POCZĄTKOWA FAZA SEDYMENTACJI W ANALIZIE AREOMETRYCZNEJ GRUNTU

CZASOPISMO INŻYNIERII LĄDOWEJ, ŚRODOWISKA I ARCHITEKTURY JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING, ENVIRONMENT AND ARCHITECTURE JCEEA, t. XXXI, z. 61 (4/14), październik-grudzień 214, s. 223-237 Zenon SZYPCIO 1 POCZĄTKOWA FAZA SEDYMENTACJI W ANALIZIE AREOMETRYCZNEJ GRUNTU W pracy analizowano trudności interpretacji wyników badań analizy areoetrycznej w początkowej fazie sedyentacji. W początkowej fazie sedyentacji dynaika procesu a istotny wpływ na wyniki badań. Gęstość zawiesiny gruntowej jest zienna w czasie sedyentacji. Dynaika zian gęstości zaleŝy od składu granuloetrycznego gruntu. Areoetry są kalibrowane w roztworach o stałej gęstości, zate gęstość zawiesiny zaleŝy od kształtu areoetru, w szczególności od połoŝenia środka cięŝkości, kształtu bańki areoetru i średnicy szyjki. Po włoŝeniu areoetru do zawiesiny opadające cząstki gruntu znajdują się poiędzy bańką areoetru a ścianką cylindra. Gęstość zawiesiny gruntowej zienia się nie tylko na głębokości, ale równieŝ w przekroju poprzeczny. Wraz z upływe czasu sedyentacji dynaika procesu znacząco aleje, ziany te nie ają jednak istotnego wpływu na poiar gęstości zawiesiny gruntowej. W pracy, rozwaŝając teoretyczne zaleŝności ziany gęstości zawiesiny w czasie w przekroju pionowy i pozioy, znaleziono wartości współczynnika korekcyjnego dla dwóch przykładowych gruntów. Wartość współczynnika korekcyjnego znacząco zaleŝy od składu granuloetrycznego gruntu. Minialne wartości współczynnika korekcyjnego otrzyano dla 15 s czasu sedyentacji. Po upływie 9 s wartość współczynnika korekcyjnego jest bliska jedności. Z wystarczającą dla praktyki inŝynierskiej dokładnością skład granuloetryczny oŝe być określany z poinięcie 4-5 in początkowej fazy sedyentacji, przyjując wartość współczynnika korekcyjnego równą jedności. Słowa kluczowe: grunty, skład granuloetryczny, analiza areoetryczna 1. Wprowadzenie Właściwości (szczególnie te fizyczne) gruntu znacząco zaleŝą od jego składu granuloetrycznego [6, 7]. Dla gruntów zawierających więcej niŝ 1% cząstek drobnych d i <,63 (,75 ) skład granuloetryczny jest określany na podstawie analizy sitowej i areoetrycznej [6, 7]. Na prędkość opadania cząstek gruntu a wpływ lepkość roztworu zaleŝna od teperatury [9]. Roztwore oŝe być woda destylowana dla gruntów niekoagulujących lub woda destylowana z dodatkie dyspergentu (pirofosforanu sodu lub heksaetafosforanu so- 1 Zenon Szypcio, Politechnika Białostocka, ul. Wiejska 45E, 15-351 Białystok, tel. 797995977, z.szypcio@pb.edu.pl

