Wyniki badań laboratoryjnych wybranych parametrów geotechnicznych dla gruntów spoistych z tematu: Borzęta - osuwisko Badania wykonał i opracował: Dr inŝ. Tadeusz Mzyk... Gliwice 2011-11-24 1
1. Podstawa wykonania badań laboratoryjnych Badania laboratoryjne wykonano na podstawie zlecenia pismem z dnia 09.11.2011 oraz 16.11.2011 dzieła: wykonania badań laboratoryjnych oznaczenia wilgotności naturalnej, gęstości objętościowej, stopnia plastyczności, kąta tarcia wewnętrznego i spójności, na jednej próbce kategorii A (NNS), oraz sześciu próbkach kategorii B (NW, NU) gruntów spoistych pobranych z otworów badawczych wykonanych w ramach realizacji tematu Borzęta - osuwisko. Zlecającym badania laboratoryjne jest Przedsiębiorstwo Usługowe GEO CARBON Sp. z o.o. 40-127 Katowice ul. Sokolska 68. 2. Zakres badań Zakres badań, zgodnie z pismem z dnia 09 i 16 listopada 2011 r. obejmował oznaczenie: - wilgotności naturalnej, - gęstości objętościowej, - stopnia plastyczności, - kąta tarcia wewnętrznego - spójności, dla próbki o strukturze nienaruszonej (NNS) jedna próbka (z otw. 6/11 3,8 4,2 m) oraz: - oznaczeń makroskopowych, - wilgotności naturalnej, - gęstości objętościowej, - stopnia plastyczności (granic konsystencji w p, w L, w n ), - kąta tarcia wewnętrznego, - spójności, w aparacie skrzynkowym (w warunkach jednoosiowego ścinania) próbek o strukturze naruszonej sześć próbek. Wszystkie badania laboratoryjne przeprowadzono zgodnie z PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badanie próbek gruntu. 3. Charakterystyka dostarczonych do badań próbek Dostarczone do badań próbki stanowiły grunty spoiste pobrane z otworów badawczych. Próbki zostały pobrane bezpośrednio z otworów badawczych przy pomocy próbnika NNS o długości. 0,7 [m] i średnicy φ = 83 [mm] (próbnik typu Shelby - jedna próbka) oraz sześciu 2
próbek o naruszonej strukturze (NW, NU). Próbki zostały dostarczone 10 listopada 2011 roku (próbka NNS), oraz 16 listopada 2011 roku (próbki 1/11; 4/11; 5/11 dwie próbki; 7/11 i 11/11). Próbka NNS zabezpieczona była w próbniku NNS, owinięta folią i opisana niezmywalnym flamastrem, próbki o naruszonej strukturze (NW, NU) zabezpieczone były workiem foliowym i opisane na metryczce. Dostarczone do badań próbki sklasyfikowano zgodnie z PN-B-04481:1988 jako: - NNS (próbka o nienaruszonej strukturze próbka z otw. 6/11 głęb. 3,8 4,2 m) próbkę kategorii A, - NW i NU próbki z otworów 1/11; 4/11; 5/11 dwie próbki; 7/11 i 11/ (próbki o naturalnej wilgotności i uziarnieniu) próbki kategorii B. Oznaczenie próbek laboratoryjnych przyjęto jak w tabeli 1. Lp. Oznaczenie próbki przez zlecającego Tab. 1 Zestawienie dostarczonych do badania próbek Głębokość pobrania próbki m p.p.t. Oznaczenie próbki w Laboratorium 1. 6/11 NNS 3,8 4,2 GK7/NNS/XI/2011 Sposób oznaczenia Opisany próbnik NNS - Shelby w folii ochronnej 2. 1/11 5,0 5,5 (5,4) GK8/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 3. 4/11 7,0 7,6 (7,5) GK9/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 4. 5/11 0,5 1,7 (0,7) GK10/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 5. 