1
1
WYTRZYMAŁOŚC GRUNTU na
WYTRZYMAŁOŚC GRUNTU na
ŚCINANIE
ŚCINANIE
nośność gruntu
nośność gruntu
CBR
–
Kalifornijski wskaźnik nośności
– znany w obowiązujących
normach jako
wskaźnik nośności gruntu w
noś
– wyznaczony
laboratoryjnie dla
wszystkich gruntów budowlanych
– wykres
w
noś
gruntów w
zależności
od
ich wilgotności
(warunków
hydrologicznych, w jakich
znajdować się będzie
badany grunt)
miarodajna wartość
w
noś
w
m
w
1
w
2
w
3
w
opt
wilgotność
[%]
miarodajny
w
noś
wskaźnik
nośności
W Próbie Proctora – wyznacza się
w
opt
2
2
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
METODĄ
METODĄ
CBR
CBR
CBR
California Bearing Ratio –
Kalifornijski
wskaźnik nośności
· w 1938 r. oficjalnie uznany za metodę
oznaczania
nośności podłoża
gruntowego
· dostosowano go do warunków polskich
3
3
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
METODĄ CBR
METODĄ CBR
- (cd)
- (cd)
CBR – Kalifornijski wskaźnik nośności
―
ideą metody był pomiar oporu gruntu przy
wciskaniu w
niego trzpienia stalowego
przez nawierzchnię
―
ideę tę starano się zachować w konstrukcji
aparatu i
metodzie badania
―
metoda CBR służy do
wyznaczania grubości
nawierzchni
w zależności od nośności
podłoża gruntowego
―
szeroko stosowany w budownictwie drogowym
i kolejowym ze względu na swoje zalety
4
4
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -
KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -
definicja
definicja
P –
obciążenie, które trzeba zastosować, aby trzpień w
kształcie
wydłużonego sworznia o powierzchni 3
cale kwadratowe wcisnąć w odpowiednio
przygotowaną próbkę gruntu do głębokości 0,1” z
prędkością 0,05” na minutę
P
s
–
obciążenie standardowe
P
s
– jest wartością stałą, odpowiadającą obciążeniu,
jakie było
potrzebne, aby taki sam trzpień, z taką
samą prędkością i na tę
samą głębokość wcisnąć w
materiał wzorcowy, którym jest
tłuczeń standardowo
zagęszczony
.
CBR = ( P / P
s
)
100 [%]
5
5
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -
KALIFORNIJSKI WSKAŹNIK NOŚNOŚCI -
definicja
definicja
Penetracja
Znormalizowa
ny nacisk
Siła działająca
na trzpień o
powierzchni 3
cale
kwadratowe
cale
mm
funt/cal
2
MN/m
2
funty
kN
0,1
2,54
1000
7,0
3000
13,60
0,2
5,08
1500
10,5
4500
20,41
0,3
7,62
1900
13,4
5700
25,85
0,4
10,16
2300
16,2
6900
31,29
0,5
12,70
2600
18,2
7800
35,38
Standardowe naciski
CBR dla ubitego tłucznia
6
6
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
METODĄ CBR - (cd)
METODĄ CBR - (cd)
Zalety metody CBR
:
• grubości wyznaczana metodą CBR są zgodne z
grubościami istniejących nawierzchni w
dobrym stanie technicznym
• jest metodą stosunkowo szybką, wymaga
prostych przyrządów i może być zastosowany
dla każdego gruntu
• określa nośność gruntu w niekorzystnych
warunkach
nasycenia wodą
(próbka jest
nasycana wodą w ciągu 4 dni)
• badania modelowe przeprowadza się w
warunkach
zbliżonych do pracy podłoża
• służy do wymiarowania nowych, jak również
do obliczania wzmocnienia istniejących
nawierzchni
7
7
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
WYZNACZANIE NOŚNOŚCI GRUNTU
METODĄ CBR - (cd)
METODĄ CBR - (cd)
Nomogram do wyznaczania
grubości warstw
nawierzchni drogowej wg CBR;
krzywe
A, ... F,
oznaczają
liczbę pojazdów porównawczych
zgodnie z tablicą
Liczba
pojazdów
porównawcz
ych
na dobę
Oznaczenie krzywej
A B
C
D
E
F
Liczba pojazdów na
dobę o nacisku koła
3 tony
0
1
5
1
5
4
5
45
15
0
15
0
45
0
450
150
0
1500
4500
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
2
3
4 5 6 7 8 10
15 20
30 40 5060 80100
150
10
15
5
20
25
30
35
40
45
50
0
55
60
65
70
75
80
CBR
- kalifornijski wskaźnik nośności w [%]
G
ru
b
o
ść
n
a
w
ie
rz
ch
n
i
d
ro
g
o
w
y
ch
z
p
o
d
b
u
d
o
w
ą
[cal]
[cm]
A
B
C
D
E
F
8
8
METODA CBR dostosowana do
METODA CBR dostosowana do
WARUNKÓW POLSKICH
WARUNKÓW POLSKICH
CBR = ( p / p
p
)
100 [%]
p
–
ciśnienie jakie jest potrzebne, aby zagłębić trzpień
ze znormalizowaną prędkością (1,25 mm/min) w
odpowiednio
przygotowaną próbkę gruntu na głębokość 2,5 mm
lub 5,0 mm,
p
p
–
ciśnienie porównawcze, które wynosi:
• przy wgłębianiu trzpienia na 2,5 mm - 70 kG/cm
2
(~7 MN/m
2
),
• przy wgłębieniu na 5,0 mm - 100 kG/cm
2
(~10
MN/m
2
).