224 Z. Szypcio du) dla zawiesin podlegających koagulacji [6]. Największy wpływ na prędkość opadania a jednak średnica cząstki gruntu [5, 9, 1]. W początkowej fazie sedyentacji proces charakteryzuje się duŝą dynaiką. Przy powierzchni zawiesiny gruntowej w cylindrze sedyentacyjny w bardzo krótki czasie liczba cząstek gruntu jest bardzo ała, a zawiesina a gęstość zbliŝoną do gęstości roztworu. W niŝszych pozioach na iejsce cząstek, które opadły, pojawiają się cząstki, które opadły z górnej części zawiesiny. Liczba cząstek gruntu na tych pozioach aleje więc znacznie wolniej niŝ w wyŝszych partiach cylindra sedyentacyjnego. Najwolniej proces zniejszania się ilości cząstek gruntu w jednostce objętości zachodzi w dolnych partiach cylindra sedyentacyjnego. Zate podczas sedyentacji gęstość zawiesiny gruntowej w cylindrze sedyentacyjny nie jest stała i wzrasta nieliniowo wraz z głębokością. Areoetr jest cechowany w roztworach o stałej gęstości [2, 6, 7, 1]. Poierzona gęstość zawiesiny gruntowej jest przypisywana gęstości zawiesiny na pozioie środka wyporu areoetru [1, 3, 6, 7, 8, 1]. W fazie sedyentacji, gdy niejednorodność gęstości zawiesiny gruntowej jest duŝa, niejednorodność ta a wpływ na wyniki badań. Wpływ ten jest analizowany w dalszej części pracy dla prostego teoretycznego kształtu areoetru i dwóch krzywych uziarnienia gruntu. Inne zagadnienia ające wpływ na niepewności poiarów w analizie areoetrycznej [4, 1] nie będą analizowane. 2. Rozkład gęstości zawiesiny gruntowej w cylindrze sedyentacyjny Prędkość opadania cząstki w roztworze zaleŝy od jej średnicy zastępczej (d i ), lepkości roztworu (η), gęstości właściwej cząstki (ρ s ) oraz gęstości roztworu (ρ r ) i oŝe być określona zgodnie z prawe Stokesa wzore: v 2 ρs ρr di = η c (1) gdzie: v prędkość opadania cząstki [/s], ρ s gęstość właściwa cząstki gruntu [g/c 3 ], ρ r gęstość roztworu [g/c 3 ], η lepkość dynaiczna roztworu [Pas], d i średnica zastępcza cząstki [], c współczynnik przeliczeniowy [-]. Dla wody destylowanej c =,4284 [1, 5]. Wykres zaleŝności prędkości opadania od średnicy zastępczej w skali log-log jest linią prostą (rys. 1.). UwaŜa się, Ŝe cząstki o średnicy niejszej niŝ,1 opadają zbyt wolno i etoda sedyentacyjna nie powinna być stosowana do analizy granuloetrycznej [8]. Maksyalna średnica zastępcza cząstki gruntu zgodnie z norą [6] wynosi,63. Dla tej średnicy (d i ) prędkość opadania jest równa 25 /s,

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 225 zate środek wyporu typowego areoetru (H r = 16 c) cząstka będąca przy powierzchni zawiesiny osiąga zaledwie w ciągu 6,4 s. W związku z ty proces sedyentacji w początkowej fazie jest bardzo dynaiczny. Mając krzywą uziarnienia gruntu, gęstość właściwą szkieletu gruntowego (ρ s ), lepkość roztworu (η) oraz asę gruntu () uŝytego do przygotowania zawiesiny gruntowej, oŝna łatwo policzyć asę cząstek ( s ), które znajdują się poniŝej głębokości (z), i gęstość zawiesiny gruntowej (ρ ) na głębokości (z): ρr ρ = ρr + s 1,1 ρs (2) gdzie: ρ gęstość zawiesiny gruntowej [g/c 3 ], s asa cząstek gruntu znajdujących się na głębokości większej od z [g], ρ s, ρ r gęstość właściwa gruntu i roztworu [g/c 3 ]. Przykładowy rozkład gęstości zawiesiny gruntowej dla róŝnych czasów sedyentacji pokazano na rys. 2. Rys. 1. ZaleŜność prędkości opadania cząstki od jej średnicy zastępczej Fig. 1. Particle velocity dependence of equivalent diaeter Na początku procesu sedyentacji (t = s) gęstość zawiesiny jest jednorodna i oŝe być policzona ze wzoru (2), przyjując, Ŝe = s. Niezwykle

