plik

Analiza makroskopowa.

(ćw. 7)

A.) Analiza makroskopowa wg. nowej normy.

Wiadomości wstępne:

Zgodnie z EN ISO 14688 wykonuj

ąc analizę makroskopową

okre

śla się następujące cechy gruntów:

Ramka czerwona (1) dotyczy analizy makroskopowej

gruntów gruboziarnistych.

Ramka żółta (2) dotyczy analizy makroskopowej gruntów drobnoziarnistych.

Ramka zielona (3) dotyczy analizy makroskopowej

gruntów organicznych.

Ramka niebieska (4) dotyczy analizy makroskopowej

gruntów wulkanicznych.

Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:

Oznaczenie składu granulometrycznego:

W celu oznaczenia rozkładu wielkości cząstek i ziaren, próbkę należy rozłożyć na
płaskiej powierzchni lub na dłoni. Wymiary cząstek i ziaren próbki należy porównać
ze standardami uziarnienia

(przedziałami wymiarów cząstek i ziaren).

Cząstki pyłu i iłu nie są widoczne gołym okiem, dlatego do oznaczenia takiego gruntu
należy stosować inne metody

Tab.1.

Podział gruntów bardzo gruboziarnistych i gruboziarnistych.

Oznaczenie

kształtu ziaren:

W przypadku grubych frak

cji, opisuje się kształt ziaren w nawiązaniu do ich stopnia

obtoczenia (który wskazuje na stopień zaokrąglenia krawędzi i naroży), ich ogólny
kształt i charakter powierzchni. Terminy stosowane w opisach, wykorzystywane
zwykle do

żwiru lub grubszych frakcji, podane są w tabeli poniżej.

Tab.2. Ter

miny określające kształt ziaren.

Oznaczenie

składu mineralnego:

Skład mineralny poszczególnych ziaren gruntu oznaczany jest według zasad
geologicznych. Nazw

y występujących minerałów, z uwzględnieniem wtórnych zmian

na powierzchni ziaren gruntu

, powinny być dołączone do opisu gruntu. W czasie

badania frakcji gruboziarnistej w badaniu polowym często niezbędna jest lupa.

UWAGA!

Ziarna żwiru są zwykle fragmentami skał, np. piaskowca, wapienia, krzemienia. Ziarna

piasku i drobniejsze są zwykle pojedynczymi minerałami: kwarcem, miką, skaleniem lub minerałami
ilastymi. Żwir i ziarna piasku mogą być pokryte substancją mineralną, w tym kalcytem lub tlenkiem
żelaza. Mogą występować kryształy, np. gipsu w iłach i pirytu w kredzie.

Oznaczenie

zawartości drobnych frakcji:

Przy  oznaczaniu  składu  gruntu  drobne  frakcje występujące  w  małej  ilości  w  próbce
należy  wypłukać,  a  grubszą  pozostałość  opisać  na  podstawie  wymiarów  i  kształtów
cząstek,  rodzaju  materiału  i  innych  specyficznych  składników.  Na  podstawie  czasu
trwania i dokładności procesu przemywania oraz badania otrzymanego osadu określa
się na rodzaj i zawartość procentową frakcji drobnych.

Oznaczenie barwy gruntu:

Barwa gruntu, cho

ć zależy od warunków lokalnych, często wskazuje na skład

materiału i jego rozkład. Barwa pozwala rozróżnić grunty mineralne i organiczne.

Na udział substancji organicznej w gruncie wskazują specyficzny zapach i barwę.
Intensywność zapachu i barwy pozwalają ocenić proporcje substancji organicznej do
mineralnej i zaleca się ich uwzględnienie w opisie gruntu. np. Grunt organiczny
makroskopowo

UWAGA! Poniewa

ż wiele gruntów zmienia szybko swoja barwę na powietrzu, ważne jest, aby barwy

okre

ślić na świeżo odsłoniętej powierzchni przy pełnym świetle dziennym. Przykładem jest grunt

drobny zawierający tlenek żelaza. W warunkach nawodnienia woda słodka ma często barwę zielono-
oliwkową, lecz na powietrzu utlenia się, zmienia barwę na czerwoną. Wskazane jest stosowanie
wzorcowej skali barw (ujednolicenie).

