Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych - sprawozdanie PDF

Preview

Summary

Sprawozdanie z przedmiotu Geomechanika...

Description

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych

Karolina Gołąb, Natalia Gołębiowska, Małgorzata Kurmańska Kierunek: Górnictwo i Geologia Grupa dziekanatowa: II Semestr: IV Rok studiów: II Rok akademicki 2016/2017

1. W Wsstę tęp p teo teore re rettycz yczn ny Stopień zagęszczenia gruntów niespoistych oznaczany jest symbolem I D . Wyraża on stosunek zagęszczenia jaki występuje naturalne do największego zagęszczenia jakie może osiągnąć grunt. Różnica objętości próbki gruntu w stanie najbardziej luźnym i naturalnym określana jest zagęszczeniem gruntu w stanie naturalnym. Największym możliwym zagęszczeniem gruntu nazywamy różnicę objętości próbki gruntu w stanie najbardziej luźnym i najbardziej zagęszczonym.

2. W Wy yko kona na nan nie ćw ćwiicze czen nia W naszym ćwiczeniu wykorzystujemy 2 rodzaje piasków o różnej średnicy ziaren: piasek 0,8 – 2,0 piasek 0,2 – 0,5 Średnica wewnętrzna cylindra d = 6,7 cm Wysokość wnętrza cylindra h = 13 cm Objętość naczynia V = 458,3 cm 3 Waga pustego cylindra = 1275g

Pierwsza próbka : wielkość ziaren 0,8 - 2,0 Waga cylindra z próbką: m st = 2018,4 g

Druga próbka : wielkość ziaren 0,2 – 0,5 Waga cylindra z próbką : m st = 2028,1 g

Za pomocą suwmiarki mierzymy następujące wymiary: wysokość wewnątrz cylindra h oraz średnicę d po czym umieszczamy cylinder na wadze i zapisujemy wszystkie pomierzone wartości. Podczas pierwszej próby do cylindra wsypujemy grunt o wielkości ziaren 0,8 – 2,0, tak, aby wypełnić całe naczynie. Na górze umieszczamy tłok, następnie przy pomocy metalowych widełek przeprowadzamy zagęszczanie gruntu. Przez 1 minutę uderzamy w ścianki początkowo ruchem wolnym, następnie zwiększając szybkość. Po upływie 30 sekund mierzymy zagłębienie tłoka, po czym powtarzamy czynności, aż do momentu w którym kolejne pomiary zagłębienia tłoka nie wykazują zmian.

3. O Op pra raco co cowa wa wan nie wyn yników ików Grunt 0,2 – 0,5

Grunt 0,8 – 2,0

h1=13 cm

h 1=13 cm

h2=12,3 cm

h 2=12,5 cm

h3=11,75 cm

h 3=12,0 cm

h4=11,6 cm

h 4=11,8 cm

∆h= 1,4 cm

∆h= 1,2 cm

Zmia Zmiana na obj objęt ęt ętośc ośc ości: i: ∆C =

DEF ∙ Δℎ 4

d – wewnętrzna średnica cylindra [cm] h – wysokość cylindra [cm] h – zmniejszenie wysokości próbki po zagęszczaniu obliczane z sumy pomierzonej głębokości zanurzenia w cylindrze oraz grubości tłoka [cm]

Dla gruntu 0,8 – 2,0: ∆C =

D ∙ 6,7F ∙ 1,2 = 42,3 4

Grunt 0,2 – 0,5: ∆C =

D ∙ 6,7F ∙ 1,4 = 49,36 4

Wsk poro Wskaź aź aźnik nik poro orowa wa watoś toś tości ci ggruntu runtu luźn luźno o usy usypan pan paneg eg ego o e ma maxx : NOPQ =

RS − RU VWX RUVWX

ρ s – gęstość właściwa szkieletu gruntowego (g/cm 3) – do obliczeń dla piasku przyjmujemy 2,4 (g/cm3 ) ρ dmin – gęstość nasypowa szkieletu gruntowego przy najluźniejszym ułożeniu ziaren i cząstek obliczana w (g/cm 3) według wzoru: RU O\] =

^S_ − ^_ C

m st – masa cylindra z gruntem (g) m t – masa cylindra (g) V – objętość cylindra (cm 3 ) ;

Dla gruntu 0,8 – 2,0: RU O\] =

2028,1 − 1275 = 1,64 458,3

NOPQ =

2,4 − 1,64 = 0,56 1,64

Dla gruntu 0,2 – 0,5: RU O\] =

2018,4 − 1275

NOPQ =

458,3 2,4 − 1,62 1,62

= 1,62

= 0,58

Wsk Wskaź aź aźnik nik p poro oro orowa wa watoś toś tości ci ggruntu runtu ma maks ks ksyma yma ymalni lni lnie e usy usypan pan paneg eg ego o e min: NO\] =

RS − RUVab RUVab

ρ s – gęstość właściwa szkieletu gruntowego (g/cm 3 ) – do obliczeń dla piasku dla piasku przyjmujemy 2,4 (g/cm3 ) ρ dmax –gęstość nasypowa szkieletu gruntowego przy najgęstszym ułożeniu ziaren i cząstek obliczana w (g/cm 3) według wzoru: RU OPQ =

^ S_ − ^_ C − ΔC

m st – masa cylindra z gruntem (g) m t – masa cylindra (g) V – objętość cylindra (cm 3 ) - zmniejszenie się objętości gruntu po wibrowaniu (cm 3)

Dla gruntu 0,8 – 2,0 RU OPQ =

2028,1 − 1275 = 1,81 458,3 − 42,3

NO\] =

2,4 − 1,81 = 0,33 1,81

Dla gruntu 0,2 – 0,5: RU OPQ =

2018,4 − 1275 = 1,82 458,3 − 49,36

NO\] =

2,4 − 1,82 1,82

= 0,32

Stop Stopiień zagę zagęszcz szcz szczen en enia ia I D: cd =

NOPQ − N NOPQ − NO\]

I D - stopień zagęszczenia gruntu e - wskaźnik porowatości naturalnej odpowiadający ρ d - do obliczeń dla piasku przyjmujemy

0,55 e max - wskaźnik porowatości maksymalnej obliczany dla gęstości objętościowej ρ dmin przy najbardziej luźno usypanym gruncie suchym e min - wskaźnik porowatości minimalnej obliczany dla gęstości objętościowej ρ dmax przy możliwie największym zagęszczeniu gruntu suchego przez wibrację (bez niszczenia ziaren)

Dla gruntu 0,8 – 2,0: cd =

0,56 − 0,55 = 0,04 0,56 − 0,33

cd =

0,58 − 0,55 = 0,12 0,58 − 0,32

Dla gruntu 0,2 – 0,5:

W zależności od wartości stopnia zagęszczenia (I D ) dzieli się grunty niespoiste na: Luźne Średnio zagęszczone Zagęszczone Bardzo zagęszczone

ID < 0,33 0,33< I D < 0,67 0,67< I D < 0,8 ID > 0,8

4. W Wnios nios nioski ki Po wykonaniu ćwiczenia i porównaniu wyników ustaliłyśmy, że badane przez nas grunty niespoiste w zależności od stopnia zagęszczenia są gruntami luźnymi. Grunt, którego rozmiary ziaren wynoszą 0,8 – 2,0 ulega większemu zagęszczeniu, niż grunt o rozmiarach ziaren 0,2 – 0,5....