226 Z. Szypcio waŝne jest prawidłowe wyieszanie gruntu, gdyŝ a to istotny wpływ na ρ. JeŜeli zawiesina jest źle przygotowana, to część większych cząstek gruntu nie będzie się znajdować w zawiesinie, w rezultacie czego początkowa jej gęstość oŝe być znacznie niejsza niŝ ta uwzględniona w analizie areoetrycznej. Na ten fakt zwraca się duŝą uwagę w norach i literaturze [1, 3, 4, 6, 7, 8, 1]. Po bardzo krótki czasie, teoretycznie nawet ułaku sekundy, bezpośrednio przy powierzchni (z = ) nie znajdują się cząstki gruntu, ρ = ρ r. Nie jest to w pełni prawdą, gdyŝ w kaŝdy gruncie znajdują się cząstki koloidalne o ałej średnicy tworzące zawiesinę. Zdanie autora z praktycznego punktu widzenia oŝna przyjować, Ŝe cząstki te to cząstki o średnicy zastępczej niejszej od,1. Rys. 2. Rozkład gęstości w cylindrze sedyentacyjny Fig. 2. Density distribution in a sedientation cylinder Dla długiego czasu sedyentacji, teoretycznie t = wszystkie cząstki opadną na dno cylindra, a gęstość zawiesiny będzie równa gęstości roztworu. Dla czasów sedyentacji t = 5, 15, 3, 6, 12, 3 s rozkład gęstości jest niejednorodny. Niejednorodność na głębokości środka wyporu nurnika areoetru dla z w granicach 8-2 c jest największa dla t 15, 3 s.

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 227 3. Rozkład parć na areoetr Cele pracy jest uwzględnienie niejednorodności rozkładu gęstości zawiesiny gruntowej na wyniki analizy areoetrycznej. Dla ułatwienia obliczeń przyjęto, Ŝe areoetr a kształt prosty (rys. 3.). Rys. 3. Areoetr przyjęty do analizy Fig. 3. Hydroeter accepted for the analysis Areoetr a syetryczną bańkę i jest zbliŝony kształte do areoetrów stosowanych w laboratoriach geotechnicznych w Polsce. Charakterystyczne wyiary areoetru podano w tab. 1. ZaleŜność gęstości kalibrowanej areoetru ρ k od głębokości połoŝenia środka wyporu bańki areoetru H r pokazano na rys. 4. Tabela 1. Charakterystyczne wyiary areoetru Table 1. Characteristic hydroeter easurents D a D s h h g h s N W a [] [] [] [] [] [] [kn] 3 5 14 7 4 2 6,5179 1 9 Wartości ρ k otrzyano przy załoŝeniu, Ŝe roztwór (zawiesina gruntowa) jest jednorodny. Zgodnie z prawe Archiedesa: Wa ρ k = 1 [g/c 3 ] (3) gv a gdzie: W a = 6,5179 1 9 kn cięŝar areoetru, V a objętość części areoetru zanurzonej w roztworze (jednorodnej zawiesinie gruntu) [c 3 ], g = 9,81/s 2 przyspieszenie zieskie.

228 Z. Szypcio Rys. 4. ZaleŜność ρ k od H r Fig. 4. ρ k H r dependence Gdy w cylindrze sedyentacyjny nie a areoetru, to cząstki opadają po linii prostej (rys. 5.), po włoŝeniu zaś do zawiesiny areoetru cząstki gruntu opadające uszą się zieścić poiędzy ścianką wewnętrzną cylindra a ścianą areoetru (rys. 5.). Rys. 5. Tory opadających cząstek Fig. 5. Sinking particle strealines

