background image

 

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa 

w Suwałkach 

Instytut Politechniczny 

 

 

Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych 

 

Temat ćwiczenia: 

Badanie wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości 

objętościowej szkieletu gruntowego. Obliczenie wskaźnika 

zagęszczenia gruntu nasypowego

 

 
 

Numer ćwiczenia: 9 

 

Laboratorium z przedmiotu: 

Mechanika gruntów 

 

Studia stacjonarne 

Kod: BS5093 

 
 
 
 
 
 
 

Suwałki 2013 

 
 

background image

 

1

1. WPROWADZENIE - DEFINICJE 

 
1.1. Zagęszczalność gruntu - możliwość uzyskania przez grunt maksymalnej gęstości  
       objętościowej  szkieletu gruntowego 

ρ

d

 , w zależności od: 

      - użytej energii zagęszczenia 

E

z

 i sposobu jej przekazania, 

      - rodzaju gruntu i jego wilgotności. 
1.2. Wilgotność optymalna   w

opt

 jest to wilgotność, przy której grunt ubijany jedną z  4   

       metod normowych uzyskuje maksymalną wartość gęstości objętościowej szkieletu  
       gruntowego 

ρ

ds

 . 

1.3. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

      def. 

ρ

d

s

m

V

=

, g/cm

3

     ,          oblicza się według wzoru          

ρ

ρ

d

w

=

+

100

100

, g/cm

      gdzie: 
      

m

s

  - masa szkieletu gruntowego, g,                   

ρ

  - gęstość objętościowa gruntu, g/cm

3

 

       

V   - objętość całej próbki, cm

3

,                         w   - wilgotność gruntu, %. 

1.4. Metody oznaczania  

w

opt

 i  

ρ

ds

 : 

 

Metoda 
oznacza -
nia 

Według  
Proctora 

Typ 
cylindra 

Objętość  
cylindra 
[dm

3

Liczba 
warstw 

Ilość uderz 
ubijaka na 
warstwę 

Masa  
ubijaka 
[ kg] 

Wys spad. 
ubijaka 
[cm] 

Energia 
zagęszcz. 
[kNm/dm

3


II 

Metoda  
standard.

 

mały 
duży 

1,0 
2,2 

25 
55 

2,5 

32 

0,6 

III 
IV 

Metoda

 

zmodyfik.

 

mały 
duży 

1,0 
2,2 

25 
55 

4,5 

48 

2,7 

 
1.5. 

Wskaźnik zagęszczenia 

I

s

  jest miarą zagęszczenia gruntów (niespoistych i spoistych)  

       sztucznie zagęszczanych i służy do kontroli jakości wykonania robót ziemnych.  
       Obliczany jest ze wzoru: 

       

I

s

d

ds

=

ρ

ρ

,  - 

gdzie: 

ρ

d

 - gęstość objętościowa szkieletu gruntowego gruntu w nasypie, g/cm

3

, wyznaczona  

                   według  p-tu 1.3., 
          

ρ

ds

 - maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego wyznaczona określoną  

                   metodą  według p-tu 1.4.,  na próbce pobranej z badanego nasypu. 
1.6. Przyjmuje się, że 

nasyp jest dobrze zagęszczony, jeżeli  I

I

s

sdop

 

1.7. 

Wartość  I

sdop

 ustala się w zależności od rodzaju robót ziemnych według norm:  

       PN-B-06050: 1999, PN-S-02205:1998, BN-83/8836-02, PN-B-12095:1997. 
 

2. CEL i ZAKRES 

Ć

WICZENIA LABORATORYJNEGO 

 
 

Celem  ćwiczenia  laboratoryjnego    jest  opanowanie  umiejętności  badania  wilgotności 

optymalnej  i  maksymalnej  gęstości  objętościowej  szkieletu  gruntowego  oraz  określania 
wskaźnika zagęszczenia i wykorzystania go do ustalania stanu zagęszczenia nasypu i odbioru 
prac ziemnych. 
 

Badanie  stosuje  się  do  wszystkich  rodzajów  próbek  gruntów,  z  wyjątkiem  gruntów 

bardzo spoistych i zwięzłospoistych. 

background image

 

2

 

3. METODYKA BADA

Ń

 

w

opt

 i 

ρ

ds

  - według  PN-88/B-04481 p-t 8. 

 

4. WYMAGANIA BHP 

- należy zachować ostrożność w posługiwaniu się ubijakiem oraz nożem, 
- należy pozostawić porządek na stanowisku badawczym. 
 
 

5. SPRAWOZDANIA STUDENCKIE 

 
5.1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego 
 

W ćwiczeniu określana jest wilgotność optymalna, maksymalna gęstość objętościowa 

szkieletu gruntowego gruntu niespoistego w celu określenia wskaźnika zagęszczenia gruntu w 
badanym nasypie.  
 
5.2. Opis stanowiska badawczego i przebieg eksperymentu 
- należy zaplanować i wypisać (w punktach) kolejność czynności oraz symbole wyników, 
otrzymanych z kolejnych czynności. 
 