5/11 3,7 4,0 (3,8) GK11/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 6. 7/11 2,5 6,0 (4,8) GK12/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 7. 11/11 1,4 2,0 (1,5) GK13/XI/2011 Worek foliowy z metryczką 4. Metodyka badań Dla próbki NNS GK7/NNS/XI/2011: Wilgotność naturalną oznaczono wagowo (wg PN-88/B-04481), granicę płynności metodą Casagrande a (PN-86/B-02480), granicę plastyczności i skurczalności zgodnie z normą PN-86/B-02480. Wyniki posłuŝyły do obliczenia stopnia plastyczności I L. Gęstość objętościową oznaczono metodą cylindra (wg PN-88/B-04481) na próbkach o naturalnej wilgotności. Badania kąta tarcia wewnętrznego i spójności przeprowadzono zgodnie z metodyką podaną w PN-B-04481:1988. punkt 7.2.3. Przeprowadzone ścinanie określone zgodnie z normą jako ścinanie po konsolidacji i bez odpływu. Walcową próbkę gruntu o wymiarach: średnica 3
d = 3,7 cm (powierzchnia 10 cm 2 ), wysokość = 8 cm, umieszczoną w komorze aparatu trójosiowego. Zgodnie z podziałem badań przeprowadzanych w aparacie trójosiowego ściskania przeprowadzone badanie było badaniem po konsolidacji izotropowej próbki i bez odpływu (badanie CIU). Badanie polega na poddaniu próbki pewnemu naciskowi jednakowemu ze wszystkich stron, przyjęto wartość ciśnienia równą obciąŝeniu pierwotnemu (obliczonemu dla głębokości pobrania próbki zakładając, Ŝe profil gruntowy jest jednorodny identyczny do gruntu pobranego). Przyjęto gęstość objętościową gruntu wg PN-B-03020: 1981 jak dla glin/iłów plastycznych równą 2,20 g/cm 3. Obliczenia wykonano dla wartości zmierzonych w trakcie ścinania próbki w momencie zniszczenia próbki. Dla próbek o naruszonej strukturze: Opis makroskopowy wg. PN-B-04481:1988. Wilgotność naturalną oznaczono wagowo (wg PN-88/B-04481), granicę płynności metodą Casagrande a (PN-86/B-02480), granicę plastyczności i skurczalności zgodnie z normą PN-86/B-02480. Wyniki posłuŝyły do obliczenia stopnia plastyczności I L. Gęstość objętościową oznaczono metodą cylindra (wg PN-88/B-04481) na próbkach o naturalnej wilgotności. Oznaczenie kąta tarcia wewnętrznego i spójności wykonano w aparacie bezpośredniego ścinania AB - 2A zgodnie z wymaganiami PN-89/B-04483; PN-89/B-04482 i PN-88/B-04481. Oznaczenie przeprowadzono na materiale o wilgotności naturalnej. Zastosowano skrzynki o wymiarach 60 x 60 x 60 mm. Stosowano pięć stopni obciąŝenia normalnego σ n = 50, 100, 150, 200, 300 kpa, przy prędkości ścinania równej 0,01 mm/min. Przy kaŝdym stopniu obciąŝenia była wykonywana konsolidacja materiału przez okres pół godziny. Wartości kąta tarcia wewnętrznego oraz spójności obliczono zgodnie z metodyką podaną w PN-B- 04481:1988 pkt. 7.2.2.7. 5. Wyniki badań Wyniki przeprowadzonych badań zestawiono w tabeli 2, 3 i 4. Tab. 2 Wartości wilgotności naturalnej, gęstości objętościowej, stopnia plastyczności, kąta tarcia wewnętrznego i spójności dla próbki NNS Oznaczenie próbki w laboratorium Wilgotność naturalna Gęstość objętościowa [g/cm 3 ] Stopień plastyczności [-] GK7/NNS/XI/2011 21,84 2,07 0,27 Kąt tarcia wewnętrznego* φ cu (stopnie) 13,4/ ±0,62 Spójność* c cu kpa 14,05/ ±0,29 4