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 229 Przyjując zate jednorodność rozkładu cząstek w płaszczyźnie pozioej na głębokości z, gęstość zawiesiny jest większa niŝ odpowiednia gęstość zawiesiny w ty say czasie na tej saej głębokości w cylindrze sedyentacyjny bez areoetru. Oznaczając jako ρ * gęstość zawiesiny na głębokości z, oŝna zapisać: ρr 1 ρ* = ρr + s 1 ρ A s c Aa A c (4) lub ρr 1 ρ* = ρr + s 1 2 ρ s D 1 D c (5) gdzie: A a pole przekroju areoetru na głębokości z [c 2 ], A c pole przekroju powierzchni wewnętrznej cylindra na głębokości z [c 2 ], D średnica areoetru na głębokości z [], D c średnica wewnętrzna cylindra []. W cylindrze bez areoetru na głębokości z ciśnienie jest równe: z ( ) γ ( ) p z = z dz (6) Gdy areoetr jest na stałe włoŝony do zawiesiny gruntowej, to w zawiesinie na głębokości z ciśnienie jest równe: gdzie z p * z = * z dz (7) ( ) γ ( ) ( z) ρ ( ) γ * = * z g (8) Dla areoetrów o duŝej średnicy (D a ) i ałej średnicy wewnętrznej cylindra poiarowego γ *( z) oŝe być ono znacznie większe od γ ( z ). Stąd w norach i praktyce do badań dobiera się cylinder, tak aby D c /D a 2 [6, 7, 1].

23 Z. Szypcio W badaniach po włoŝeniu areoetru do zawiesiny i po ustabilizowaniu jego pozycji jest wykonywany odczyt. Czas stabilizacji zaleŝy od kształtu areoetru i doświadczenia laboranta. Powinien to być jak najkrótszy czas, tak aby areoetr nie zieniał znacząco gęstości zawiesiny. Po włoŝeniu areoetru pozio zawiesiny w cylindrze wzrasta. Przyjuje się, Ŝe głębokość zanurzenia środka wyporu bańki areoetru (H r ) jest ierzona od poziou przed włoŝenie areoetru [1, 3, 5, 6, 7, 1]. Na głębokości z ciśnienie jest równe: z p( z) = γ ( z) dz (9) gdy cząstki gruntu opadają swobodnie. W przypadku włoŝenia areoetru do zawiesiny: z p *( z) = γ *( z) dz (1) W początkowej fazie sedyentacji proces jest tak dynaiczny, Ŝe poiary powinny być wykonywane z ciągle włoŝony areoetre, co a wpływ na wyniki poiarów. W dalszej części pracy przyjuje się rozkład ciśnień w zawiesinie gruntowej obliczony z równania (9), tzn. Ŝe czas włoŝenia areoetru i czas stabilizacji jest krótki i nie wpływa znacząco na wyniki poiarów. Zawiesina gruntowa wywołuje parcie na ściany zanurzonego w niej areoetru. Przykładowy rozkład parć dla przyjętego areoetru pokazano na rys. 6. Rys. 6. Przykładowy rozkład parć na ścianę areoetru Fig. 6. An exaple diagra of a hydroeter wall pressure

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 231 4. Współczynnik korekcyjny Składowa pionowa parć na ściany areoetru jest skierowana do dołu na powierzchniach ściany areoetru powyŝej środka wyporu i do góry na powierzchniach ściany areoetru poniŝej środka wyporu. Na powierzchniach pionowych składowa pionowa parć jest równa zeru. Wypór areoetru oŝe być obliczony z równania: H r + hg 2 πd ( ) ( ) tan( α) s (11) 4 W = p z r z dz + p gdy p(z) jest wyznaczone z równania (9) H r 2 πd * = *( ) ( ) tan( α) + * s 4 W p z r z dz p (12) gdy p*(z) jest obliczone z równania (1), p i p * są zaś wartościai ciśnienia na ściance dolnej areoetru dla z = H + h. Dla przyjętego do analizy areoetru (rys. 3.) a = dla z < H r hg i H r hg + hs z H r + hg hs, r g Da Ds α = arctan 2hs dla Hr hg z < Hr hg + hs (13) Da Ds α = arctan 2hs dla H + h h z H + h, r g s r g natoiast D r( z ) = s dla z H r hg, 2 Ds r( z) = +,5( z H r hg )( Da Ds ) dla H r hg z H r hg + hs, 2 r( z) =,5D a dla H r hg + hs z H r + hg hs (14) r( z) =,5D,5( z H h + h )( D D ), a r g s a s r( z) =,5D s dla z = H r + hg hs.

