AKDEMIA  GÓRNICZO - HUTNICZA

WYDZIAŁ  WIERTNICTWA  NAFTY  i  GAZU

SPECJALNOŚĆ:

Inżynieria Gazownicza

LABORATORIUM  Z  GEOTECHNIKI

Temat: Oznaczenie maksymalnej i minimalnej gęstości objętościowej gruntów niespoistych.

                                                                                       Piotr Olkiewicz

Cel ćwiczenia:

              Oznaczenie maksymalnej i minimalnej gęstości objętościowej gruntów niespoistych (rd max, rd min).

Przyrządy pomiarowe:

Rysunek 1

Rysunek 2

              Do przeprowadzenia ćwiczenia użyliśmy następującego zestawu przyrządów:

·        naczynie metalowe z tłoczkiem o pojemności 500.0[cm3] (rys. 1),

·        metalowe widełki wibracyjne (rys. 2),

·        waga techniczna,

·        nóż o prostym ostrzu,

·        suwmiarka (pomiar głębokości).

Do badań użyliśmy uprzednio przygotowaną próbkę gruntu (wysuszoną do stałej masy w temperaturze 105 do 110°C).

Wykonanie oznaczenia:

              Próbkę gruntu przygotowaną jak powyżej wsypaliśmy do cylindra, po napełnieniu naczynia gruntem wyrównaliśmy powierzchnię równo z krawędzią cylindra za pomocą noża. Całość zważyliśmy następnie na powierzchni gruntu w naczyniu ułożyliśmy tłoczek i przeprowadziliśmy zagęszczanie gruntu. Zagęszczanie prowadziliśmy przez 1 min, uderzając widełkami wibracyjnymi o ścianki naczynia, początkowo lekko i wolno, a następnie szybko i silnie.Za dobrze zagęszczony grunt, można było uznać grunt, jeżeli przez trzy kolejne 30s zagęszczania pomiary suwmiarką zagłębienia tłoka nie wykazują zmian. Dla tego stanu gruntu wyznaczyliśmy w cm3, wartość zmniejszenia objętości gruntu (DV) w naczyniu przy zagęszczeniu, wg wzoru:

w którym:

              A - pole przekroju poprzecznego wnętrza naczynia (w cm2),

              Dh – zmiana odległości górnej powierzchni tłoczka od górnej krawędzi naczynia powstała w wyniku zagęszczenia gruntu w cylindrze (w cm).

Dla każdej próbki wykonaliśmy:

Ø     5 niezależnych oznaczeń wartości ms,

Ø     3 niezależne oznaczenia DV dla maksymalnego zagęszczenia grunt

Gęstość objętościową szkieletu gruntu obliczamy dla dwóch przypadków:

a)     przy najluźniejszym ułożeniu ziaren (rd min)

gdzie:

          mst - masa naczynia z gruntem, g,

          mt – masa naczynia, g,

          V – objętość naczynia, cm3,

b)    przy najgęściejszym ułożeniu ziaren (rd max),

Wyniki pomiarów i obliczeń:

Dane pomiarowe:

Ø     masa naczynia (pustego, bez tłoczka)   mt = 1276,5 [g]

Ø     grubość tłoczka h2 = 16 [mm],

Jako miarodajne wartości należy przyjąć:

-         najniższą z 5 oznaczeń wartość rd min = 1,51 [g/cm3]

-         najwyższą z 3 oznaczeń wartość rd max = 1,71 [g/cm3]

Wnioski:

Po przeprowadzeniu ćwiczenia i wykonaniu obliczeń stwierdziliśmy, że otrzymane wyniki pokrywają się z danymi tablicowymi dla piasków niespoistych. Rozbieżności między wynikami, według nas mogą być spowodowane niejednakowym ułożeniem ziaren podczas kolejnych napełnień co wpływało na różne masy zawarte w naczyniu o  stałej objętości.