Badanie wilgotności optymalnej gruntu, maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego oraz wskaźnika zagęszczenia
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. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego posłużyć może do wyznaczenia innego bardzo ważnego parametru – wskaźnika zagęszczenia IS, charakteryzującego jakość zagęszczenia gruntu w nasypie. Wskaźnik zagęszczenia IS to stosunek gęstości objętościowej szkieletu gruntowego w nasypie rd do maksymalnej wartości gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds, uzyskanej w warunkach laboratoryjnych. Porównujemy tutaj zagęszczenie gruntu w nasypie do maksymalnego zagęszczenia tego samego gruntu, uzyskanego w warunkach laboratoryjnych. Wartość IS zbliżona do jedności świadczy o dobrej jakości zagęszczenia nasypu.
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.
...
e-lola