Oznaczenie

zawartości węglanów:

Zawarto

ść węglanów oznaczona jest na podstawie reakcji na krople 10-procentwego lub

rozcieńczonego wodą w proporcji 3:1 roztworu HCL. Wyróżniamy:

Grunt bezwapnisty (0)

– nie reaguje z kwasem

Grunt wapnisty (+)

– lekko pieni się pod wpływem kwasu solnego

Grunt silnie wapnisty (++)

– intensywnie pieni się pod wpływem kwasu solnego.

UWAGA!

W przypadku mokrych lub wilgotnych gruntów, reakcja z kwasem ujawnia się z

opóźnieniem. Natomiast duża wytrzymałość gruntu suchego jest często wynikiem działania węglanu
jako substancji cementującej.

Oznaczenie

wytrzymałości gruntu suchego:

W celu o

znaczenia wytrzymałości gruntu suchego próbkę należy wysuszyć. Jej opór

w czasie rozdrabniania lub sproszkowania pomiędzy palcami jest miarą
wytrzymałości gruntu suchego, zależną od rodzaju gruntu i zawartości drobnych
frakcji

. Rozróżniamy:

małą wytrzymałość gruntu suchego: wysuszony grunt rozpada się pod lekkim
lub średnim naciskiem palca;

średnią wytrzymałość gruntu suchego: wysuszony grunt rozpada się pod
wyraźnym naciskiem palców na bryłki, które nadal wykazują spoistość;

C) du

żą wytrzymałość gruntu suchego: gruntu wysuszonego nie można rozdrobnić

pod

naciskiem palców, a może być jedynie rozłamany.

Oznaczenie

dylatancji pyłu i iłu:

Zachowanie si

ę gruntów spoistych przy wstrząsaniu wskazuje na zawartość pyłu i iłu

Wilgotną  próbkę  o  wymiarach  10/20  mm  należy  wstrząsać,  przerzucając  ją  między
dłońmi.  Próbka  staje  się  błyszcząca  na  skutek  pojawienia  się  wody  na  jej
powierzchni. Przy naciskaniu próbki palcami woda znika. Zawartość pyłu lub iłu może
być  określona  na  podstawie  czasu  potrzebnego  na  pojawienie  się  wody  przy
wst

rząsaniu i na jej zanikanie przy nacisku.

Woda pojawia si

ę i znika szybko w przypadku występowania frakcji pylastej Si.

Wstrz

ąsanie i nacisk nie dają efektu w przypadku występowania frakcji iłu Cl. Im

wolniej pojawia się woda na powierzchni próbki, tym mniejsza jest zawartość pyłu, a
większa zawartość iłu.

Oznaczenie

plastyczności:

W celu oznaczenia plastyczno

ści (zwięzłości) wilgotną próbkę gruntu (kawałek gruntu

o wymiarach około 1 cm) należy wałeczkować na gładkiej powierzchni, aby otrzymać
wałeczek o średnicy około 3mm, następnie zlepić go z powrotem i powtarzać
wałeczkowanie do chwili, kiedy na skutek utraty wody nie daje się wałeczkować, a
tylko zlepia

ć. Osiąga się w ten sposób granicę plastyczności:

A) mała plastyczność: próbka wykazuje spójność, lecz nie można wykonać wałeczka

o średnicy 3 mm

B) duża plastyczność: próbkę można wałeczkować do uzyskania cienkich

wałeczków.

Oznaczenie zawartości piasku, pyłu i iłu w gruntach:

Do oznaczenia w gruncie zawarto

ści piasku, pyłu i iłu należy rozcierać małą próbkę

gruntu pomiędzy palcami, jeśli jest do konieczne to w wodzie.
A) Ilo

ść zawartej frakcji piaszczystej może być określona z wyczuwalnego stopnia

szorstkości materiału. Gruby pył może być także wyczuwalny jako szorstki, lecz
jego poszczególne cząstki i ziarna nie są widoczne gołym okiem.