5.3. Zestawienie wyników badań 
 
5.3.1. Badania gruntu w nasypie 
 
Badanie makroskopowe rodzaju gruntu:................................................................................. 
Wyniki badania gruntu w nasypie (założyć wg PN-81/B-03020 Tab.1):  
                                                                                                          

ρ

=

........................, g/cm

3

 

                                                                                                           w

=

........................, % 

Obliczyć:                                                                                          

ρ

d

=

......................., g/cm

 
5.3.2. Badania laboratoryjne 
 
Wyniki odsiania nadziarna: 
masa próbki gruntu w stanie powietrznosuchym:                           

m

s

=

......................., g, 

masa ziarn pozostałych na sicie:                                                     

′ =

m

s

......................., g, 

stosunek masy ziarn pozostałych na sicie do masy próbki:        

x

m

m

s

s

=

=

......................., -. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

3

5.3.3. Wyniki badań  (według metody..............) próbki pobranej z nasypu. 
 

WILGOTNOŚĆ GRUNTU

 

Numer  parowniczki

 

 

 

 

 

 

Masa parowniczki

 

m

t

 

[ g ]

 

 

 

 

 

 

Masa parown. z gruntem wilgotnym

 

m

mt

 

[ g ]

 

 

 

 

 

 

Masa parown. z gruntem wysuszonym

 

m

st

 

[ g ]

 

 

 

 

 

 

Masa wody w próbce

 

m

mt

-m

st

 

[ g ] 

 

 

 

 

 

Masa szkieletu gruntowego

 

m

st

-m

t

 

[ g ] 

 

 

 

 

 

Wilgotność gruntu

 

W 

[ % ]

 

 

 

 

 

 

GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA SZKIELETU GRUNTOWEGO

 

Masa cylindra

 

m

t

 

[ g ]

 

 

Masa cylindra z gruntem

 

m

mt

 

[ g ]

 

 

 

 

 

 

Masa gruntu w cylindrze 

m

mt

-m

t

 

[ g ] 

 

 

 

 

 

Objętość cylindra

 

V

 

[cm

3

]

   

Gęstość objętościowa gruntu

 

ρ

 

[g/cm

3

]

   

 

 

 

 

Wilgotność gruntu

 

w

 

[%] 

 

 

 

 

 

Gęstość objętościowa 
szkieletu gruntowego

 

ρ

d

 

[g/cm

3

]

   

 

 

 

 

5.4. Wnioski

 

5.4.1. Sporządzić na papierze milimetrowym, w skali, wykres zależności 

ρ

d

f w

=

( )

.     

          Wyznaczyć wartości 

ρ

ds

 i 

w

opt

 z wykresu. 

5.4.2. Obliczyć wartości 

ρ

ds

 i  w

opt

a) jeśli 0,25

>

x

>

0,05 to:   w

x w

opt

opt

= −

(

)

1

 , %        i        

ρ

ρ ρ

ρ

ρ

ρ

ds

s

ds

s

s

ds

x

=

− ′

(

)

  ,  g/cm

3

   gdzie: x – stosunek masy ziarn pozostałych na sicie do masy próbki, 
            

ρ

s

 - gęstość właściwa szkieletu gruntowego, g/cm

3

b) jeśli x

0,05  to:           w

w

opt

opt

= ′

 ,  %                i          

ρ

ρ

ds

ds

= ′

  ,  g/cm

3

 
5.4.3. Obliczyć wskaźnik zagęszczenia gruntu: 
          

Wskaźnik zagęszczenia gruntu w nasypie:                   

I

s

 =..............................,  -. 

 
5.4.4. Określić jakość zagęszczenia nasypu dla założonych samodzielnie robót ziemnych,   
          według odpowiedniej normy (wybrać spośród podanych poniżej norm) i podać  
          zalecenie odnośnie dalszych robót: 
................................................................................................................................................. 
 
6. LITERATURA

 

    PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu. 
    PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia  
    statyczne i projektowanie. 
    BN-77/8931-12 Drogi samochodowe. Oznaczanie wskaźnika zagęszczenia gruntu. 
    PN-B-06050: 1999 Geotechnika. Roboty ziemne. Wymagania ogólne. 
    PN-S-02205: 1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania. 
    BN-83/8836-02  Przewody podziemne. Roboty ziemne. Wymagania i badania przy odbiorze.  
    PN-B-12095 Urządzenia wodno-melioracyjne. Nasypy. Wymagania i badania przy odbiorze 

background image

 

4

ZAŁ

Ą

CZNIK 1 

 

background image

 

5

 

 
 
 

background image

 

6

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

7

 

 
 
 
 
 

background image

 

8

 

 
 
 

background image

 

9

 

 
 
 
 

background image

 

10

 

 
 
 
 

background image

 

11

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

 

12

 

 
 
 
 

background image

 

13

 

 
 
 

background image

 

14

 

 
 
 

background image

 

15

 

 
 
 

background image

 

16

 

 
 
 
 

background image

 

17

 

 
 
 

background image

 

18

 

 
 
 

background image

 

19

 

 
 
 
 
 

background image

 

20

 

 
 

background image

 

21