Ćwiczenie laboratoryjne nr 6
OZNACZENIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ ORAZ
OZNACZENIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ ORAZ
OZNACZENIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ ORAZ
OZNACZENIE GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ ORAZ
POROWATOŚCI GRUNTU. STOPIEN ZAGĘSZCZENIA
POROWATOŚCI GRUNTU. STOPIEN ZAGĘSZCZENIA
POROWATOŚCI GRUNTU. STOPIEN ZAGĘSZCZENIA
POROWATOŚCI GRUNTU. STOPIEN ZAGĘSZCZENIA
GRUNTU NIESPOISTEGO.
GRUNTU NIESPOISTEGO.
GRUNTU NIESPOISTEGO.
GRUNTU NIESPOISTEGO.
Data wykonania
Data oddania
1.1. Wprowadzenie:
Stopień zagęszczenia wyznaczana była dla gruntów niespoistych (sypkich). Jego wielkość
zaleŜała od składu granulometrycznego gruntu, porowatości, kształtu ziaren. Stopień
zagęszczenia gruntu luźno usypanego wynosił 0, natomiast gruntu maksymalnie zagęszczonego
wynosił 1.
W zaleŜności od wartości stopnia zagęszczenia I
D
grunty niespoiste podzielone zostały na stany.
Podział gruntów drobnoziarnistych niespoistych ze względu na zagęszczenie:
1.2. Definicje:
Stopień zagęszczenia (I
D
) – stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do
największego moŜliwego zagęszczenia danego gruntu.
min
max
max
e
e
e
e
I
D
−
−
=
Maksymalny wskaźnik porowatości (e
max
), wyznaczony dla minimalnej gęstości objętościowej
szkieletu gruntowego przy najluźniejszym ułoŜeniu ziarn -
min
d
ρ
.
V
m
m
t
mt
d
−
=
min
ρ
;
min
min
max
d
d
s
e
ρ
ρ
ρ
−
=
Minimalny wskaźnik porowatości (e
min
), wyznaczony dla maksymalnej gęstości objętościowej
szkieletu gruntowego przy najściślejszym ułoŜeniu ziarn -
max
d
ρ
.
V
V
m
m
t
mt
d
∆
−
−
=
max
ρ
;
max
max
min
d
d
s
e
ρ
ρ
ρ
−
=
gdzie:
V
∆
- róŜnica objętości po zagęszczeniu próbki [cm
3
]
Stopień zagęszczenia
Stan zagęszczenia
I
D
≤
0,33
0,33 < I
D
≤
0,67
0,67 < I
D
≤
0,8
0,8 < I
D
≤
1,0
Luźny (ln)
Ś
rednio zagęszczony (szg)
Zagęszczony (zg)
Bardzo zagęszczony (bzg)
Gęstość objętościowa gruntu (
ρ
) - stosunek masy próbki gruntu do objętości próbki.
]
[
3
cm
g
V
m
m
t
t
m
−
=
ρ
gdzie:
mt
m - masa cylindra z gruntem [g]
t
m - masa cylindra pustego [g]
V- objętość gruntu w cylindrze [cm
3
]
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego (
ρ
d
) - stosunek masy szkieletu gruntowego w
próbce gruntu do objętości próbki.
w
d
+
•
=
100
100
ρ
ρ
[
g/cm
3
]
gdzie:
w- wilgotność gruntu [%]
Porowatość gruntu (n) - stosunek objętości porów w próbce do całkowitej objętości próbki
s
d
s
n
ρ
ρ
ρ
−
=
gdzie:
s
ρ
- gęstość właściwa szkieletu
gruntowego[g/cm
3
]
Wskaźnik porowatości gruntu (e) - stosunek objętości porów w próbce gruntu do objętości
szkieletu
gruntowego.
d
d
s
e
ρ
ρ
ρ
−
=
2. Wykonanie oznaczenia:
2.1. Oznaczenie gęstości objętościowej oraz porowatości gruntu:
1. Analiza makroskopowa próbki.
2. ZwaŜenie pustego cylindra m
1
[g].
3. Równomierne wypełnienie cylindra gruntem o wilgotności naturalnej.
4. ZwaŜenie cylindra z gruntem.
5. Określenie objętości gruntu w cylindrze.
2.2. Stopień zagęszczenia gruntu niespoistego:
1. Analiza makroskopowa badanej próbki.
2. Pomiar suwmiarką: - wysokość tłoczka h
t
[cm].
3. ZwaŜenie pustego cylindra m
1
[g].
4. Wsypanie próbki gruntu do cylindra przez lejek, aŜ do pełnego napełnienia.
5. Po wypełnieniu cylindra gruntem wyrównano powierzchnię do krawędzi za pomocą
noŜa.
