SPOISTOŚĆ: Stan gruntu spoistego określa parametr zwany stopniem plastyczności IL. Granica plastyczności (wp) jest to wilgotność jaką ma grunt na granicy stanu półzwartego i twardoplastycznego. Przy tej wilgotności wałeczek gruntu, podczas jego wałeczkowania na dłoni, pęka po osiągnięciu średnicy 3mm lub podniesiony za jeden koniec rozpada się na części. Granicą płynności (wL) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu miękkoplastycznego i płynnego. Przyjmuje się, że granicy płynności odpowiada wilgotność gruntu, przy której bruzda wykonana w paście gruntowej umieszczonej w miseczce aparatu Casagrande'a, łączy się na długości 10 mm i wysokości 1 mm przy 25-tym uderzeniu miseczki o podstawę aparatu, w warunkach oznaczania określonych normą PN-88/B-04481. Granicą skurczalności (ws) nazywa się wilgotność gruntu na granicy stanu zwartego i półzwartego, przy której grunt pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swojej objętości i jednocześnie zaczyna zmieniać barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy. Spoistość gruntu określa parametr zwany wskaźnikiem plastyczności Ip GĘSTOŚCI: Gęstością objętościową (ρ) gruntu nazywa się stosunek masy próbki gruntu (w stanie naturalnym) do jej objętości. ρ - gęstość objętościowa [t/m3, g/cm3], mm - masa próbki gruntu w stanie naturalnym [t, g], V - objętość badanej próbki gruntu [m3, cm3] Gęstość objętościowa jest jednym z parametrów charakteryzujących strukturalno-teksturalne właściwości gruntów. Jej wartość zależy od składu mineralnego, porowatości i wilgotności gruntów. W zależności od rodzaju gruntu oraz stanu i wielkości próbki, przeznaczonej do badań, przy oznaczaniu gęstości objętościowej gruntu stosuje się jedną z czterech metod: 1. metodę pierścienia tnącego, 2.metodę rtęciową, 3.metodę wyporu hydrostatycznego (parafinowania), 4.metodę oznaczania gęstości objętościowej w cylindrze. Pierwsze trzy metody stosuje się przy badaniu gruntów spoistych, drugą i trzecią również dla gruntów skalistych, metodę czwartą - przy badaniu gruntów niespoistych. Spośród wymienionych powyżej metod oznaczania gęstości objętościowej metoda pierścienia tnącego jest metodą najprostszą, najszybszą i przy dokładnym wykonaniu oznaczenia pozwala również na uzyskanie bardzo dokładnych wyników. Należy więc ją stosować zawsze tam, gdzie rodzaj, stan gruntu oraz jego ilość na to pozwalają. Gęstością właściwą (ρs) szkieletu gruntowego nazywamy stosunek masy szkieletu gruntowego do jego objętości. ρs - gęstość właściwa szkieletu gruntowego [g/cm3, t/m3], ms - masa szkieletu gruntowego [g, t], Vs - objętość szkieletu gruntowego [cm3, m3]. Gęstość właściwa szkieletu gruntowego zależy od składu mineralnego gruntu i domieszek, które zawiera. Parametr ten oznaczamy dwiema metodami, przy czym wybór metody zależy od rodzaju gruntu: - metoda piknometru (dla gruntów nie zawierających soli mineralnych rozpuszczalnych w wodzie), - metoda kolby Le Chateliera (dla gruntów zawierających sole mineralne rozpuszczalne w wodzie i gruntów organicznych). Wilgotnością naturalną (wn) nazywamy stosunek masy wody zawartej w danej próbce gruntu w warunkach naturalnych do masy szkieletu gruntowego tej próbki. wn - wilgotność naturalna [% lub liczba bezwzględna], mw - masa wody zawarta w próbce [g], ms - masa szkieletu gruntowego [g]. Masę szkieletu gruntowego uzyskuje się poprzez suszenie próbki w temperaturze 105 - 110oC. Zakładamy, że w tej temperaturze grunt traci całą wodę wolną. Gęstością objętościową szkieletu grunt. (ρd)nazywamy stosunek masy szkieletu gruntowego do objętości całej próbki. ρd=ms/V.
|
|
|
STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA: Stopniem zagęszczenia nazywa się stosunek zagęszczenia istniejącego w warunkach naturalnych do największego możliwego zagęszczenia danego gruntu: W zależności od wartości stopnia zagęszczenia wyróżniamy następujące stany gruntów niespoistych: - luźny, w skrócie ln, przy ID <= 0,33; - średnio zagęszczony, szg, przy 0.33 < ID<= 0,67; - zagęszczony, zg, przy 0,67 < ID <= 0,80; - bardzo zagęszczony, bzg, przy ID> 0,80. Wartość tę wyznacza się w celu określenia nośności gruntu. WILGOTNOŚĆ OPTYMALNA: Wilgotnością optymalną gruntu wopt nazywamy taką wilgotność, przy której grunt daje się najbardziej zagęścić. Parametrem decydującym o jakości zagęszczenia gruntu jest gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρd. Zatem wilgotność optymalna to taka wilgotność, przy której gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρd jest największa. Wskaźnik zagęszczenia IS to stosunek gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nasypie ρd do maksymalnej wartości gęstości objętościowej szkieletu gruntowego ρds, uzyskanej w warunkach laboratoryjnych. Porównujemy tutaj zagęszczenie gruntu w nasypie do maksymalnego zagęszczenia tego samego gruntu, uzyskanego w warunkach laboratoryjnych. Wartość IS zbliżona do jedności świadczy o dobrej jakości zagęszczenia nasypu. Wilgotność optymalną wopt i maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego ρds oznacza się w aparacie Proctora, według metod opracowanych przez Proctora, polegających na ubijaniu kilku warstw gruntu w cylindrze określoną energią. Ważne jest, aby warunki zagęszczenia w aparacie Proctora odpowiadały warunkom zagęszczenia nasypu w skali naturalnej. ŚCIŚLIWOŚĆ GRUTNU: Ściśliwością gruntu nazywamy zdolność gruntu do zmniejszania swojej objętości pod wpływem obciążenia. Badanie ściśliwości w laboratorium wykonuje się w aparacie zwanym edometrem, dlatego też parametr uzyskany w wyniku tego badania nazywa się edometrycznym modułem ściśliwości. Zależność między obciążeniem a odkształceniem jest funkcją wyższego rzędu, ilustracją której jest krzywa ściśliwości. Konsolidacja - proces zmiany objętości gruntu w czasie, zachodzący w wyniku wypływania wody z porów pod wpływem przyłożonego obciążenia. ŚCINANIE GRUNTU: Wytrzymałością gruntu na ścinanie nazywamy opór, jaki stawia grunt naprężeniom stycznym w rozpatrywanym punkcie ośrodka. Po pokonaniu oporu ścinania następuje poślizg pewnej części gruntu w stosunku do pozostałej. wzór: f=σ n tg +c. f - wytrzymałość na ścinanie [kPa], n - naprężenia normalne do płaszczyzny ścinania [kPa], - kąt tarcia wewnętrznego [o] , c - spójność [kPa]. W przypadku ścinania gruntów o strukturze ziarnistej mamy do czynienia z oporem tarcia suwnego i obrotowego. Opór ten nazywamy oporem tarcia wewnętrznego. Wielkość ta zależy od rodzaju gruntu (wymiaru i kształtu ziaren, pochodzenia gruntu). Dla danego gruntu wartość tarcia wewnętrznego zależy od: porowatości, wilgotności, ciśnienia wody w porach. Spójność gruntu (kohezja) jest to opór gruntu stawiany siłom zewnętrznym wywołany wzajemnym przyciąganiem się cząstek składowych gruntu. Występuje w gruntach spoistych. Zależy od średnicy ziaren, wilgotności, genezy i składu mineralnego. W sensie matematycznym równanie Coulomba jest równaniem prostej nachylonej pod kątem tarcia wewnętrznego do osi odciętych i wyznaczającej na osi rzędnych wartość oporu spójności c.
|