labor4.docx

(20 KB) Pobierz

Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny

Wydział Budownictwa i Architektury

 

 

 

 

 

Sprawozdanie z ćwiczenia laboratoryjnego

z mechaniki gruntów

 

 

Ćwiczenie numer 4

Wytrzymałość gruntu na ścinanie.

Gęstość objętościowa, gęstość właściwa szkieletu, wilgotność naturalna, gęstość objętościowa szkieletu gruntowego.

 

 

 

Rok II

Semestr I

Grupa 7

Wykonał:

Grzegorz Skorupiński


1.       WZORY:

Wytrzymałość gruntu na ścinanie:  τf=σntanΦ+c

Naprężenie normalne: σ=PA

Naprężenie ścinające: τ=TA

Odkształcenie dynamometru pionowego: ln=σn∙Ac2

Odkształcenie dynamometru poziomego: pn=τn∙Ac1

Gęstość objętościowa: ρ=mmV

Gęstość właściwa: ρs=msVs

Wilgotność naturalna: wn=mwms∙100%

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego: ρd=msV

2.       WYTRZYMAŁOŚĆ GRUNTU NA ŚCINANIE:
 

2.1. Analiza makroskopowa gruntu:

Analizowanym gruntem jest piasek średni – grunt mineralny niespoisty. Pozostawione ślady na dłoniach wskazują na to że grunt jest wilgotny (świadczy o tym również ciemniejsza barwa gruntu).
 

2.2. Obliczenia:

Stała dynamometru pionowego: c2=2,21kNmm

Stała dynamometru poziomego: c1=2,00kNmm

Powierzchnia ścięcia: A=64cm2=0,0064m2

Przykładowe obliczenie pionowej siły działającej na próbkę:

P1=σ1∙A=50kPa∙0,0064m2=0,32kN

Przykładowe obliczenie odkształcenia dynamometru pionowego:

l1=σ1∙Ac2=50∙0,00642,21=0,145mm

Przykładowe obliczenie naprężenia ścinającego:

τ1=p1c1A=0,1mm∙2kNmm0,0064m2

Przykładowe obliczenie siły ścinającej działającej na próbkę:

T1=τ1∙A=31,25kNm2∙0,0064m2=0,2kN

Spójność dla gruntu niespoistego: c=0

Kąt tarcia wewnętrznego: ϕ=32,5°

 

2.3. Tabela z otrzymanymi wartościami w załączniku (Tabela 1.)

 

2.4. Wykres wytrzymałości gruntu na ścinanie w załączniku (Wykres 1.)


2.5. Wnioski:

Teoretyczny kąt tarcia wewnętrznego wg normy PN-81/B-03020-3 dla piasku średniego (stopień zagęszczenia 0.2÷1.0) zawiera się w przedziale 30÷35°. W doświadczeniu otrzymałem wartość mieszczącą się w normowym przedziale (32,5°).

 

2.6. Uwagi:

Badania wykonywane były aparatem bezpośredniego ścinania.

Wady aparatu:

- wymuszona powierzchnia cięcia

- koncentracja naprężeń rozkłada się po narożach skrzynki

- różne powierzchnie ścięcia przy różnych obciążeniach (różnice od 0% do 10%)

 

3.       GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA GRUNTU:

 

3.1. Analiza makroskopowa gruntu:

Gruntem na którym przeprowadzane było oznaczenie gęstości objętościowej była glina pylasta, średnio-spoista, twardoplastyczna o barwie ciemnobrązowej.

 

3.2. Obliczenia:

ρ1=mm1V=144,466,33=2,18gcm3

ρ2=mm2V=146,666,33=2,21gcm3

ρ=2,18+2,212=2,195gcm3

 

3.3. Tabela z otrzymanymi wartościami w załączniku (Tabela 3.)

 

4.       GĘSTOŚĆ WŁAŚCIWA SZKIELETU GRUNTOWEGO:

 

4.1. Analiza makroskopowa gruntu:

Oznaczenie gęstości szkieletu gruntowego przeprowadzone było na piasku średnim, suchym o barwie brązowożółtej.

 

4.2. Obliczenia:

Przykładowe obliczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego:

ρs=mgt-mtmwt+mgt-mt-mwgt

ρs=160,5-110,5309,3+160,5-110,5-340,2=2,62gcm3

ρs=2,605gcm3

 

4.3. Tabela z otrzymanymi wartościami w załączniku (Tabela 2.)

 

5.       WILGOTNOŚĆ NATURALNA GRUNTU:

 

5.1. Analiza makroskopowa gruntu:

Gruntem na którym przeprowadzane było oznaczenie wilgotności była glina pylasta, średnio-spoista, twardoplastyczna o barwie ciemnobrązowej.

 

5.2. Obliczenia:

Masa wody: mw=mmt-mst

mw1=

mw2=

Masa szkieletu: ms=mst-mt

ms1=

ms2=

Wilgotność: w=mwms∙100%

w1=

 

w2=

 

w=

 

5.3. Tabela z otrzymanymi wartościami w załączniku (Tabela 3.)

 

6.       GĘSTOŚĆ OBJĘTOŚCIOWA SZKIELETU GRUNTOWEGO:

 

6.1. Analiza makroskopowa gruntu:

Gruntem na którym przeprowadzane było oznaczenie gęstości objętościowej szkieletu gruntowego była glina pylasta, średnio-spoista, twardoplastyczna o barwie ciemnobrązowej.

 

6.2. Obliczenia:

Gęstość objętościowa szkieletu: ρd=ρ1+w

ρd1=

 

ρd2=

 

ρd=

 

7.       WNIOSKI DO PUNKTÓW 3-6:

Normowa (PN-81/B-03020) wartość gęstości objętościowej dla gliny pylastej w stanie twardoplastycznym wynosi 2,10 g/cm3, wilgotność zaś 20%. Wartości obliczone przeze mnie na podstawie badań nieco się różnią od wartości określonych w normie. Niezgodność ta najprawdopodobniej spowodowana jest błędną analizą makroskopową, bądź niedokładnymi pomiarami.

Wynik oznaczenia gęstości właściwej szkieletu gruntu niespoistego można uznać za zadowalający ponieważ obliczona wartość różni się tylko o 0,045 g/cm3 od normowej (2,65 g/cm3). Można zatem stwierdzić że zarówno badanie jak i analiza makroskopowa zostały wykonane poprawnie.

Zgłoś jeśli naruszono regulamin