B) Grunt ilasty

w dotyku przypomina mydło oraz przykleja się do palców i nie

żna go usunąć bez opłukiwania, nawet w stanie suchym.

C) Grunt pylasty wyczuwa si

ę jako gładki w dotyku, suche cząstki gruntu

przyklejone do palców można łatwo zdmuchnąć lub usunąć przez klaskanie
dłońmi.

D) Grunty, zawieraj

ące ponad 50% cząstek piaskowych, przy rozcieraniu

pozostawiaj

ą miedzy palcami dużo ostrych ziaren piasku.

E) Grunty, zawieraj

ące ponad 50% cząstek pyłowych, mają mało ziaren piaskowych,

które są tak drobne, ze nie wyczuwa się ich przy rozcieraniu.

W celu stwierdzenia obecno

ści iłu lub pyłu próbkę o naturalnej wilgotności należy rozciąć

żem. Błyszcząca nacięta powierzchnia wskazuje na zawartość iłu, podczas gdy matowa

powierzchnia jest chara

kterystyczna dla pyłu lub pyłu ilasto-piaszczystego o małej

plastyczno

ści. W celu szybkiej oceny powierzchnię próbki można zarysować lub wygładzić

paznokciem.

Oznaczenie konsystencji:

Konsystencje gruntu spoistego:

A) Grunt nale

ży określić jako bardzo miękkoplastyczny jeśli przy ściskaniu wydostaje

ę pomiędzy palcami

B) Grunt nale

ży określić jako miękkoplastyczny jeśli można go formować przy lekkim

nacisku

palców

C) Grunt nale

ży określić jako plastyczny jeśli nie może być formowany przy lekkim

nacisku palców, lecz może być wałeczkowany w ręku do wałeczka o średnicy 3 mm
bez sp

ękań i rozdrabniania się

D) Grunt nale

ży określić jako twardoplastyczny jeśli rozpada się i pęka podczas

wałeczkowania do wałeczka o średnicy 3 mm, lecz jest ciągle dostatecznie wilgotny,
aby ponownie uformowa

ć z niego kulkę

Grunt nale

ży określić jako zwarty jeśli jest wysuszony, najczęściej ma jasną barwę.

Nie mo

żna z niego

uformować kulki, rozdrabnia się pod naciskiem. Można go

zarysować paznokciem.

Metoda oznaczania i opisu gruntów organicznych:

Zapach gruntu mo

że wskazywać na to że ma on charakter nieorganiczny lub organiczny.

Świeże,  wilgotne  grunty  organiczne  zwykle  maja  zapach  pleśni,  która  może  być
zintensyfikowana  przez  podgrzewanie  wilgotnej  próbki.  Rozkładające  się  zgniłe  składniki
organiczne  w  gruncie  mog

ą być rozpoznawane dzięki zapachowi typowemu dla

siarkowodoru, który może być mocniejszy przy dodaniu rozcieńczonego kwasu solnego do
próbki. Suche iły maja zapach ziemisty.

Tab.3. Oznaczenie i opis gruntu organicznego.

Oznaczenie stopnia rozłożenia torfu:

Oznaczanie to przeprowadzamy przez ściskanie mokrej próbki torfu w ręku. Jeśli
ściskanie nie daje rezultatu, ponieważ torf jest zbyt suchy, torf można ocenić na
podstawie wyglądu.

A) Gdy w torfie są widoczne dobrze zachowane szczątki roślinne, torf jest mało

rozłożony lub średnio rozłożony

B) Gdy w torfie brak jest widocznych szczątków roślinnych, torf jest bardzo lub

całkowicie rozłożony

Tab.4.

Stopień rozłożenia mokrego torfu oznaczany przez wyciskanie.

Dodatkowo geneza gruntu:

Zaleca si

ę na zakończenie opisu gruntu, jeśli to możliwe, podać geologiczną genezę gruntu

(zwykle zapisywana w nawiasie).

