Skad granulometryczny gruntu. Klasyfikacje i nazewnictwo gruntów, Prezentacje z Geotechnical Engineering

Pobierz Skad granulometryczny gruntu. Klasyfikacje i nazewnictwo gruntów i więcej Prezentacje w PDF z Geotechnical Engineering tylko na Docsity!

Skad granulometryczny gruntu^ Granice konsystencji^ Klasyfikacje i nazewnictwo

gruntów

Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Skład granulometryczn Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

y^ gruntów

Skład mineralny gruntów zale

ży od minerałów buduj

ących ziarna i cząstki, z których składają^ się^ poszczególne grunty rozdrobnione: ¾ bloki, głazy skalne^ i^ ziarna

żwirowe , mają^ ten sam sk

ład mineralny co skały macierzyste. ¾ piaskowe^ składają^ się^

z kwarcu i krzemionki, s

ą^ dość^ odporne na wietrzenie chemiczne.^ Świeżo powsta

łe piaski mogą^ zawiera

ć^ ziarna skaleni, podatne na wietrzenie chemiczne. Znane s

ą^ piaski mikowe, gipsowe i wapienne. ¾^ cząstki pyłowe^ (m

ączka skalna) powstaj

ą^ wskutek tarcia i zaokr

ąglenia

krawędzi okruchów skalnych w czasie ich przenoszenia przez wod

ę^ i wiatr.

Świeżo odłożone pyły zawieraj

ą^ znaczną^ ilość^ cząstek skaleniowych lub mikowych, które szybko ulegaj

ą^ procesowi wietrzenia chemicznego i s

ą^ albo

wymywane^ lub^ pozostaj

ą^ jako^ cząstki^ iłowe^

tworząc^ pyły^ ilaste^ (gliny pylaste). ¾ cząstki iłowe^ składają

się^ przeważnie z minerałów^ iłowych,^

powstałych^ jak produkt chemicznego wietrzenia skalenilub mik.

Frakcja piaskowaFrakcja pyłowa Frakcja iłowa

Skład granulometryczn

y^ gruntów

Do oznaczania składu granulometrycznego (uziarnienia) gruntów stosuje si

ę

dwie metody:^ Sitową^ dla^ żwirów i piasków ouziarnieniu powyżej 0.07 mm^ Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

(Head, 1992) Analiza aerometryczna polega naprzygotowaniu jednorodnejzawiesiny badanego gruntu iwyznaczeniu jej gęstoś

ci objętościowej, zmniejszaj

ącej się, w Aerometryczną^ dla gruntów spoistych,zawierających dużą^ część^ miarę^ opadania cząstek zawiesiny.

cząstek mniejszych niż^ 0.07 mm Analiza sitowa polega na przesiewaniuwysuszonego piasku przez sita o okre

ślonych wymiarach oczek i obliczaniu w procentachzawartości ziaren,pozostaj

ących na kolejnych sitach, w stosunku do ca

łkowitej masy badanej próbki.

Zawartość^ frakcji ziaren (s^ ) o rozmiarach wii Msi^ %^100 ⋅= si^ M^ s Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

ększych niż^ d^ w % jest równa:i^ M–masa pozostałości na sicie o oczkach dsi

ii^

Skład granulometryczn większych od d^ w gramach,i^ M– masa całości próbki w gramach.s^

y^ gruntów

Wymiaryoczek w sitachwedług normUSA i UK

Skład granulometryczn

y^ gruntów F r a k c j e

iłowa^ pyłowa^

piaskowa^ żwirowa

kam. (^) średnica zastępcza ziarna (cząstki) – d, mm 23562 0,010,0^ 0,030,040,0010,00^ 0,00^ 0,0040,00^ 0,00^ 0,

(^312) 0,20,^ 0,40,50,60,80,10,050,060, 3456820304050608010100 100%d ż^908070 rednicy mniejszej ni^60 ś 50 stek) oą^4030 ziarn (cz ść^2010 zawarto^0

100% 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 7 6 5

4 3 2 kf żf pf^1^ π f if x

dx 1,2 –^ żwir; 3 – pospółka; 4 - piasek; 5,6 – less; 7-i

ł; Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Skład granulometryczny gruntó

w

0.0001^ 0.001^ 0.

0.1^1

10 100 (^100806040) % Finer^200 Particle size (mm) W - Well graded^ U - Uniform

P – Poorly graded C - Well graded with some clay

C - Well graded with an excess of fines Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Skład granulometryczn

y^ gruntów^ Log scale^ (Holtz and Kovacs, 1981)

d^ = 0.02 mm^10 dd = 0.6 mm^ = 9 mm^30 60^ Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

96045002. 010 226.^0302 ==^902.^0 ⋅⋅ 6010

d === Ud d = C^ dd

Zależnie od wskaźnika różnoziarnisto mmd^02.^0 =^10 mmd^6.^0 =^30 mmd^9 =^60 Wskaźniki krzywizny uziarnienia iróżnoziarnistości uziarnienia są odpowiednio równe:

ści grunty dzieli się^ na:

-^ równoziarniste^

gdy 1^ ≤^ U^ ≤^ 5 (np. piaski wydmowe, lessy),

-^ różnoziarniste^

gdy 5^ ≤^ U^ ≤^ 15 (np. gliny holoce

ńskie),

-^ bardzo różnoziarniste

gdy U > 15 (np. gliny zwa

łowe, pospółki). Grunt jest dobrze uziarniony, je

żeli:

-^ C^ = 1 ÷ 3 •^ U^ > 4 dla^ żwirów lub

Skład granulometryczn^ U^ > 6 dla piasków.

y^ gruntów

Dla danych z rysunku:

mmd 15. 0 = 10 mmd 27. 0 = 30 mmd 42. 0 = 60 Wskaźniki krzywiznyuziarnienia iróżnoziarnistości uziarnienia są odpowiednio równe:^42. 0 d 60 8.^2 === U^15.^0 d 10 Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

0.1 0. 1 0.20.30.4 0.020.030.040.050.060.070.080. (^23456789) 0.50.60.70.80.9 Średnica zastępcza ziarna d, mm (^100) d, % ż^8060 rednicy nie mniejszej ni^40 ś ziarn o ść^20 Zawarto^0

95.4688.6580.88 60.13 24.

