Identyfikatory
Warianty tytułu
Modyfication of the grain size distribution and geotechnical properties of the non-cohesive soil by the addition of the silt
Języki publikacji
Abstrakty
Istotną, z praktycznego punktu widzenia, właściwością gruntów stosowanych jako materiał nasypowy lub zasypowy w budownictwie ziemnym jest zagęszczalność. Wskaźnik uziarnienia wykorzystywanych w tym celu piasków, pospółek lub żwirów charakteryzuje się stosunkowo niewielką wartością, zazwyczaj wahającą się w granicach 2,5–4,0, co pozwala na określenie ich jako trudno lub średnio zagęszczalnych. W pracy przedstawiono wyniki badań, jakie przeprowadzono w celu określenia wpływu modyfi kacji składu granulometrycznego gruntu niespoistego – piasku średniego, za pomocą dodatku pyłu lessowego na zagęszczenie. Za grunt mało spoisty przyjęto pył lessowy pochodzący z terenu Lublina. Grunty te zajmują znaczną powierzchnię obszaru miasta, a ich częste występowanie w strefi e przypowierzchniowej, czyni je łatwo dostępnymi. Badania wykonano na próbie piasku średniego o uziarnieniu naturalnym, która stanowiła próbę kontrolną oraz dwóch mieszaninach piasku średniego z pyłem lessowym, sporządzonych w stosunku objętościowym 1:1 i 2:1. Każdy z gruntów poddano analizie sitowej i areometrycznej. Uzyskano krzywe uziarnienia, a także określono procentową zawartość poszczególnych frakcji. Analiza wyników składu granulometrycznego pozwoliła na wyznaczenie wskaźnika różnoziarnistości, który dla piasku średniego wynosił 1,71 zaś dla mieszanin piasku z pyłem lessowym wzrósł do 21,8 (w przypadku próbki materiałów zmieszanych w stosunku 1:1) oraz 13,3 (dla próbki materiałów zmieszanych w stosunku 2:1). Uzyskane wyniki sugerują, iż modyfi kacja piasku średniego pyłem lessowym pozwala na zmianę klasyfikacji wytworzonej mieszaniny z gruntu trudno zagęszczalnego na dobrze zagęszczalny, a zatem możliwe jest uzyskanie większego zagęszczenia. W celu potwierdzenia tej tezy wykonano badania zagęszczenia i wilgotności optymalnej w aparacie Proctora wg metody I, dla każdego z trzech badanych gruntów. W przypadku próby kontrolnej maksymalna uzyskana gęstość objętościowa szkieletu gruntowego wynosiła 1,751 g/cm3 przy wilgotności 11,96%. Próbki piasku łączonego z pyłem lessowym w stosunku objętościowym 1:1 oraz 2:1 wykazały maksymalne gęstości objętościowe odpowiednio 2,076 i 2,079 g/cm3 przy wilgotności około 7%. W czasie badania stwierdzono plastyczność gruntu uzyskanego przez połączenie piasku i pyłu lessowego w stosunku objętościowym 1:1 przy wilgotności powyżej 14,25%, co wynika z faktu, iż piasek o takiej zawartości pyłu stanowi grunt na granicy gruntów spoistych i niespoistych. Zwiększona plastyczność uniemożliwia zagęszczenie badanego gruntu przy wilgotności powyżej 14,5% ze względu na powstające odkształcenia oraz wykazywaną spójność. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż modyfi kacja uziarnienia piasku średniego pyłem lessowym w proporcji 2:1 pozwala na uzyskanie największego zagęszczenia w badanych warunkach. Wyniki badania sugerują, iż dzięki połączeniu piasku ze stosunkowo łatwo dostępnym pyłem lessowym można osiągnąć wymierne korzyści w postaci lepszego zagęszczenia gruntu, co pozwala na jego zastosowanie w budownictwie ziemnym jako grunt nasypowy lub zasypowy oraz na wykorzystanie gruntu rodzimego na terenach lessowych.
