Instytut Geotechniki i Hydrotechniki Politechnika Wrocławska

Zakład Mechaniki Gruntów Wydział: BLiW

1. SPRAWOZDANIE

Z „MECHANIKI GRUNTÓW”

BADANIE MAKROSKOPOWE .

Wykonał :

Rok akademicki : 1998/99 Marek Turczyn

Semestr zimowy 5 Gr . 4 rok 3

Prowadzący : dr H . Konderla

Celem ćwiczenia były badania makroskopowe i analiza granulometryczna .

1.Podstawowe pojęcia .

Grunt budowlany - zgodnie z normą PN-86/B-02480 , uznaje się tę część skorupy ziemskiej która współpracuje lub może współpracować z obiektem budowlanym stanowi jego element lub służy jako tworzywo do wykonania z niego budowli ziemnych .

Frakcja uziarnienia - jest to zbiór wszystkich ziarn (cząstek) gruntu nieskalistego o średnicach zastępczych znajdujących się w określonym zakresie wielkości .

Średnica zastępcza - jest to średnica cząstki kulistej o tej samej gęstości właściwej co cząstka gruntowa , opadająca w wodzie z taką samą prędkością jak rzeczywista cząstka gruntowa .

Badania makroskopowe - mają na celu określenie nazwy , rodzaju gruntu i niektórych jego cech fizycznych bez pomocy przyrządów .Najczęściej obejmują określenie rodzaju i nazwy gruntu ,jego barwy i wilgotność oraz zawartość węglanu wapnia . Próbki do badań makroskopowych pobiera się z każdej warstwy gruntu różniącej się rodzajem lub stanem , nie rzadziej niż jeden metr głębokości .

Rodzaje pobieranych próbek gruntu :

• o naturalnej strukturze ( NNS )

• o naturalnej wilgotności ( NW )

• o naturalnym uziarnieniu (NU)

Oznaczenie nazwy gruntów sypkich .

Do gruntów sypkich zalicza się grunty drobnoziarniste niespoiste oraz grunty gruboziarniste zawierające do 2% frakcji iłowej :

• piasek gruby

• piasek średni

• piasek drobny

• piasek pylasty

Oznaczenie nazwy gruntów spoistych .

Rodzaj gruntów spoistych zależy przede wszystkim od zawartości w nich frakcji iłowej , a nazwa zależy od zawartości frakcji pyłowej i piaskowej :

• grunty mało spoiste frakcji iłowej do 10%

• grunty średnio spoiste frakcji iłowej 10-20%

• grunty zwięzło spoiste frakcji iłowej 20-30%

• grunty bardzo spoiste frakcji iłowej ponad 30%

2.Opis przeprowadzonych badań .

Próba wałeczkowania

1) Ze środka większej bryły gruntu bierze się grudkę gruntu o wilgotności naturalnej .

2) Z grudki usuwa się ziarna żwirowe i formuje palcami kuleczkę średnicy 7 mm .

3) Z kuleczki formuje się wałeczek na wyprostowanej lewej dłoni , prawą nieznacznie naciskając grunt i przesuwając wzdłuż lewej z szybkością około 2 razy na sekundę .

4) Czynność tę prowadzi się do momentu , aż wałeczek osiągnie jednakową na całej długości średnicę 3 mm .

5) Jeśli wałeczek nie wykazuje spękań i nie łamie się przy podniesieniu go w palcach do góry

zgniata się go , ponownie formuje kuleczkę i wałeczkuje od nowa .

6) Kolejne czynności wałeczkowania do średnicy 3 mm i formowanie kuleczki wykonuje się tak długo , aż wałeczek po uzyskaniu średnicy 3 mm rozsypuje się lub zaczyna pękać .

7) W czasie wałeczkowania gruntu obserwuje się :

• rodzaj spękań

• zmiany wyglądu wałeczka

8) Charakter spękań oraz wygląd wałeczka pozwala na określenie rodzaju gruntu spoistego .

9) Próbę wałeczkowania przeprowadza się na co najmniej 2 grudkach gruntu .

Próba rozmakania .

1. Próbkę umieszcza się na siatce o wymiarach oczek kwadratowych 5 mm i zanurza w całości w zlewce z wodą destylowaną

2. Mierzy się czas rozmakania grudki od chwili zanurzenia w wodzie aż do momentu przeniknięcia jej przez oczka siatki w wyniku .

3. Czas rozmakania zależy od zawartości frakcji iłowej w próbce , pozwala na zaliczenie jej do odpowiedniego rodzaju gruntu .

Próba rozcierania .

1. Grudkę gruntu przeznaczonego do badań rozciera się między dwoma palcami zanurzonymi w wodzie .

2. Podczas tego rozcierania określa się rodzaje i nazwy gruntów w zależności od zawartości frakcji piaskowej :

• grunty piaszczyste

• grunty pośrednie

• grunty pylaste

Określanie barwy gruntu .