232 Z. Szypcio JeŜeli jest znana krzywa uziarnienia gruntu, to dla kaŝdego czasu sedyentacji oŝna znaleźć teoretycznie rozkład gęstości (ρ ) i (ρ *), p i p* oraz W i W*. Wypór usi być równy cięŝarowi areoetru W a. Zate dla kaŝdej krzywej uziarnienia i czasu sedyentacji oŝna znaleźć głębokość zanurzenia środka wyporu bańki areoetru i gęstość na pozioie środka wyporu bańki areoetru, oznaczając je odpowiednio przez H r i H r *. Wartość H r odpowiada głębokości zanurzenia, gdy gęstości są liczone bez areoetru włoŝonego do zawiesiny i gdy jest spełniony warunek: W = W a (15) H r * odpowiada głębokości zanurzenia, gdy w rozkładzie gęstości jest uwzględnione zakłócenie wywołane ciągły pobyte areoetru w zawiesinie i gdy jest spełniony warunek: W * Wa = (16) PoniewaŜ Hr* Hr, to γ * γ i W* W. Dalej jest analizowana tylko sytuacja, gdy areoetr jest bardzo szybko wkładany do zawiesiny i gdy jest wykonywany odczyt. MoŜna wówczas przyjąć, Ŝe rzeczywisty wypór zawiesiny jest równy W. Dla tak określonej wartości H r otrzyano gęstość zawiesiny (ρ ) na pozioie środka wyporu areoetru i gęstość teoretyczną zawiesiny o jednorodny rozkładzie gęstości (ρ k ) odczytaną z wykresu na rys. 4. lub obliczoną z równania (3). Dla kaŝdego areoetru i gęstości zawiesiny oŝna znaleźć równowaŝny odczyt areoetru [6]: Rh Zate = ( ρ 1)1 (17) R hk = ( ρ 1)1 (18) k R h = ( ρ 1)1 (19) W roztworze odniesienia R = ( ρ 1)1 (2) W analizie jako roztwór odniesienia przyjęto wodę destylowaną. Dla obliczonych wartości R hk i R h oŝna znaleźć zodyfikowane odczyty areoetru oznaczone odpowiednio jako: R = R R (21) dk hk

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 233 R = R R (22) d h Frakcję niejszą niŝ średnica zastępcza naleŝy obliczyć ze wzoru [6]: 1ρs K = R ( ρ 1) s d (23) Zate dla danego zagłębienia środka wyporu areoetru oŝna obliczyć odpowiednie wartości K z równania (23) przy załoŝeniu, Ŝe zawiesina jest jednorodna (ρ k ) i zawiesina a zienną gęstość (ρ ). MoŜna więc napisać wzory: K k 1ρs = R ( ρ 1) s dk (24) K 1ρs = R ( ρ 1) s d (25) W pracy współczynnik korekcyjny zdefiniowano jako: K K α = (26) k PoniewaŜ ρ ρk, to Rd Rdk i K Kk, zate α 1. Teoretycznie wartość współczynnika α = 1 dla jednorodnej zawiesiny w chwili początku sedyentacji (t = ) i w chwili zakończenia sedyentacji ( t = ). Z wykresów zian gęstości w czasie sedyentacji (rys. 2.) wynika, Ŝe inialne wartości współczynnika korekcyjnego α występuje dla czasu sedyentacji t 15 s. 5. Przykład W celu zobrazowania przedstawionej analizy obliczono teoretyczne wartości współczynnika korekcyjnego α dla gruntów A i B, których rzeczywiste krzywe uziarnienia pokazano linią ciągłą na rys. 7. Przyjęto, Ŝe zawiesinę wykonano w roztworze wody destylowanej, biorąc 2 g szkieletu gruntowego do wykonania zawiesiny. Gęstość właściwa szkieletu gruntowego ρ s = 2,7 g/c 3. Badania wykonano w teperaturze 2 o C, zate ρ r =,9982 g/c 3 i η = 1,2 Pas [6]. Areoetr przyjęto o kształtach pokazanych na rys. 3.

