ANALIZA MAKROSKOPOWA Analiza makroskopowa gruntu polega na przybliżonym określeniu: rodzaju, nazwy, niektórych cech fizycznych oraz stanu badanego gruntu bez użycia przyrządów. Stosuje się ją w terenie oraz jako wstępne badania laboratoryjne. Zgodnie z EN ISO 14688 wykonując analizą makroskopową określa się następujące cechy gruntów: Oznaczanie składu granulometrycznego Oznaczanie kształtu cząstek Oznaczanie składu mineralnego Oznaczanie zawartości drobnych cząstek Oznaczanie barw gruntu Oznaczanie zawartości węglanów wapnia Oznaczanie wytrzymałości w stanie suchym Oznaczanie dylatacji pyłu i iłu Oznaczanie plastyczności Oznaczanie zawartości piasku, pyłu i iłu w gruntach Oznaczenie konsystencji Oznaczanie i opis gruntów organicznych Oznaczanie stopnia rozłożenia torfu Oznaczenie i opis gruntów wulkanicznych
OZNACZANIE SKŁADU GRANULOMETRYCZNEGO W celu oznaczenia rozkładu wielkości cząstek, próbkę należy rozłożyć na płaskiej powierzchni lub na dłoni. Wymiary cząstek próbki należy porównać ze standardami uziarnienia zawierające materiał różnych przedziałach wymiarów cząstek Cząstki pyłu i iłu nie są widoczne gołym okiem dlatego do oznaczenia cech takiego gruntu należy stosować inne metody OZNACZANIE KSZTAŁTU CZĄSTEK W przypadku grubych frakcji, opisuje się kształt cząstek w nawiązaniu do ich stopnia obtoczenia (który wskazuje na stopień zaokrąglenia krawędzi i naroży), ich ogólny kształt i charakter powierzchni. Terminy stosowane w opisach, wykorzystywane zwykle do żwiru lub grubszych frakcji, podane są w tabeli poniżej. Z-1
OZNACZANIE SKŁADU MINERALNEGO Skład mineralny poszczególnych cząstek gruntu oznaczany jest według zasad geologicznych. Nazwy występujących minerałów, razem z nazwą ich pokrycia, powinny być dołączone do opisu gruntu. W czasie badania frakcji gruboziarnistej w badaniu polowym często niezbędna jest lupa. UWAGA! Trzeba pamiętać ze cząstki żwiru są zwykle fragmentami skał, np. piaskowca, wapienia. Żwir i okruchy piasku mogą być pokryte substancją mineralną, w tym kalcytem lub tlenkiem żelaza. Mogą występować kształty, np. gipsu w iłach i pirytu w kredzie OZNACZANIE ZAWARTOŚCI DROBNYCH CZĄSTEK Przy oznaczaniu składu gruntu drobne frakcje występujące w małej ilości w próbce należy wypłukać, a grubszą pozostałość opisać na podstawie wymiarów i kształtów cząstek, rodzaju materiału i innych specyficznych składników. Na podstawie czasu trwania i dokładności procesu przemywania oraz badania otrzymanego osadu określa się na rodzaj i zawartość procentową frakcji drobnych. OZNACZANIE BARW GRUNTU Barwa gruntu, choć zależy od warunków lokalnych, często wskazuje na skład materiału i jego rozkład. Barwa pozwala rozróżnić grunty mineralne i organiczne. Na udział substancji organicznej w gruncie wskazują specyficzny zapach i barwę. Intensywności zapachu i barwy pozwalają ocenić proporcję substancji organicznej do mineralnej i zaleca się ich uwzględnienie w opisie gruntu. np. Grunt organiczny makroskopowo odróżniamy od mineralnego między innymi po bardzo ciemnej