Makroskopowa ocena wilgotności:

Ocenę wilgotności gruntu określa się na podstawie tabeli 5.

Tab.5.

Makroskopowa ocena wilgotności.

B.) Analiza makroskopowa wg. starej normy.

Oznaczenie rodzaju gruntów spoistych.

Polega ono na ocenie spoistości gruntu na podstawie próby wałeczkowania i rozcierania w
wodzie.

Próba wałeczkowania służy do określenia spoistości danego gruntu, natomiast

próba rozcierania gruntu w wodzie pozwala na określenie zawartości frakcji piaskowej.

PRÓBA WAŁECZKOWANIA – z próbki gruntu przeznaczonej do badania należy uformować
kulkę o średnicy około 7 mm i wałeczkować ją pomiędzy dłońmi aż do osiągnięcia wałeczka
o średnicy 3 mm. Jeżeli w tym czasie wałeczek nie wykaże żadnych uszkodzeń (spękania,
rozwarstwienia) należy ponownie uformować kulkę i powtórzyć wałeczkowanie. Czynności te
należy  powtarzać  do  momentu,  w  którym  na  wałeczku  da  się  zauważyć  spękania,
rozwarstwienia  lub  wałeczek  rozsypie  się.  Wałeczkowanie  należy  zakończyć  także  w
przypadku  gdy  wałeczek  o  długości  4  –  5  mm  podniesiony  do  góry  za  jeden  z  końców
zacznie  pękać  pod  własnym  ciężarem.  Próbę  wałeczkowania  należy  przeprowadzić  na  co
najmniej  dwóch  kulkach,  a  w  przypadku  wyraźnej  niezgodności  wyników  dodatkowo  na
trzeciej  próbce.  Na  podstawie  wyglądu  kulki  wałeczka  i  charakteru  spękań  należy  określić
spoistość gruntu według tabeli 6.

PRÓBA ROZCIERANIA W WODZIE – niewielką ilość gruntu należy rozcierać między
dwoma palcami zanurzonymi w wodzie. W zależności od ilości ziaren piasku pozostałego
między palcami należy zakwalifikować grunt do odpowiedniej grupy korzystając z tabeli 6.

Rodzaj gruntu

Rodzaje i nazwy gruntów w zależności od zawartości

frakcji piaskowej.

Wyniki badania

Grupa I

Grupa II

Grupa III

Próba wałeczkowania

Rodzaje i nazwy

gruntów w

zależności od

wyników próby

wałeczkowania

Mało spoisty

Piasek gliniasty

Pył piaszczysty

Pył

Kulka rozpłaszcza się lub
rozsypuje, grunt nie daje się
wałeczkować lub wałeczek
rozwarstwia się podłużnie.

Średnio spoisty

Glina

piaszczysta

Glina

Glina pylasta

Od początku do końca
wałeczkowania powierzchnia
wałeczka nie nabiera połysku,
wałeczek pęka poprzecznie.

Zwięzło spoisty

Glina

piaszczysta

zwięzła

Glina zwięzła

Glina pylasta

zwięzła

Wałeczek początkowo bez
połysku, przy końcu
wałeczkowania z połyskiem,
pęka poprzecznie.

Bardzo spoisty

Ił piaszczysty

Ił

Ił pylasty

Kulka i wałeczek od początku z
połyskiem.

Próba rozcierania w wodzie

Między palcami
pozostaje dużo
piasku ostrego.

Wyczuwa się
pojedyncze drobne
ziarna piasku.

Ziaren piasku
nie wyczuwa
się.

Tab.6.

Oznaczenie rodzaju gruntów spoistych.

Oznaczenie rodzaju gruntów niespoistych.

Rodzaj gruntów niespoistych należy określić korzystając z tabeli 7 na podstawie wielkości i
zawartości ziaren poszczególnych frakcji ustalonych oceną makroskopową lub ewentualnie
przy pomocy lupy.