Tab. 3 Opis makroskopowy próbek GK8/XI/2011 GK13/XI/2011 Lp. Oznaczenie próbki w laboratorium Klasa zawartości węglanów (% CaCO 3 ) Barwa Wilgotn. Próba wałeczkowania, próba rozcierania grupa gruntu rozmakalność Opis uzupełniający Nazwa gruntu/stan 1. GK8/XI/2011 I oliwkowo szara (liczne przewarstwienia pomarańczowe) W. pęka poprzecznie bez połysku 2/2; 2/1; 1/1 grupa III rozmak. 5 60 min grunt bardzo niejednorodny glina pylasta do gliny /tpl 2. GK9/XI/2011 I ( brunatno pomarańczowe) Nie daje się wałeczk. 0/0; 1/0; 0/0 lekko nawodniona - w. pęka poprzecznie od pocz. z połyskiem - grunt w stanie pzw grupa II; rozm. w czasie pow. 24 h łupka piaszczystego makroskopowo widoczne ziarna miki ił (ił pylasty) /pzw 3. GK10/XI/2011 I pomarańczowo (warstwowana) W. pęka poprzecznie pod koniec z połyskiem 2/1; 2/1; 2/2 grupa I rozm. w czasie 1 24 h łupka ostrokrawędziste oraz drobne ziarna niejednorodnie rozmieszczone w masie gruntu glina piaszczysta zwięzła (ew. glina zwięzła) /tpl 4. GK11/XI/2011 I miejscami pomarańczowa (przewarstwienia) Grunt nie daje się wałeczk. 1/1; 1/0; 1/0, lekko nawodniona - w. pęka poprzecznie od pocz. z połyskiem - grupa I; rozm. w czasie powyŝej 24 h piaskowca (?) łupka ilastego słabo obtoczone śr. kilku mm ił (ew. ił piaszczysty) pzw 5. GK12/XI/2011 I Grunt nie daje się wałeczk. 1/1; 1/0; 1/0, lekko nawodniona - w. pęka poprzecznie od pocz. z połyskiem - grupa I; rozm. w czasie 1 24 h liczne słabo obtoczone okruchy piaskoca, łupka ilastego, ślady połysku w wyniku przemieszczania się gruntu glina piaszczysta zwięzła /pzw 6. GK13/XI/2011 I pomarańczowo (warstwowana) W. pęka poprzecznie z połyskiem przy końcu wałeczkowania 2/1; 2/1; 2/1 grupa II rozmak. 1 24 h łupka piaszczystego, zawartość przewarstwień piaszczystych glina zwiezła /tpl UWAGA: W próbkach 2 6 znajdowały się okruchy łupka ilastego bądź piaszczystego powodujące duŝą niejednorodność gruntu, stąd niejednoznaczna klasyfikacja. 5
Tab. 4 Wartości w n, w L, w p, I L, gęstości objętościowej oraz kąta tarcia wewnętrznego i spójności badanych gruntów spoistych Lp. Oznaczenie próbki w laboratorium Wilg. natural. w n Granica płynności w L Granica plastyczności w p Stopień plastyczności [-] Gęstość objętościowa [g/cm 3 ] 1. GK8/XI/2011 21,06 37,5 17,59 0,17 2,06 Kąt tarcia wewn.** φ cu (stopnie) 15,3/ ±0,67 Spójność** c cu kpa 17,52/ ±0,24 2. GK9/XI/2011 25,94 56,5 26,38 < 0,0 (-0,01) 2,03 12,8/ ±0,45 27,46/ ±0,54 3. GK10/XI/2011 18,24 39,7 16,23 0,09 2,13 16,4/ ±0,39 21,02/ ±0,42 4. GK11/XI/2011 24,18 52,2 25,37 < 0,0 (-0,04) 2,04 11,9/ ±0,41 32,68/ ±0,73 5. GK12/XI/2011 14,28 36,9 15,42 < 0,0 (-0,05) 2,11 19,0/ ±0,46 27,15/ ±0,61 6. GK13/XI/2011 19,94 38,4 18,27 0,08 2,13 16,3/ ±0,52 20,09/ ±0,33 * - oznaczone w aparacie trójosiowym ** - oznaczenie w aparacie skrzynkowym Uwaga: Próbki GK-9/XI/2011 - GK-13/XI/2011 charakteryzowały płaszczyzny ścięcia występujące w miejscach o większej ilości okruchów lub zaznaczonych (widocznych makroskopowo) płaszczyzn poślizgu. 6