barwie, widocznych w nim częściach organicznych. Grunt organiczny jest wyraźnie lżejszy od mineralnego. UWAGA! Ponieważ wiele gruntów zmienia szybko swoją barwę na powietrzu, ważne jest, aby barwy określić na świeżo odsłoniętej powierzchni przy pełnym świetle dziennym. Przykładem jest grunt drobny zawierający tlenek żelaza. W warunkach nawodnienia wodą słodką ma często barwę zielono-oliwkową, lecz na powietrzu utlenia się, zmienia barwę na czerwono. Wskazanie jest stosowanie wzorcowej skali barw (ujednolicenie). Z-2
OZNACZANIE ZAWARTOŚCI WĘGLANÓW Zawartość węglanów oznaczona jest na podstawie reakcji na krople 10-procentwego lub rozcieńczonego wodą w proporcji 3:1 roztworu HCL. Wyróżniamy: Grunt bezwapnisty (0) nie reaguje z kwasem Grunt wapnisty (+) lekko pieni się pod wpływem kwasu solnego Grunt silnie wapnisty (++) intensywnie pieni się pod wpływem kwasu solnego. UWAGA! W przypadku mokrych lub wilgotnych gruntów, reakcja z kwasem ujawnia się z opóźnieniem. Natomiast duża wytrzymałość w stanie suchym jest często wynikiem działania węglanu jako substancji cementującej) OZNACZANIE WYTRZYMAŁOŚCI W STANIE SUCHYM W celu oznaczenia wytrzymałości w stanie suchym próbkę należy wysuszyć. Jej opór w czasie rozdrabniania lub sproszkowania pomiędzy palcami jest miarą wytrzymałości gruntu w stanie suchym. Rozróżniamy: A) mała wytrzymałość w stanie suchym: wysuszony grunt rozpada się pod lekkim lub średnim naciskiem palca B) średnia wytrzymałość w stanie suchym: wysuszony grunt rozpada się pod wyraźnym naciskiem palców na bryłki, które nadal wykazują spoistość C) duża wytrzymałość w stanie suchym: gruntu wysuszonego nie można rozdrobnić pod naciskiem palców, a może być jedynie rozłamany OZNACZANIE DYLATANCJI PYŁU I IŁU Zachowanie się gruntów spoistych przy wstrząsaniu wskazuje na zawartość pyłu i iłu. Wilgotną próbką o wymiarach 10/20 mm należy wstrząsać, przerzucając ją miedzy dłońmi. Próbka staje się błyszcząca na skutek pojawienia się wody na jej powierzchni. Przy naciskaniu próbki palcami woda znika. Zawartości pyłu lub iłu może być określona na podstawie czasu potrzebnego na pojawienie się wody przy wstrząsaniu i na jej zanikanie przy nacisku. Woda pojawia się i znika szybko w przypadku występowania frakcji pylastej Si. Wstrząsanie i nacisk nie dają efektu w przypadku występowania frakcji iłu Cl. Im wolniej pojawia się woda na powierzchni próbki, tym mniejsza jest zawartość pyłu i tym większa zawartość iłu. OZNACZANIE PLASTYCZNOŚCI W celu oznaczenia plastyczności (zwięzłości) wilgotna próbkę gruntu (kawałek gruntu o wymiarach około 1 cm) należy wałeczkować na gładkiej powierzchni, aby otrzymać wałeczek o średnicy około 3mm, następnie zlepić go z powrotem i powtarzać wałeczkowanie do chwili, kiedy na skutek utraty wody nie daje się wałeczkować, a tylko zlepiać. Osiąga się w ten sposób granicę plastyczności: A) mała plastyczność: próbka wykazuje spoistość, lecz nie można wykonać wałeczka o średnicy 3 mm B) duża plastyczność: próbkę można wałeczkować do uzyskania cienkich wałeczków.