234 Z. Szypcio Rys. 7. Rzeczywiste i teoretyczne krzywe uziarnienia Fig. 7. Real and theoretical grain-size distribution curves Zgodnie z wcześniej oówioną procedurą obliczono wartości współczynnika korekcyjnego α dla czasów sedyentacji: 5, 15, 3, 6, 12, 3 i 9 s. Otrzyane wartości współczynnika korekcyjnego α i aproksyowane krzywe zaleŝności wartości współczynnika α od czasu sedyentacji pokazano na rys. 8. MoŜna stwierdzić, Ŝe dla czasu sedyentacji dłuŝszego od 9 s wartość współczynnika korekcyjnego jest równa 1. Średnica zastępcza cząstek odpowiadająca czasowi sedyentacji 9 s wynosi ok.,2. Rys. 8. ZaleŜność α od czasu sedyentacji Fig. 8. α dependence on sedientation tie

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 235 Znając krzywą uziarnienia, oŝna obliczyć teoretyczne procentowe zawartości ziaren o średnicy niejszej niŝ d i : K k * K * = (27) α gdzie K k * jest procentową teoretyczną zawartością ziaren o średnicy < d i z uwzględnienie współczynnika korekcyjnego, K* zaś rzeczywistą procentową zawartością ziaren. Dla gruntu A teoretyczna krzywa uziarnienia znacząco się róŝni od krzywej uziarnienia rzeczywistej dla, 2 < d i, 63. Dla gruntu B o niejszej zawartości cząstek drobnych i inny kształcie krzywej uziarnienia róŝnice są znacznie niejsze. Współczynnik redukcyjny przedstawia róŝnicę poiędzy rzeczywisty niejednorodny rozkłade gęstości zawiesiny w cylindrze sedyentacyjny a odpowiadającą teu zagłębieniu areoetru gęstością jednorodnej zawiesiny. RozwaŜania teoretyczne przyjęto dla prostego kształtu areoetru o ało opływowy kształcie. Dla bardziej opływowego areoetru o innych paraetrach wartość współczynnika korekcyjnego α będzie inna. ZauwaŜy, Ŝe podczas wykonywania analizy areoetrycznej nie jest znana rzeczywista krzywa uziarnienia gruntu, lecz krzywa otrzyana z badań. Aby realnie przeprowadzić analizę, naleŝy zastosować procedurę iteracyjną. W pierwszy kroku iteracji jako krzywą rzeczywistą naleŝy przyjąć krzywą otrzyaną z badań oraz znaleźć przybliŝone połoŝenie rzeczywistej krzywej uziarnienia. W następny kroku naleŝy tę krzywą przyjąć jako rzeczywistą i otrzyać teoretyczne połoŝenie krzywej uziarnienia. Procedurę naleŝy powtarzać do chwili, gdy krzywa uziarnienia uzyskana z badań będzie pokrywała się z krzywą teoretyczną otrzyaną z obliczeń według procedury przedstawionej w pracy. NaleŜy zauwaŝyć, Ŝe procedura znalezienia współczynnika korekcyjnego α jest bardzo pracochłonna i wyaga duŝej dokładności obliczeń. 6. Wnioski W początkowej fazie sedyentacji proces jest bardzo dynaiczny i gęstość zawiesiny gruntowej jest znacząco niejednorodna. Maksyalną niejednorodność otrzyuje się w 15-2 s sedyentacji. Niejednorodność zaleŝy od asy gruntu uŝytej podczas badań, lepkości roztworu i gęstości właściwej szkieletu gruntowego. Ze względu na to, Ŝe areoetry są kalibrowane w roztworach o jednorodnej gęstości, a zawiesina gruntowa jest niejednorodna oŝliwe jest uwzględnienie tego faktu, stosując współczynnik korekcyjny. Procedurę obliczeń współczynnika korekcyjnego dla teoretycznej krzywej uziarnienia i teoretycznego areoetru przedstawiono w pracy. Wartość współczynnika korekcyjnego aleje wraz z upływe czasu sedyentacji i praktycz-