2227. 0 30 ==^42. 015. 0 ⋅⋅ 6010

Skład granulometryczn d = Cdd

y^ gruntów

Krzywa uziarnieniabadanego gruntu Dla danych z rysunku:

10 Grunt równoziarnisty (

≤^ U^ ≤^ 5 )

Grunt dobrze uziarniony (C = 1 ÷ 3)

Skład granulometryczn

y^ gruntów

Analiza aerometryczna^^ Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

polega na przygotowaniu jednorodnej zawiesiny badanego gruntu i wyznaczeniu jej g

ęstości objętościowej, zmniejszaj

ącej się, w

miarę^ opadania cząstek zawiesiny. Po dok

ładnym wymieszaniu zawiesiny w cylindrze otrzymuje się

jednakowa zawartość^ takich samych cz

ąstek (a). Z chwilą^ postawienia cylindra z zawiesin

ą^ na stole rozpoczyna si

ę^ opadanie jej cząstek w dół^ (b). Kolejność^ czynności przedstawia si

ę^ następująco:

• wyznaczenie gęstości obj

ętościowej zawiesiny (zależnej od masy zawartych w niej cz

ąstek gruntu),• wyznaczenie prędkości opadania cz

ąstek (zależnej od ich^ średnicy i lepko

ści cieczy) ze wzoru Stokesa,• obliczenie^ średnicy czą

stek (zależnej od wyznaczonej głębokości H

poniżeji zwierciadła zawiesiny, czasu ich opadania orazlepkości wody^

(a)^ (b)

Vpmax Vp Vpmin V^ VVddd Vmax

Vmin a)^ b)^

c)

Stopień^ zagęszczenia

gruntów^ niespoistych

I^ jest^ to^ stosunek D^

zagęszczenia^ wystę

pującego^ w^ stanie

naturalnym^ do^ najwi

ększego

Stopień możliwego zagęszczenia danego gruntu.

zagęszczenia gruntó

w

Zmiana objętości porów w piasku w miar

ę^ jego zagęszczania: a) obj

ętość^ piasku najbardziej luźnego, b) obj

ętość^ w naturze (pośrednia), c) obj

ętość^ piasku najbardziej zagęszczonego Stopień^ zagęszczania^ I oblicza się^ ze wzoru: D^ Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Stopień^ zag

ęszczenia gruntó

w

Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

minmax^ minmaxmin max maxmin maxmaxmaxminmaxmaxminmax

ddd^ ddd VV VVpp VV ppVV D^

ee ee VVVV VVVV I

pp ss pp ss

ρρρ−−⋅=^ ρρρ−− −− == −− −== − e - wskaźnik^ porowatości^ maksymalnejmax

obliczany^ dla^ gęsto

ści objętościowej^ ρprzy najbardziej ludmin^

źno usypanym gruncie suchym, e^ -^ wskaźnik^ porowatomin^

ści^ minimalnej^ obliczany

dla^ gęstości objętościowej^ ρprzy modmin^

żliwie największym zag

ęszczeniu gruntu suchego przez wibrację

(bez zniszczenia ziarn) e - wskaźnik porowatoś

ci naturalnej odpowiadaj

ący^ ρ. d Stopień^ zagęszczenia^ I

charakteryzuje stan gruntów niespoistych. Rozró D

żnia

się^ cztery stany gruntów niespoistych: grunt luźny^

0 < I≤^ 0.33D^

grunt^ średnio zagęszczony

0.33 < I≤^ 0.67D^

grunt zagęszczony^

0.67 < I≤^ 0.,8D^

grunt bardzo zagęszczony

I^ > 0.8D^

Maksymalna wartość stopnia zagęszczenia^ I = 1.0 D^

Granice konsystencji (Atterberga) Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

Granice konsystencji (Atterberga) Stopień^ plastyczności^ jest to stosunek ró ww − PnI = L ww −^ PL Marek Cała – Katedra Geomechaniki, Budownictwa i Geotechniki

żnicy wilgotności naturalnej danego gruntu i granicy plastyczności do ró

żnicy granicy płynności i granicy plastyczno

ści: s w=w Wilgotność, % Stan gruntu Konsystencja pp + 0,50 I+ 0,25 I^ ppp^ w=w w=w w=w Lw= w ciś cznoy last Granicaskurczu Granica p

ciś ynnoł Granicap płynna plastyczna (^) I =w -w (^) P L P Wskaźnik plastyczności łtwardo pó^ plastyczny^ plastyczny zwarty^ zwartyzwarta miękko plastyczny^ płynny w P^ wL w^ S Wskaźnik plastycznoś

ci w %^ jest to różnica pomi

ędzy granicą^ płynności i granic

ą

plastyczności: wwI^ −=^ PLP^