OZNACZANIE ZAWARTOŚCI PIASKU, PYŁU I IŁU W GRUNTACH Do oznaczenia w gruncie zawartości piasku, pyłu i iłu należy rozcierać mała próbkę gruntu pomiędzy palcami, jeśli jest do konieczne to w wodzie. A) Ilość zawartej frakcji piaszczystej może być określona z wyczuwalnego stopnia szorstkości materiału. Gruby pył może być także wyczuwalny jako szorstki, lecz jego poszczególne ziarna nie są widoczne gołym okiem. B) Grunt ilasty w dotyku przypomina mydło oraz przykleja się do palców i nie można go usunąć bez opłukiwania, nawet w stanie suchym. C) Grunt pylasty wyczuwa się jako gładki w dotyku, suche cząstki gruntu przyklejone do palców można łatwo zdmuchnąć lub usunąć przez klaskanie dłońmi. D) Grunty, zawierające ponad 50% cząstek piaskowych, przy rozcieraniu pozostawiają miedzy palcami dużo ostrych ziaren piasku. E) Grunty,zawierające ponad 50% cząstek pyłowych, mają mało ziaren piaskowych, które są tak drobne, ze nie wyczuwa się ich przy rozcieraniu) W celu stwierdzenia obecności iłu lub pyłu próbkę o naturalnej wilgotności należy rozciąć nożem. Błyszcząca nacięta powierzchnia wskazuje na zawartość iłu, podczas gdy matowa powierzchnia jest charakterystyczna dla pyłu lub pyłu ilasto-piaszczystego o małej plastyczności. W celu szybkiej oceny powierzchnię próbki można zarysować lub wygładzić paznokciem. OZNACZENIE KONSYSTENCJI Konsystencję gruntu spoistego: A. Grunt należy określić jako miękkoplastyczny jeśli wydostaje się miedzy palcami przy ściskaniu B. Grunt należy określić jako plastyczny jeśli można go formować przy lekkim nacisku palców C. Grunt należy określić jako twardoplastyczny jeśli nie może być formowany palcami, lecz może być wałeczkowany w ręku do wałeczka 3 mm bez spękań i rozdrabniania się D. Grunt należy określić jako zwarty jeśli rozpada się i pęka podczas wałeczkowania do wałeczka o średnicy 3 mm, lecz jest ciągle dostatecznie wilgotny, aby ponownie uformować z niego bryłę E. Grunt należy określić jako bardzo zwarty jeśli jest wysuszony, najczęściej ma jasna barwę. Nie można z niego uformować kulki, rozdrabnia się pod naciskiem. Można go zarysować paznokciem.
METODA OZNACZANIA I OPISU GRUNTÓW ORGANICZNYCH Zapach gruntu może wskazywać na to że ma on charakter nieorganiczny lub organiczny. Świeże, wilgotne grunty organiczne zwykle maja zapach pleśni, która może być zintensyfikowana przez podgrzewanie wilgotnej próbki. Rozkładające się zgniłe składniki organiczne w gruncie mogą być rozpoznawane dzięki zapachowi typowemu dla siarkowodoru, który może być mocniejszy przy dodaniu rozcieńczonego kwasu solnego do próbki. Suche iły mają zapach ziemisty. OZNACZANIE STOPNIA ROZŁOŻENIA TORFU Oznaczanie to przeprowadzamy przez ściskanie mokrej próbki torfu w ręku. Jeśli ściskanie nie daje rezultatu, ponieważ torf jest zbyt suchy, torf można ocenić na podst. wyglądu. Gdy w torfie są widoczne dobrze zachowane części roślinne, torf jest mało rozłożony lub średnio rozłożony Gdy w torfie brak jest widocznych części roślinnych, torf jest bardzo lub całkowicie rozłożony
METODA OZNACZENIA I OPISU GRUNTÓW WULKANICZNYCH Grunt znajdujący się na obszarze występowania gruntów wulkanicznych możne być oznaczony jako wulkaniczny na podstawie obecności w nim pumeksu i żużlu. Inna metoda jest pomiar objętości szkliwa wulkanicznego otrzymanego w wyniku przemywania gruntu. Cząstki gruntów wulkanicznych mają zazwyczaj kształt pęcherzyków, a ich gęstość jest stosunkowo mała. Grunty te mają charakterystyczną barwę zależną od właściwości magmy lub skały macierzystej. Grunt wulkaniczny jako frakcja główna jest i opisywany według wielkości, struktury i barwy cząsteczek. DODATKOWO GENEZA GRUNTU Zaleca się zakończenie opisu gruntu, jeśli to możliwe, geologiczna genezę gruntu, zwykle zapisywanie w nawiasie