Konsystencje i stany gruntów spoistych

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Grunt składa się z trzech faz stałej Vs, ciekłej Vw i gazowej Va. Vv to objętość porów.

Konsystencje i stany gruntów spoistych stosowane w mechanice gruntów do klasyfikacji i określania mechanicznych właściwości gruntów spoistych. Zostały wprowadzone na początku XX wieku przez szwedzkiego chemika Alberta Atterberga i później dopracowane przez Arthura Casagrande'a. Konsystencje gruntów spoistych są zależne od ilości zawartej w nich wody oraz zawartości minerałów ilastych, które ze względu na swoją budowę decydują o zdolności gruntu do przyswajania i oddawania wody.

Definicje poszczególnych granic[edytuj | edytuj kod]

Aparat Casagrande'a służący do określania granicy płynności.

Wilgotności graniczne między poszczególnymi stanami określane są jako tzw. granice konsystencji (granice Atterberga) to:

  • granica skurczalności (wS) między stanem zwartym i półzwartym
  • granica plastyczności (wP) między stanem półzwartym i twardoplastyczym
  • granica płynności (wL) między stanem miękkoplastycznym i płynnym

Granica skurczalności to wilgotność wyrażona w procentach, przy której grunt pomimo dalszego suszenia nie zmniejsza swej objętości i jednocześnie zmienia barwę na powierzchni na odcień jaśniejszy. Granica plastyczności to wilgotność wyrażona w procentach, jaką ma grunt, gdy przy kolejnym wałeczkowaniu wałeczek pęka po osiągnięciu średnicy 3mm. Granica płynności to wilgotność wyrażona w procentach, jaką ma masa gruntowa umieszczona w aparacie Casagrande'a, w momencie gdy wykonana w niej bruzda zlewa się przy 25 uderzeniu miseczki o podstawę, na długości 10 mm i wysokości 1 mm.

Inne parametry obliczane na podstawie wyników badań granic konsystencji[edytuj | edytuj kod]

  • Wskaźnik plastyczności (Ip)
I_p = w_L - w_P

Określa ile wody wchłania grunt przy przejściu ze stanu półzwartego w płynny. Im większa wartość wskaźnika plastyczności, tym bardziej plastyczny jest grunt.

  • Stopień plastyczności (IL)
I_L = \frac{w - w_P}{w_L-w_P}

gdzie w to wilgotność naturalna

  • Wskaźnik konsystencji (Ic)
I_c = \frac{w_L - w_n}{w_L - w_P} = 1 - I_L

gdzie wn to wilgotność naturalna

  • Wskaźnik skurczalności (SI) określa zakres wilgotności stanu półzwartego
SI = w_P - w_S
  • Przedział skurczalności (A) parametr stosowany do określenia aktualnej zdolności do skurczu
A = w - w_S

Konsystencje i stany[edytuj | edytuj kod]

Pierwotnie wyróżniono trzy konsystencje: zwartą (IL<0), plastyczną (0≤IL<1) i płynną (1≤IL). W praktyce natomiast podział stosowany w PN-B-02480:1986 wyróżnia stany gruntów: zwarty, półzwarty, twardoplastyczny, plastyczny, miękkoplastyczny i płynny:

Stan gruntu spoistego według PN-B-02480:1986 Symbol Zakres wn, IL
zwarty zw wn ≤wS (IL < 0)
półzwarty pzw wS < wn ≤ wP (IL < 0)
twardoplastyczny tpl 0 < IL ≤0,25 (wP ≤ wn ≤ wL)
plastyczny pl 0,25 < IL ≤ 0,50 (wP < wn ≤ wL)
miękkoplastyczny mpl 0,50 < IL ≤ 1 (wP < wn ≤ wL)
płynny 1 < IL (wL < wn)

Wdrażana obecnie w Polsce norma PN-EN ISO 14688-2:2006 w odniesieniu do tak rozumianych stanów używa terminu konsystencja, jako kryterium stosuje wskaźnik konsystencji IC (przy czym zamiennie można stosować stopień plastyczności) oraz wprowadza drobne zmiany w nazwach oraz granicach (konsystencja miękkoplastyczna-płynna):

Konsystencja gruntu spoistego według PN-EN ISO 14688-2:2006 Zakres IC Zakres IL (zakres wn)
bardzo zwarta i zwarta 1,00<IC IL<0,00 (wn<wP)
twardoplastyczna od 0,75 do 1,00 od 0,00 do 0,25 (wP≤wn<wL)
plastyczna od 0,50 do 0,75 od 0,25 do 0,50
miękkoplastyczna od 0,25 do 0,50 od 0,50 do 0,75
płynna IC<0,25 0,75<IL

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]