Tab.7.

Oznaczenie rodzaju gruntów niespoistych.

Oznaczenie stanu gruntów spoistych.
Stan gruntów spoistych określa się na podstawie liczby kolejnych wałeczkowań tej samej
kulki gruntu (próbka jak w próbie wałeczkowania), biorąc pod uwagę ile razy wykonano
wałeczek o średnicy 3 mm bez jego uszkodzeń.

Nazwa gruntu

Zawartość frakcji [%]

> 2 mm

> 0,5 mm

> 0,25 mm

Żwir

> 50

Pospółka

50 do 10

> 50

Piasek gruboziarnisty

< 10

> 50

Piasek średnioziarnisty

< 10

< 50

> 50

Piasek drobnoziarnisty

< 10

< 50

Piasek pyalsty*

< 10

< 50

* Piasek pylasty po wyschnięciu tworzy lekko spojone grudki, które

rozsypują się między palcami przy ich podnoszeniu.

Stan gruntu

Opis

Zwarty

Z gruntu nie można uformować kulki, grunt jest zbyt twardy.

Półzwarty

Z gruntu można uformować kulkę, lecz wałeczek pęka podczas pierwszego
wałeczkowania.

Twardoplastyczny

Tabela 4.

Plastyczny

Tabela 4.

Miękkoplastyczny

Tabela 4.

Tab.8.

Oznaczenie stanu gruntów spoistych (cz.1).

Tab.9.

Oznaczenie stanu gruntów spoistych (cz.2).

Określenie barwy gruntu.
Barwę gruntu należy określić na świeżym przełomie próbki o naturalnej wilgotności. Opisując
barwę należy podać najpierw odcień i intensywność barwy a następnie barwę podstawową
(np. jasnożółto – szara). Przy występowaniu kilku barw należy dokładnie opisać sposób ich
występowania.

Oznaczenie wilgotności gruntu.

W przypadku gruntów spoistych wilgotność należy opisać według poniższej tabeli:

SUCHY

Grudka gruntu pęka przy zgniataniu, a w stanie rozdrobnionym nie
wykazuje zawilgocenia.

MAŁO WILGOTNY Grudka gruntu przy zgniataniu odkształca się plastycznie lecz papier

filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu nie stają się wilgotne.

WILGOTNY

Papier filtracyjny lub ręka przyłożona do gruntu stają się wilgotne.

MOKRY

Przy ściskaniu gruntu w dłoni odsącza się z niego woda.

NAWODNIONY

Woda odsącza się z gruntu grawitacyjnie.

Tab.10.

Oznaczenie wilgotności gruntów spoistych.

W przypadku gruntów niespoistych wilgotność należy określić według tabeli:

SUCHY

Grunt nie wykazuje śladu wilgoci a przy przesypywaniu kurzy się.

WILGOTNY

Grunt zostawia ślad na papierze lub na dłoni.

NAWODNIONY

Woda odsącza się z gruntu samoczynnie.

Tab.11.

Oznaczenie wilgotności gruntów niespoistych.

Oznaczenie klasy zawartości węglanów.
Przeznaczoną do badań próbkę gruntu należy zwilżyć 20% roztworem kwasu solnego. Na
podstawie zaobserwowanej reakcji i zamieszczonej w normie tabeli należy określić klasę
zawartości węglanów.

Rodzaj

gruntu wg

tab.1

Stan gruntu w zależności od liczby wałeczkowań

Twardoplastyczny Plastyczny

Miękkoplastyczny

Małospoisty

> 2

Średniospoisty

< 2

2 do 4

> 4

Zwięzłospoisty

< 3

3 do 7

> 7

Bardzo spoisty

< 5

5 do 10

> 10

Formularz do ćwiczenia nr 7

Rok; grupa; termin zajęć; data;

…………………………………………………………………………………………………..

Skład zespołu:

1…………………………..

2…………………………..

3…………………………..

4…………………………..

A )

Tabela wyników analizy makroskopowej gruntów drobnoziarnistych i

organicznych: