Łódź, dnia 20.04.2009r
LABORATORIUM MECHANIKI GRUNTÓW
Ćwiczenie nr 4
BADANIE ZAGĘSZCZALNOŚCI GRUNTU.
OZNACZENIE METODĄ PROCTORA WILGOTNOŚCI OPTYMALNEJ I MAKSYMALNEJ GĘSTOŚCI OBJĘTOŚCIOWEJ SZKIELETU GRUNTOWEGO.
Krystian Gogulski
Piotr Gładki
Paweł Fabijański
1. Teoria:
1.1. Wilgotnością optymalną nazywamy taką wilgotność, przy której w danych
warunkach ubijania można osiągnąć największe zagęszczenie gruntu.
1.2. Wskaźnik zagęszczenia gruntu (Is) jest to stosunek gęstości objętościowej
szkieletu gruntowego (ρd) do maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu
gruntowego (ρds.). Jest to parametr charakteryzujący jakość zagęszczenia
gruntu w nasypie. Is zbliżone do jedności świadczy o dobrej jakości
zagęszczenia.
1.3. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego jest to stosunek masy
szkieletu gruntowego do objętości gruntu.
Gęstość objętościową szkieletu gruntowego oblicza się ze wzoru:
ρ - gęstość objętościowa gruntu
w - wilgotność próbki
2. Cel ćwiczenia:
2.1. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wilgotności optymalnej gruntu.
Określić wskaźnik zagęszczenia gruntu i porównać go z
projektowanym wskaźnikiem.
3. Wykonane czynności:
wyznaczenie objętości cylindra z aparatu Proctora.
Została zmierzona średnica i wysokość cylindra w trzech miejscach
Wysokość [cm]: H1=9.969 ; H2=9,945 ; H3=9,933 ⇒ Hsr= 9,949
Średnica [cm]: D1=11,271 ; D2=11,275 ; D3=11,291 ⇒ Dsr= 11,279
Objętość [cm3]: Vcyl = 
Vcyl = 994,055
ubijanie gruntu w aparacie Proctora według metody I.
Po każdym ubiciu gruntu, nadmiar gruntu ponad powierzchnie cylindra zostawał zebrany, następnie cylinder z gruntem był ważony. Po ważeniu pobrane były trzy próbki: z góry, z dołu i z środka cylindra w celu określenia wilgotności gruntu. Następnie zwiększona zostawała wilgotność gruntu poprzez dolanie do niego 80 cm3 wody. Po czym czynności te zostawały powtórzone. Wykonano pięć prób.
wyznaczenie wilgotności pobranych próbek w pięciu cyklach:
W401=((117,44-115,68)/( 115,68-63,21))100 = 3,35[%]
w479=((115,15-112,78)/( 112,78-65,42))100 = 5,00[%]
w452=((113,70-110,88)/( 110,88-67,61))100 = 6,52[%]
w485=((107,11-103,97)/( 103,97-65,21))100 = 8,10[%]
w706=((120,07-115,13)/( 115,13-62,67))100 = 9,42[%]
Oznaczenie Parowniczki |
Masa parowniczki mt [g] |
Masa parowniczki z wilgotnym gruntem mmt [g] |
Masa parowniczki z wilgotnym gruntem mst [g] |
Wilgotność gruntu [%] |
401 (cykl1) |
63,21 |
117,44 |
115,68 |
3,35 |
479 (cykl 2) |
65,42 |
115,15 |
112,78 |
5,00 |
452 (cykl 3) |
67,61 |
113,70 |
110,88 |
6,52 |
485 (cykl 4) |
65,21 |
107,l1 |
103,97 |
8,10 |
706 (cykl 5) |
62,67 |
120,07 |
115,13 |
9,42 |
wyznaczenie gęstości objętościowej gruntu w pięciu cyklach:
Mcyl = 1140 [g]
Vcyl = 994,055 [cm3]
Numer cyklu |
Masa cylindra z zagęszczonym gruntem Mcg [g] |
Gęstość objętościowa gruntu ρ [g/cm3] |
Wilgotność gruntu [%]
|
Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego ρd [g/cm3] |
1 |
2880 |
1,75 |
3,35 |
1,693 |
2 |
2915 |
1,79 |
5,00 |
1,705 |
3 |
2956 |
1,83 |
6,52 |
1,718 |
4 |
3001 |
1,87 |
8,10 |
1,730 |
5 |
3093 |
1,96 |
9,42 |
1,791 |
wyznaczenie krzywej dla Sr=1
ρs= 2,65 [g/cm3]
ρw= 1,0 [g/cm3]
Wilgotność gruntu [%] |
ρd [g/cm3] |
10 |
2,10 |
11 |
2,06 |
12 |
2,02 |
13 |
1,98 |
14 |
1,94 |
Wartości na osi pionowej wykresu odpowiadają wartościom gęstości objętościowej szkieletu gruntowego a na osi poziomej wartościom wilgotności, wzięte z tabelki powyżej. Wszystkie wartości zostały naniesione na wykres w odpowiedniej skali.
na podstawie sporządzonego wykresu (ρd - w)
- ρds. = 1,791 [g/cm3]
- wopt = 9,42 [%]
policzenie ρdn dla próbki z nasypu:
wn = 9,9 [%]
ρn = 1,78 [g/cm3]
ρdn = 1,62 [g/cm3]
policzenie rzeczywistego wskaźnika zagęszczenia Isrzecz :
Isrzecz = 0,994
porównanie obliczonego wskaźnika zagęszczalności ze wskaźnikiem projektowanym
Isrzecz = 0,994 > Isproj = 0,96
obliczenie jednostkowej energii zagęszczenia:
Mubijaka=2,5[kg]
h = 0,32 [m]
Vcyl= 994,055 [cm3]
=
= 0,59[J/cm3]
3. Wnioski:
Rzeczywisty wskaźnik zagęszczenia gruntu jest większy od projektowanego wskaźnika zagęszczenia gruntu, wynika z tego, że nasyp jest prawidłowo zagęszczony.