wypełniliśmy gruntem (piaskiem średnim). 
3. Umieściliśmy rurkę w pojemniku z wodą.  
4. Mierzyliśmy kapilarność czynną, czyli wysokość na jaką grunt podciągnie wodę, 

pamiętając o tym aby utrzymać stały poziom wody w pojemniku poprzez uzupełnianie 
jej strat.  

Wyniki

, które otrzymaliśmy: 

 

H

KC

 [cm] 

1’  2’  5’  10’ 15’ 30’ 60’ 

7cm  8,5cm 10cm 12cm 12,5cm 14cm 15cm 

 
 
K

APILARNOŚĆ BIERNA 

H

KB

-  jest to maksymalna wysokość na jakiej utrzymuje się woda całkowicie wypełniająca 

pory gruntu ponad poziomem swobodnego zwierciadła wody gruntowej po jego 
obniżeniu 

- Przyjmuje 

się, że kapilarność bierna gruntu jest równa wysokości słupa wody [cm], 

przy której przebija się powietrze przez próbkę gruntu podczas badania. 

 
 
 

background image

Mechanika gruntów 

 

Adam Łodygowski, Grzegorz Majewski, Michał Płotkowiak 

 

Przebieg ćwiczenia i wyniki:  

Do wyznaczania kapilarności biernej (czyli takiej gdzie zachowuje się biernie) 
wykorzystaliśmy prosty sprzęt: 

-  wiadro z wodą,  
-  gumowa rurka,  
- sączek,  
- lejek 
- próbka 

gruntu: 

• 

musi być rozdrobniony czyli bez grudek, 

• 

grunt w stanie powietrznosuchym, odsiewając od niego ziarna większe niż 
2mm,  

• 

każda z próbek o wadze 20g,  

- skala 

porównawcza, 

Postępowanie:  

1.  Grunt umieszczamy na sączku w lejku delikatnie go ugniatając aby pozbyć się 

pęcherzyków powietrza, 

2. Zakładamy, że gumowa rurka (całkowicie zanurzona we wiadrze) jest w pełni 

wypełniona wodą (bez pęcherzyków powietrza). 

3. Na początku doświadczenia lejek (połączony z gumową rurką zanurzoną w wodzie) 

musi być częściowo zanurzone w wodzie. 

4.  Podnosimy lejek i gumową rurkę do góry i obserwujemy na jakiej wysokości pojawi 

się pęcherzyk powietrza.  

Metoda: 

-  Zgodnie z wyżej pokazanym opisem dokonujemy pomiaru próbnego H

KB

 (próbka 

zerowa). Próbka uniesie się na wysokość H.  

- Podobnie 

przygotowaną próbkę 1 i 2 unosimy na wysokość 0,7H, a następnie w 

odstępach co 5 minut unosimy o 5 cm, tak długo aż na jednym z takich położeń po 
określonym czasie (<5’) nie pojawi się pęcherzyk,  

- Kapilarność obliczamy na podstawie zależności: 

x

h

H

KB

+

=

 

gdzie:  

h - 

wysokość na której nastąpiło poprzednie zatrzymanie lejka [cm],  

x  

- czas na najwyższym poziomie <5min, który upłynął do momentu pojawienia się      
pęcherzyka,  

- jeżeli różnica pomiędzy kolejnymi dwoma pomiarami jest większa niż 0,1H

KB

 należy 

wykonać pomiar dla 2 dodatkowych próbek (3 i 4) a skrajne dwa wyniki odrzucić,  

 
Wyniki:  

H

KB 

cm

H

cm

H

KB

KB

19

7

,

0

27

=

 

 

 Wysokość początkowa

+ 5cm 

KBi

H

 

2

2

1

KB

KB

KB

H

H

H

+

=

H

KB1 

19 [cm] 

Po 3’ pęcherzyk

22 [cm] 

H

KB2 

19 [cm] 

Po 4’ pęcherzyk

23 [cm] 

22,5 [cm] 

H

KB3 

---------- ----------  

 

H

KB4 

---------- ----------