Frequent issue in the practice of soil engineering is the fi ll soil compactibility. The uniformity coeffi cient Cu of the Sand, Sand-Gravel and Gravel, that are the most common fi ll soil, is relatively low and usually is in the range of 2.5 – 4.0. These values allow to describe Sand, Sand-Gravel and Gravel as uniformly graded. The aim of the paper was to determine the impact of modifi cation of the grain size distribution of the non-cohesive soil – Medium Sand (MSa) on its compactibility. The loess silt, sampled in the territory of the Lublin city was used to modifi ed the Sand particle size distribution. Loess silt cover the considerable area of the Lublin, frequently in the surface zone. This ensures that loess silt could be reckoned as the easily accessible material. Laboratory tests were conducted on prepared samples of three kinds of soils – Medium Sand, Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 1:1 and Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 2:1. There were sieve and hydrometer analysis performed to quantify the percent fi ner by weight of grain size of prepared samples of the soils. As the result of grain size analysis particle size distribution curves were obtained. Estimated effective size D10 and D60 were used to determine the uniformity coeffi cient. The value of coeffi cient Cu for the Medium Sand was equal to 1.71 and it rose up to 21.8 (in case of Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 1:1) and 13.3 (for the Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 2:1). Obtained values suggest, that modifi cation of Sand grain size distribution with use of loess silt allows to classify received probes as soils with high compactibility. In order to prove this thesis Proctor tests were conducted. There were the same three kinds of the soil tested according to procedure I. Results indicate that Medium Sand with natural grain size distribution reached the maximum dry density of 1.751 g/cm3 at the optimum water content of 11.96 %. The maximum dry density of Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 2:1 and 1:1 reached accordingly 2.079 and 2.076 g/cm3 at the optimum water content of about 7%. During Proctor test, there were plasticity of Medium Sand combined with loess silt in the volume proportion of 1:1 remarked, for the samples of water content greater than 14.25%. Increased plasticity prevents compaction of the examined soil with humidity above 14.25%, due to the deformations and cohesion. As the results of conducted laboratory tests, there were ascertained that modifi cation of the grain size distribution of Medium Sand with loess silt with volume proportion of 2:1 allows to reached the maximum compactibility. Therefore, combination of the Sand and relatively easily accessible loess could be used in soil engineering as the fi ll soil.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
47--55
Opis fizyczny
Bibliogr. 8 poz., fig., tab.
Twórcy
autor
- Katedra Geotechniki, Wydział Budownictwa i Architektury, Politechnika Lubelska
Bibliografia
- [1] Jermołowicz P. Problematyka zagęszczania i stabilizacji gruntów w budownictwie. Technologie i ich skuteczność. Zasady projektowania i wykonawstwa. Materiały szkoleniowe. Opolska Okręgowa Izba Inżynierów Budownictwa, 1–72, 2015.
- [2] Dąbska A., Pisarczyk S. Wyznaczenie parametrów geotechnicznych stosowanych do określania jakości zagęszczenia nasypów z gruntów niespoistych. Acta Sci. Pol. Architectura 15(3) (2016) 3–15.
- [3] Kraszewski C. Zagęszczanie gruntów niespoistych i kontrola zagęszczenia w budownictwie drogowym s. 1–6, 2017 .
- [4] Tymosiak D., Sulewska M.J. Badania parametrów zagęszczalności gruntów niespoistych metodą Proctora. Acta Sci. Pol. Architectura 15(3) (2016) 43–54.
- [5] Reichert J.M., Mentges M.I., Rodrigues M.F., Cavalli J.P., Awe G.O., Mentges L.R. Compressibility and elasticity of subtropical no-till soils varying in granulometry organic matter, bulk density and moisture. Catena 165 (2017) 345–357, 2017.
- [6] ISO 17892-4:2016, Geotechnical investigation and testing – Laboratory testing of soil – Part 4: Determination of particle size distribution. 2016.
- [7] PN-EN 13286-2:2010, Mieszanki niezwiązane i związane hydraulicznie – Część 2: Metody badań laboratoryjnych gęstości na sucho i zawartości wody – Zagęszczanie metodą Proktora, 2010.
- [8] PN-86/B-02480, Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-ca0c4a2a-12f9-4fae-867e-91b59beaf115
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.