Konsystencje i stany gruntów spoistych
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a5/Soilcomposition.png/280px-Soilcomposition.png)
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
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
- Wskaźnik plastyczności (Ip)
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)
gdzie w to wilgotność naturalna
- Wskaźnik konsystencji (Ic)
gdzie wn to wilgotność naturalna
- Wskaźnik skurczalności (SI) określa zakres wilgotności stanu półzwartego
- Przedział skurczalności (A) parametr stosowany do określenia aktualnej zdolności do skurczu
Konsystencje i stany
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 | pł | 1 < IL (wL < wn) |
Obecnie obowiązująca w Polsce norma PN-EN ISO 14688-2:2018 w odniesieniu do tak rozumianych stanów używa terminu konsystencja, jako kryterium stosuje wskaźnik konsystencji IC (przy czym do obliczenia wskaźnika konsystencji można stosować stopień plastyczności) oraz wprowadza drobne zmiany w nazwach oraz granicach.
Konsystencja gruntu spoistego według PN-EN ISO 14688-2:2006 | Zakres IC | Zakres IL | (zakres wn) |
---|---|---|---|
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 | |
bardzo miękkoplastyczna | IC<0,25 | 0,75<IL |
Zobacz też
- Gruntoznawstwo
Bibliografia
- E. Myślińska, Leksykon gruntoznawstwa, PIG, Warszawa, 1996, ISBN 83-86986-15-8
- S.P. Glinicki Geotechnika budowlana, Skrypt Politechniki Białostockiej, dostęp online [18/07/2009]
- Britannica: science/liquid-limit
- SNL: Atterbergs_skala