Podstawowe cechy fizyczne gruntów budowlanych. V m = ρ gęstość

Podstawowe cechy fizyczne gruntów budowlanych.
ρs =
ms
Vs
gęstość właściwa
w=
mw m − ms
=
ms
ms
ρ=
m
V
wilgotność
gęstość objętościowa
Pozostałe cechy fizyczne (stanowiące pochodne cech podstawowych).
ρd =
gęstość objętościowa szkieletu gruntowego
Vp ρs − ρd
=
V
ρs
porowatość
V p ρ s − ρd
=
Vs
ρd
wskaźnik porowatości
n=
e=
ms
ρ
=
V 1+ w
Sr =
Vw w ⋅ ρ s
=
Vp e⋅ ρw
wsr = wsat =
ρ w ⋅n
ρd
stopień wilgotności
wilgotność całkowita, (przy Sr = 1)
Charakterystyczne ciężary objętościowe gruntu i ich orientacyjne wartości liczbowe (przy
porowatości n = 0,30 oraz γw= 10 kN/m3)
Cecha
γs =
γ =
ms
⋅g
Vs
m
⋅g
V
γd =
Nazwa
Orientacyjna wartość
Ciężar właściwy
26 kN/m3
Ciężar objętościowy
zależny od wilgotności
gruntu (γd < γ < γsr)
ms
⋅ g = (1 − n) ⋅ γ s Ciężar objętościowy szkieletu gruntowego
V
18,2 kN/m3
γsr = (1 – n) γs + nγw
Ciężar objętościowy przy całkowitym
nasyceniu porów wodą (przy Sr = 1)
21,2 kN/m3
γ' = (1 – n) (γs - γw)
Ciężar objętościowy z uwzględnieniem
wyporu wody
11,2 kN/m3
γ" = γ - ps = γ’ – iγw
Ciężar objętościowy z uwzględnieniem
ciśnienia spływowego (przy pionowym
przepływie wody do góry)
zależny od spadku
hydraulicznego
(0, gdy i = ikr < γ" < γ')
Główne frakcje uziarnienia
FR AK CJ E UZI AR NI E NI A
100.0
Frakcja kamienista (fk)
Części szki el etowe
Kamienie
40.00
20.00
10.00
Frakcja żwirowa (fż )
Zi arna
Żwir
2.000
1.000
Piasek
Piasek gruby
Piasek średni
0.500
5
0.250
Frakcja piaskowa (fp)
Piasek drobny
0.100
Pył
0.050
Pył drobny
Ił pyłowy gruby
0.010
Frakcja pyłowa (fπ )
0.005
Ił pyłowy drobny
0.002
Ił koloidalny
0.001
P T Gleboznawcze
Frakcja iłowa (fi )
PN-B/02480
Cząstki
0.020
Części spławialne
Części zi e mi ste
Pył gruby
Klasyfikacja gruntów nieskalistych mineralnych
( na podstawie normy PN-86/B-02480 )
Grunt
Nazwa gruntu
Kamienisty
d50 > 40 mm
Gruboziarnisty
d50≤ 40 mm
d90 > 2 mm
Symbol
Uziarnienie
zwietrzelina
KW
ƒi≤ 2%
zwietrzelina gliniasta
KWg
ƒi > 2%
rumosz
KR
ƒi ≤ 2%
rumosz gliniasty
KRg
ƒi > 2%
otoczaki
KO
Dodatkowe kryteria i nazwy
grunty występujące w miejscu
wietrzenia skały w stanie
nienaruszonym
grunt występuje poza miejscem
wietrzenia skały pierwotnej, lecz
i osadzania w wodzie
grunt osadzony w wodzie
żwir
Ż
ƒi ≤2%
żwir gliniasty
Żg
ƒi >2%
pospółka
Po
ƒi ≤2%
pospółka gliniasta
Pog
ƒi >2%
ƒk + ƒż > 50%
50%≥ƒk+ƒż>10%
> 2 mm
> 0,5 mm >0,25 mm
piasek gruby
Pr
< 10
> 50
-
piasek średni
Ps
< 10
< 50
> 50
piasek drobny
Pd
< 10
< 50
< 50
piasek pylasty
Pπ
< 10
< 50
< 10
ƒp
G ru nt y s po i st e
G ru nt y dro bno zia rn i st e
G ru nt y ni es po ist e
Zawartość frakcji %
ƒπ
d50 > 0.5 mm
0,5 mm ≥ d50 > 0,25 mm
d50≤ 0,25 mm
ƒp= 68-90%; ƒπ = 10-30%;
ƒi= 0-2%
ƒi
piasek gliniasty
Pg
60-98
0-30
2-10
pył piaszczysty
πp
30-70
30-70
0-10
pył
π
0-30
60-100
0-10
glina piaszczysta
Gp
50-90
0-30
10-20
glina
G
30-60
30-60
10-20
glina pylasta
Gπ
0-30
30-90
10-20
glina piaszcz. zwięzła
Gpz
50-80
0-30
20-30
glina zwięzła
Gz
20-50
20-50
20-30
glina pylasta zwięzła
Gπz
0-30
50-80
20-30
ił piaszczysty
Ip
50-70
0-20
30-50
ił
I
0-50
0-50
30-100
ił pylasty
Iπ
0-20
50-70
30-50
mało spoiste
IL = 1-10%
średnio spoiste
IL = 10-20%
zwięzło spoiste
IL = 20-30%
bardzo spoiste
IL > 30%
Wykres uziarnienia
AKADEMIA ROLNIC ZA
we Wrocławiu
Badanie nr ..............
Otwór nr ..................
G łębokość ..............
WYKRES UZIARNIENIA GRUNTU
LABORATORIUM GEOTECHNICZNE
FRAKCJE
kam.
0
80
20
70
30
60
40
50
50
40
60
Rodzaj gruntu .......................................
30
70
zawartość cząstek o średnicy większej niż d [%]
żwirowa
piaskowa
10
10.000
40.00
1.000
25.00
0.100
20.00
0.010
0.020
0.001
16.00
100
5.000
0
2.000
90
0.500
10
0.250
80
0.050
20
0.006
zawartość cząstek o średnicy mniejszej niż d [%]
pyłowa
90
0.002
fi = 18%
fπ = 37%
fp = 45%
100
iłowa
100.000
Ś rednica zastępcza ziarna (cząstki) -d [mm]
Cechy charakteryzujące uziarnienie
U=
d 60
d 10
d 302
C=
d 60 ⋅d 10
wskaźnik różnoziarnistości
wskaźnik krzywizny uziarnienia
Oba w/w wskaźniki charakteryzują przydatność gruntu do budowy nasypów (z uwagi na łatwość
zagęszczania).
Żwiry łatwo można zagęszczać, gdy U > 4 oraz C = 1- 4
Piaski łatwo się zagęszczają gdy U > 6 oraz C = 1- 4
Trójkąt Fereta
oraz przykład wyznaczenia rodzaju gruntu dla wykresu uziarnienia pokazanego na poprzedniej
stronie kolorem niebieskim
100
90
80
70
60
Ił
50
Ił
pylasty
Ił
piaszczysty
40
30
Glina
piaszczysta zwięzła
Glina
piaszczysta
Piasek gliniasty
Piasek
Glina
zwięzła
Glina
Pył piaszczysty
Glina
pylasta zwięzła
Glina
pylasta
Pył
Piasek pylasty
Frakcja pyłowa
Podział gruntów drobnoziarnistych wg. PN-86/B-02480
20
10
Formularz wykresu uziarnienia