[Strona Główna]
[Laboratorium]
Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej

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 lekki 3 55 32,0 0,59 10
III mały ciężki 5 25 48,0 2,65 6
IV duży ciężki 5 55 48,0 2,65 10

 

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 mały
76,8 ± 0,2 duży
Cieżki 4,5 ± 0,005 480 ± 1 50,8 ± 0,2 mały
76,8 ± 0,2 duży

 

Prócz tego do badania potrzebne będą:

 

CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest określenie wilgotności optymalnej wopt, maksymalnej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego rds oraz wskaźnika zagęszczenia IS.

 

WYKONANIE BADANIA

 

Opracowanie wyników

Wynik badania powinien zawierać informacje dotyczące przyjętej metody badania. Polska norma PN – 88/B – 04481 dopuszcza trzykrotne zagęszczanie tej samej próbki gruntu. Następne zagęszczenia powinny odbywać się na równolegle przygotowanych próbkach. Dla celów dydaktycznych dopuszczamy wykonanie całego badania na jednej próbce gruntu.

 

V Materiały uzupełniające

 

[Strona Główna] Katedra Geotechniki Politechniki Szczecińskiej