Wartości
liczbowe wskaźnika
CBR
gruntu podłoża
nawierzchni
należy
ustalić laboratoryjnie
– zgodnie z obowiązującymi
normami i przepisami – a w przypadku braku
takich badań
można przyjmować
z dostateczną
dokładnością z
zestawienia tabelarycznego
.
9
9
CBR – DANE TABELARYCZNE
CBR – DANE TABELARYCZNE
Lp
Nazwa i pochodzenie gruntu
CBR
[%]
1
Pospółki i żwiry oraz rumosze skaliste o
wskaźniku
piaskowym
WP > 30
≥ 15
2
Piaski gruboziarniste WP > 30
13 ÷ 14
3
Piaski średnioziarniste WP > 30
12 ÷ 13
4
Piaski drobnoziarniste WP > 30
10 ÷ 11
5
Rumosze gliniaste, żwiry gliniaste i pospółki gliniaste
zawierające (5
÷
10)
% ziaren mniejszych od 0,02 mm
7 ÷ 9
6
Piaski pylaste WP > 25
9 ÷ 10
7
Piaski pylaste, piaski gliniaste, pyły piaszczyste itp.
zawierające (5
÷
10)
% ziaren mniejszych od 0,02 mm
5 ÷ 7
8
Mineralne pyły, pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny i iły
zawierające więcej niż 10
% cząstek mniejszych od 0,02 mm o
głębokim zaleganiu zwierciadła wody gruntowej ≤ 2,0 m i
przy dobrym uwodnieniu
3 ÷ 5
9
Mineralne pyły piaszczyste, piaski gliniaste, gliny i iły
zawierające >
10
% cząstek < 0,02 mm, o głębokości
zalegania wody gruntowej ≤ 2,0 m
2 ÷ 3
10
Grunty organiczne
≤ 2
Orientacyjne miarodajne wartości CBR podłoża
gruntowego
10
10
LABORATORYJNA METODA
LABORATORYJNA METODA
OZNACZANIA CBR
OZNACZANIA CBR
Współczynnik
CBR
określony jest w
obowiązujących normach jako
wskaźnik
nośności gruntu
w
noś
•
w celu jego określenia należy wyznaczyć
wilgotność optymalną badanego gruntu –
próba Proctora,
• następnie grunt przygotowuje się do prób
penetracji według ustalonej procedury,
• w czasie przeprowadzania próby penetracji
odnotowuje się wielkość siły powodującej
zagłębianie trzpienia na odpowiednią
głębokość i po odpowiednim czasie.
11
11
LABORATORYJNA METODA
LABORATORYJNA METODA
OZNACZANIA CBR
OZNACZANIA CBR
Aparat CBR
1) prasa,
2) pierścień
dynamometryczny z
czujnikiem,
3) znormalizowany trzpień
CBR,
4) wkładka wyrównująca,
5) cylinder (o pojemności
2,2 dm
3
),
6) nadstawa cylindra,
7) badanie pęcznienia
gruntu,
8) krążki o ciężarze 2,25 kg
każdy, służące jako
nadwaga
12
12
LABORATORYJNA METODA
LABORATORYJNA METODA
OZNACZANIA CBR
OZNACZANIA CBR
Wartość wskaźnika nośności gruntu oblicza się dla
sił,
które odpowiadają zagłębieniu trzpienia na 2,5 mm i
5,0 mm
i charakteryzują badany grunt.
100
5
2
5
2
,
S
,
noś
p
p
w
100
0
5
0
5
,
S
,
noś
p
p
w
gdzie:
p
2,5
;
p
5,0
– ciśnienie jakie jest potrzebne, aby zagłębić
trzpień
odpowiednio na głębokość 2,5
mm i 5,0 mm;
p
S2,5
; p
S5,0
– ciśnienie porównawcze (tab. – slide 18)
Większa wartość –
miarodajna wartość wskaźnika
nośności gruntu
Warunki hydrologiczne
Wilgotność miarodajna
Miejsca suche
wilgotność odpowiadająca 0,96
ds
wg próby
Proctora
Miejsca wilgotne z okresowym
dopływem wody
wilgotność odpowiadająca 0,94
ds
wg próby
Proctora
Miejsca wilgotne ze stałym dopływem
wody
wilgotność odpowiadająca 0,92
ds
wg próby
Proctora
Dane do ustalenia wilgotności miarodajnej
gruntu
Document Outline