Badanie wilgotności optymalnej gruntu,
maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego
OPIS TEORETYCZNY
Wilgotnością optymalną gruntu wopt nazywamy taką wilgotność, przy której grunt daje się najbardziej zagęścić. Parametrem decydującym o jakości zagęszczenia gruntu jest gęstość objętościowa szkieletu gruntowego rd. Zatem wilgotność optymalna to taka wilgotność, przy której gęstość objętościowa szkieletu gruntowego rd jest największa.
Wilgotność optymalną wopt i maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego rds oznacza się w aparacie Proctora, według metod opracowanych przez Proctora, polegających na ubijaniu kilku warstw gruntu w cylindrze określoną energią. Ważne jest, aby warunki zagęszczenia w aparacie Proctora odpowiadały warunkom zagęszczenia nasypu w skali naturalnej. W tym celu należy wybrać najbardziej odpowiednią metodę zagęszczania gruntu w laboratorium. Polska norma PN-88/B-04481 przewiduje cztery metody określania wilgotności optymalnej wopt i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds w aparacie Proctora. Warianty oznaczania tych parametrów przedstawia poniższa tabela.
Metoda
Cylinder
Rodzaj ubijaka
Liczba warstw
Liczba uderzeń
Wysokość opuszczania ubijaka [cm]
Jednostkowa energia zagęszczania [J/cm3]
Wymiar oczek sita do przesiewu [mm]
I
mały
lekki
3
25
32,0
0,59
6
II
duży
55
10
III
ciężki
5
48,0
2,65
IV
SPRZĘT DO BADANIA
Do badania wilgotności optymalnej i maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego służy aparat Proctora w wersji ręcznej lub mechanicznej (sposób zagęszczania gruntu).
Rys. 1. Aparat Proctora - wersja mechaniczna
Aparat Proctora wyposażony jest w dwa cylindry (mały i duży) oraz cztery ubijaki. Poniżej podaje się (za PN – 88/B – 04481) parametry cylindrów i ubijaków.
Rys. 2. Cylindry i ubijaki
Parametry cylindrów
Typ cylindra
wymiary
Objętość V [dm3]
Średnica wewnętrzna Dw [mm]
Średnica zewnętrzna Dz [mm]
Wysokość h [mm]
Mały
1 ± 0,003
112,8 ± 0,2
120 ± 0,5
100 ± 0,2
Duży
2,2 ± 0,006
152,4 ± 0,2
162 ± 0,5
120,6 ± 0,2
Parametry ubijaków
Typ ubijaka
Masa [kg]
Wysokość opadania [mm]
Średnica [mm]
Typ cylindra do badania
Lekki
2,5 ±0,005
320 ± 1
50,8 ± 0,2
76,8 ± 0,2
Cieżki
4,5 ± 0,005
480 ± 1
Prócz tego do badania potrzebne będą:
· sita o wymiarze oczek 6 lub 10mm (w zależności od metody badani),
· parownice,
· mała menzurka,
· waga,
· misa, łopatka.
CEL ĆWICZENIA
Celem ćwiczenia jest określenie wilgotności optymalnej wopt, maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds oraz wskaźnika zagęszczenia IS.
WYKONANIE BADANIA
· należy określić rodzaj badanego gruntu w wyniku przeprowadzonej analizy makroskopowej,
· próbkę gruntu przeznaczoną do badań wysuszyć na powietrzu. Masa próbki w stanie „powietrznosuchym” powinna wynosić ok. 3 kg na 1 dm3 użytego cylindra (w zależności od przyjętej metody),
· wybrać wariant metody badania według tabeli (w zależności od warunków zagęszczania gruntu na budowie),
...
e-lola