236 Z. Szypcio nie oŝna przyjąć, Ŝe α 1 dla czasu sedyentacji 3 s. Cząstki o średnicy zastępczej d <,1 ogą być traktowane jako zawiesiny i rzeczywista niejednorodność gęstości będzie nieco niejsza. Autor jest w pełni świado o teoretyczny charakterze rozwaŝań, które powinny być potwierdzone w badaniach laboratoryjnych i analizach teoretycznych. Literatura [1] Bardet J.P.: Experiental soil echanics. Prentice Hall, New Jersey 1997. [2] DołŜyk K., Chielewska I.: Gęstości roztworów pirofosforanu sodu i heksaetafosforanu sodu w wodzie. Czasopiso InŜynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, JCEEA, nr 4/214, s. 55-63. [3] Geotechnical Engineering Bureau: Test ethod and discussion for the particle size analysis of soils by hydroeter ethod. New York State Departent of Transportation, April 27. [4] Gołębiewska A., Hyb W.: Ocena niepewności wyników poiarów w analizie areoetrycznej gruntu. GeoinŜynieria. Drogi Mosty Tunele, nr (4) 28, s. 3-35. [5] Kalinski M.E.: Soil echanics. Lab anual. John Wiley&Sons, USA 211. [6] PKN-CEN ISO/TS 17892-4: Badania geotechniczne. Badania laboratoryjne gruntów. Część 4: Oznaczanie składu granuloetrycznego. PKN, Warszawa 29. [7] PN-88/B-4481: Grunty budowlane. Badania próbek gruntu. [8] Soltczyk W. (ed.): Geotechnical Engineering Handbook. Volue 1. Fundaentals. Ernst&Sohn, A Wiley Copany, 22. [9] Szypcio Z., DołŜyk K.: Lepkość roztworów pirofosforanu sodu i heksaetafosforanu sodu w wodzie destylowanej. Czasopiso InŜynierii Lądowej, Środowiska i Architektury, z. 64 (4/14), s. 239-249. [1] Verwaal W.: Soil echanics. Laboratory anual. Geotechnical Laboratory of DGM. Thiphu Bhutan, February 24. THE INITIAL PHASE OF SEDIMENTATION IN HYDROMETER ANALYSIS OF SOIL S u a r y The paper has analyzed the difficulty of interpretation of hydroeter analysis results in the initial phase of sedientation. In the initial phase of sedientation the dynaics of the process has a crucial influence on the analysis results. The suspension density varies during sedientation. Dynaics of changes in density depends on the soil particle size coposition. Hydroeters are calibrated in solutions of constant density, so that the density of the suspension is dependent on the shape of the hydroeter, and in particular the position of the gravity center, hydroeter s bulb shape and the diaeter of the pipe. After inserting the hydroeter into the suspension, descending particles of the soil suspension are located between the bulb and the cylinder wall of the hydroeter, thus density of the soil suspension varies not only due to the depth but also in cross section. With tie of the sedientation the process dynaics is significantly reduced, and the changes have no aterial

Początkowa faza sedyentacji w analizie... 237 ipact on the easureent of the density of the soil suspension. In the study, considering the theoretical density changes in tie in vertical and horizontal sections there have been found correction factor values for two exeplary soils. The value of the correction factor significantly depends on the soil particle size coposition. The iniu value of the correction factor was obtained for 15 seconds of sedientation tie. After 9 seconds the value of the correction factor is close to unity. With sufficient accuracy for engineering practice the size distribution can be deterined by neglecting the first 4-5 inutes of the initial phase of sedientation assuing the correction factor is equal to unity. Keywords: soils, grain-size distribution, hydroeter analysis Przesłano do redakcji: 1.1.214 r. Przyjęto do druku: 2.12.214 r. DOI:1.7862/rb.214.139

238 Z. Szypcio