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=∆p1∙c1A=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.
dreamseller.pl