cwiczenie nr 5.doc

Kinga Cież

Inżynieria Środowiska

24.10.2008

Oznaczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego, porowatości, wskaźnika porowatości i stopnia wilgotności gruntu (ćw nr 5)

1.      Oznaczenie gęstości właściwej szkieletu gruntowego

Gęstością właściwą szkieletu gruntowego nazywamy stosunek masy szkieletu gruntowego do objętości tego szkieletu i obliczamy ją ze wzoru:

rs=ms / Vs

gdzie:

rs – gęstość właściwa szkieletu gruntowego (Mg/m3)

ms – masa szkieletu gruntowego (g)

Vs – objętość szkieletu gruntowego (cm3)

Przebieg badania:

1.      Średnią próbkę gruntu suszy się w temp. 105-110oC do stałej masy.

2.      Waży się pustą suchą kolbę.

3.      Do zważonej kolby wsypuje się wysuszony grunt i waży całość.

4.      Kolbę z gruntem napełnia się do ok. 2/3 objętości wodą destylowaną i gotuje na małym płomieniu przez pół godziny w celu usunięcia powietrza z gruntu i wody. W czasie gotowania należy zawartość kolby kilkakrotnie wymieszać.

5.      Kolbę z zawartością ochładza się do temperatury otoczenia, uzupełnia wodą destylowaną do kreski na szyjce kolby.

6.      Doprowadza się temp. w kolbie najczęściej do temp. 20oC. Można to zrobić poprzez umieszczenie kolby w naczyniu z wodą o temp. 20oC. Po ustaleniu temp. uzupełnia się poziom wody za pomocą pipetki.

7.      Kolbę z zawiesiną waży się.

8.      Za pomocą pipetki odciąga się nieco wody z szyjki kolby i ponownie doprowadza poziom wody do kreski, ważąc kolbę z zawartością ponownie. Oba wyniki nie powinny się różnić od siebie bardziej niż 0,02 g.

9.      Wylewa się zawartość kolby, kolbę dokładnie się płucze i jeśli kolba nie była wcześniej wycechowana, wlewa się do niej wodę destylowaną – do kreski, doprowadza do temp. 20oC i waży się.

Obliczanie wyników:

Masę szkieletu gruntowego ms obliczamy korzystając z wzoru:

ms= mgt- mt

Objętość gruntu otrzymuje się z obliczenia masy wody w objętości gruntu

mw= mwt+ ms- mwgt

Vs= (mwt+ ms- mwgt) / rw

Znając masę oraz objętość szkieletu gruntowego można policzyć gęstość właściwą szkieletu gruntowego.

Oznaczenia:

rs – gęstość właściwa szkieletu gruntowego (Mg/m3)

rw – gęstość właściwa wody (Mg/m3)

ms – masa szkieletu gruntowego (g)

mwt – masa kolby z wodą (g)

mwgt – masa kolby z wodą i gruntem (g)

2.      Oznaczenie porowatości i wskaźnika porowatości

Porowatością gruntu n nazywa się stosunek objętości porów w próbce gruntu Vp do całkowitej objętości V:

n= Vp / V

Porowatość w gruncie może być charakteryzowana również przez wskaźnik porowatości. Wskaźnikiem porowatości e nazywa się stosunek objętości porów Vp do objętości szkieletu gruntowego Vs:

e= Vp / Vs

Zależność między porowatością i wskaźnikiem porowatości:

n=e / (1+e)

e=n / (1-n)

Porowatość wyznaczamy również z wzoru:

n=(rs - rd) / rs

Wskaźnik porowatości natomiast z wzoru:

e=(rs - rd) / rd

3.      Oznaczenie stopnia wilgotności

Stopniem wilgotności gruntu nazywa się stosunek objętości wody zawartej w porach gruntu do objętości porów:

Sr= Vw / Vp

gdzie:

Sr – stopień wilgotności

Vw – objętość wody w porach gruntu (cm3)

Vp – objętość porów (cm3)

Vw=mw / rw                   ,gdzie rw – gęstość właściwa wody ( 1Mg/m3)

mw – masa wody            mw=w* ms/100      ,gdzie w-wilgotność

Vp=V- Vs