6. ZwaŜenie cylindra wraz z gruntem m
mt
[g].
7. Na powierzchni gruntu ułoŜono tłoczek i uderzano widełkami wibracyjnymi w
ś
cianki naczynia w odstępach 30 sekundowych do momentu, gdy kolejne pomiary
nie wykazały zmian.
8. Zmierzono odległość od górnej krawędzi cylindra do powierzchni tłoczka po
kaŜdym 30 sekundowym odstępie czasu.
3. Przyrządy wykorzystane w oznaczeniu stopnia zagęszczenia gruntu
niespoistego:
a. cylinder metalowy z tłoczkiem (na rysunku - a),
b. metalowe widełki wibracyjne (na rysunku - b),
c. suwmiarka,
d. waga techniczna,
e. nóŜ,
f. lejek.
4. Opracowanie wyników oznaczenia gęstości objętościowej oraz
porowatości gruntów:
A. Analiza makroskopowa:
- grunt niespoisty,
- wilgotny,
- barwa jasno-brązowa,
- piasek średni.
B. Dane:
- waga pustego cylindra m
t
= 2130 [g]
- waga cylindra wraz z gruntem m
mt
= 2735 [g]
- objętość gruntu w cylindrze V
p
= 355 [cm
2
]
- wilgotność (wg wskazań prowadzącego) w = 11%
C. Rozwiązanie (odpowiednie wzory wg punktu 1.2.):
Przyjęto
s
ρ
= 2,65 [g/cm
3
] zgodnie z PN-81/B 03020
Gęstość objętościowa gruntu:
]
[
70
,
1
355
2130
2735
3
cm
g
=
−
=
ρ
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego:
]
/
[
53
,
1
11
100
70
,
1
100
3
cm
g
d
=
+
•
=
ρ
Porowatość gruntu:
42
,
0
65
,
2
53
,
,
1
65
,
2
=
−
=
s
n
Wskaźnik porowatości:
73
,
0
53
,
1
53
,
1
65
,
2
=
−
=
e
4. Opracowanie wyników oznaczenia stopnia zagęszczenia gruntu
niespoistego:
A. Analiza makroskopowa:
- grunt niespoisty,
- suchy,
- barwa szaro-brązowa,
- piasek drobny.
B. Dane:
- waga pustego cylindra m
t
= 1275 [g]
- waga cylindra wraz z gruntem m
mt
= 2032 [g]
- objętość gruntu w cylindrze:
V=
2
)
2
10
,
7
(
51
,
12
•
•
Π
= 495,29 [cm
3
]
2
)
2
10
,
7
(
61
,
1
•
•
Π
=
∆
V
= 63,72 [cm
3
]
- wyniki pomiarów zagłębienia tłoka:
Czas [s]
30
60
90
120
150
180
210
240
270
h [cm]
h
ś
r
[cm]
1,07
0,98
0,79
0,85
0,92
0,90
0,74
0,66
0,78
0,77
0,83
0,68
0,59
0,74
0,71
0,81
0,67
0,56
0,65
0,67
0,72
0,63
0,52
0,56
0,61
0,70
0,61
0,49
0,61
0,60
0,66
0,59
0,47
0,58
0,58
0,66
0,43
0,51
0,61
0,55
0,62
0,64
0,43
0,51
0,55
Zagłębienie tłoka:
1,61 – h
[cm]
0,69
0,84
0,90
0,94
1,00
1,01
1,03
1,06
1,06
Maksymalne
zagłębienie
tłoka
- porowatość gruntu w stanie naturalnym (wg wskazań prowadzacego) e = 0,63.
C. Rozwiązanie (odpowiednie wzory wg punktu 1.2.):
Maksymalny i minimalny wskaźnik porowatości:
=
−
=
29
,
495
1275
2032
min
d
ρ
1,52 [g/cm
3
]
74
,
0
52
,
1
52
,
1
65
,
2
max
=
−
=
e
67
,
1
96
,
41
29
,
495
1275
2032
max
=
−
−
=
d
ρ
[g/cm
3
]
59
,
0
67
,
1
67
,
1
65
,
2
min
=
−
=
e
Stopień zagęszczenia:
73
,
0
59
,
0
74
,
0
63
,
0
74
,
0
=
−
−
=
D
I
5. Wnioski:
Stopień zagęszczenia I
D
wynosił 0,73 co kwalifikuje badaną próbkę w przedziale 0,67 < I
D
≤
0,8
jako grunt zagęszczony.
Ze względu na ograniczoną ilość próbek klasyfikacja ta moŜe nie spełniać wymaganiom badania
stawianym przez normę.
6. Załączniki:
- notatki z zajęć laboratoryjnych.
XEROX
malfunction