Barwę gruntu określa się na przełamie bryłki gruntu o wilgotności naturalnej . Określenie barwy może być kilkuczłonowe , najpierw podaje się intensywność i odcień barwy , następnie barwę podstawową .

Określanie zawartości węglanu wapnia .

Zawartość węglanu wapnia określa się na podstawie obserwacji reakcji gruntu po skropieniu go 20% roztworem kwasu solnego :

• jeśli grunt burzy się intensywnie i długo ; silnie wapnisty 4 klasa

• jeśli grunt burzy się intensywnie , lecz krótko ; wapnisty 3 klasa

• jeśli grunt burzy się słabo i krótko ; słabo wapnisty 2 klasa

• jeśli grunt nie burzy się , wykazuje tylko ślady reakcji ; bezwapnisty 1 klasa

Określanie wilgotności gruntu .

Wilgotność dla gruntów spoistych :

• suchy , grudka gruntu przy zginaniu pęka , po rozdrobnieniu daje suchy proszek

• mało wilgotny , grudka gruntu przy zginaniu odkształca się plastycznie lecz papier lub ręka przyłożona do gruntu nie jest wilgotna

• wilgotny grudka gruntu przyłożona do papieru lub ręki zostawia wilgotny ślad

• mokry przy ściskaniu grudki gruntu w dłoni z gruntu odsącza się woda

• nawodniony , z gruntu płynnego lub nasyconego wodą woda odsącza się grawitacyjnie

Wilgotność dla gruntów sypkich :

• suchych , nie wykazuje śladów wilgoci

• wilgotny , zostawia ślady na papierze lub dłoni

• nawodniony , woda odsącza się samoczynnie

Określenie stanów gruntów spoistych .

Wyróżnia się 6 stanów gruntu :

• zwarty

• półzwarty

• twardoplastyczny

• plastyczny

• miękkoplastyczny

• płynny

Analiza granulometryczna .

Analizę granulometryczną wykonuje się w celu wyznaczenia procentowej zawartości występujących w nich poszczególnych frakcji . Pozwala to w końcowym efekcie na wykreślenie krzywej uziarnienia oraz ustalenie rodzaju i nazwy badanego gruntu .Analizy te

wykonuje się metodami mechanicznymi (analiza sitowa ) oraz metodami sedymentacyjnymi (analiza aerometryczna i pipetowa ).

Analiza sitowa .

Stosujemy tą metodę jeśli prawie wszystkie ziarna w gruncie mają wymiary ponad 0,06 mm . Polega na określeniu składu granulometrycznego gruntu przez rozdzielenie poszczególnych frakcji w wyniku rozsiewania próbki na znormalizowanych sitach .

Analiza aerometryczna .

Analiza aerometryczna jest analizą sedymentacyjną , w której prędkość opadania cząstek gruntowych w środowisku wodnym oznaczana jest przez pomiar zmian gęstości odnośnej zawiesiny za pomocą aerometru . Służy ona do oznaczania zawartości cząstek o średnicach zastępczych mniejszych od 0,06 lub 0,074 mm gruntów spoistych .

Analiza pipetowa.

Jest stosowana do określania zawartości frakcji pyłowej i iłowej w gruncie . Cząstki gruntu o określonej średnicy wymagają jakiegoś czasu aby przebyć określoną drogę od powierzchni zawiesiny . Po upływie czasu od momentu wstrząśnięcia zawiesiny w cylindrze wszystkie cząstki o średnicy większej od określonej będą znajdować się poniżej pewnej głębokości od powierzchni cieczy , a do tej głębokości mogą znajdować się cząstki o określonej średnicy lub o średnicy mniejszej od niej w takim stężeniu w jakim znajdowały się na początku analizy w całej zawiesinie . Jeśli więc w tym momencie z głębokości cieczy pobierze się próbę zawiesiny o danej objętości i oznaczy w niej masę suchych cząstek gruntowych , to po przeliczeniu na całą pierwotną objętość zawiesiny otrzyma się w badanej próbce gruntu procentową zawartość cząstek o określonych wymiarach .

3. Określenie rodzaju gruntu .

Próbka gruntu spoistego : barwa - brunatna z przebarwieniami szarości , pomarańczu i czerni ;

nie zawiera węglanu wapnia ; grunt mało wilgotny ; twardoplastyczny ; wałeczek pęka jest cały czas matowy .

Próbka gruntu niespoistego : barwa - pomarańczowo brązowa , nie zawiera węglanu wapnia ; suchy ;

4. Wnioski .

Po przeprowadzonych badaniach można stwierdzić że gruntem spoistym jest glina piaszczysta ,

a gruntem niespoistym jest piasek drobnoziarnisty .