Descrierea materialului: ............................................................... 3.DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI PAMNTURILOR 3.1.Scopul determinarii. Definitii Densitatea scheletului unui pamnt se noteaza cu ?s si este raportul dintre masa fragmentelor solide, ms, si volumul propriu al acestora, Vs, fara goluri, la temperatura de referinta 20?C, conform relatiei 3.1. n cazul determinarii densitatii scheletului pamnturilor care contin: argila sub 50%, materii organice sub 2%, saruri solubile n apa sub 0,2% si care la examinarea vizuala au aspect omogen, se foloseste apa ca lichid de referinta. Pentru determinarea densitatii scheletului celorlalte pamnturi, ce nu se ncadreaza n prevederile de mai sus, se va folosi ca lichid de referinta un lichid nepolar (benzen, petrol lampant, etc.). Pentru calculele ingineresti referitoare la terenul de fundare se foloseste notiunea de greutate volumica a scheletului pamntului sau greutate specifica care se noteaza cu ?s. Aceasta se obtine nmultind densitatea scheletului cu acceleratia gravitationala care se considera aproximativ egala cu 10 m/s2. DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI PAMNTURILOR 3.2.Principiul metodei Metoda consta n determinarea masei fragmentelor solide ale pamnturilor prin cntarire, determinarea volumului lor cu picnometrul Figura 3-1 si calcularea densitatii cu ajutorul relatiei: ] [g/cm3sssVm? ? (3-1) 3.3.Pregatirea materialului Fragmentele din blocuri, bolovanisuri si pietrisuri se sfarma, cu mijloace adecvate, pna la trecerea materialului prin sita care are dimensiunile ochiurilor de 2mm. Proba astfel obtinuta, se omogenizeaza prin amestecare si apoi se reduce la aproximativ 100g. Aceasta cantitate se mojareaza ntr-un mojar de ceramica dura, astfel ca ntreg materialul sa treaca prin sita 0,2. Se introduce acest material ntr-o fiola de cntarire, se usuca n etuva la 105 ? 2?C pna la masa constanta, dupa care se pastreaza n exsicator, la temperatura mediului ambiant, n vederea determinarii densitatii scheletului. n cazul pamnturilor coezive se razuieste o cantitate de pamnt de aproximativ 100 g care apoi se usuca, n continuare procedndu-se ca mai sus. Figura 3-1 Tipuri de picnometre 3.4.Aparatura si materiale necesare Pentru determinarea experimentala a densitatii specifice sunt necesare urmatoarele materiale: -mojar cu pistil din otel, -mojar cu pistil din ceramica dura, -sita cu tesatura din srma 2,0, -sita cu tesatura din srma, 0,2, -etuva electrica cu termostat, cu posibilitate de reglare a temperaturii la 105 ? 2?C, -fiole de cntarire de aproximativ 100 cmc, -picnometru de aproximativ 100 cmc cu termometru (Figura 3-1) sau picnometru de aproximativ 100 cmc cu tub capilar, (Figura 3-1). -plnie de sticla cu ?aproximativ 50 mm, cu coada scurta, -bumbac, -baie de nisip electrica, -razatoare, -termometru 10?C ... 40?C, cu precizia 0,1?C, cu tija subtire (n cazul folosirii picnometrului cu tub capilar), -exsicator cu clorura de calciu si exsicator de vacuum, -balanta analitica, -reactivi (apa distilata, dezaerata fara CO2, benzen, petrol lampant fiert si filtrat)3.5.Pregatirea aparaturii Picnometru se curata bine pentru a nu avea pete de grasime sau resturi de pamnt si se usuca. Capilarul dopului trebuie sa fie liber lipsit de strangulari. Se va urmari ca fiecare picnometru sa fie asortat cu dopul sau (acelasi numar de reper). Picnometrele se manevreaza cu mna curata, bine degresata. Plniile din sticla si fiolele de cntarire se curata si se usuca bine. Picnometrele, plniile de sticla si fiolele de cntarire se pastreaza n exsicator. Apoi se cntaresc la balanta, iar masele acestora m0 se nregistreaza, ordonate dupa numarul de reper propriu fiecarui picnometru. Picnometrul umplut cu lichidul de referinta ntrebuintat se cntareste la balanta la diverse temperaturi din ecartul temperaturilor uzuale DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI PAMNTURILOR (15.....30?C). Relatia ntre variatia temperaturii si variatia masei picnometrului este liniara, n ecartul temperaturilor uzuale, si se poate controla grafic. Valorile m2 se nregistreaza, ordonate dupa numarul de reper al fiecarui picnometru si dupa temperatura la care s-a efectuat determinarea. Aceste valori se controleaza periodic pentru a sesiza decalibrarile picnometrului, survenite ca urmare a ncalzirilor repetate. 3.6.Mod de lucru Din materialul pregatit ca mai sus, se introduce n picnometru cu ajutorul plniei o cantitate de aproximativ 12 ... 20 g (limita inferioara pentru materiale argiloase, limita superioara pentru materiale nisipoase), dupa care se cntareste cu ajutorul balantei. Cunoscnd masa picnometrului gol, prin scadere se obtine masa materialului introdus n picnometru, respectiv masa materialului luat n determinare, m1. Se toarna apoi n picnometru lichidul de referinta ales pna ce se acopera pamntul si apoi n continuare pna la aproximativ jumatate din capacitatea picnometrului. Stratul de lichid trebuie sa acopere pamntul cu aproximativ 2 cm. Lichidul se va introduce cu grija pentru a se evita fenomenul de plutire a fragmentelor solide. Dupa aceasta se aseaza picnometrele pe baia de nisip si se ncalzeste progresiv pna la fierbere. Se fierb apoi 15 minute, asigurndu-se o fierbere lenta si regulata, astfel nct materialul pamntos sa nu fie aruncat pe peretii interiori ai picnometrului, neacoperiti de lichid, sau sa iasa din picnometru. La sfrsitul fierberii pamntul din picnometru trebuie sa ramna acoperit cu un strat de minimum 1 cm lichid de referinta. Dupa fierbere si racire se completeaza lichidul de referinta, din picnometru, pna la reper, introducndu-l atent prin prelingere pe peretii de sticla, evitnd agitarea materialului pamntos si se lasa sa se raceasca la temperatura mediului ambiant. Se aplica apoi dopul astfel ca picnometrul sa fie plin cu lichidul de referinta pna la reper, se sterge exteriorul cu o hrtie de filtru si apoi cu crpa curata (se va evita manipularea picnometrului cu mna) si se cntareste la balanta, obtinndu-se masa m3. Temperatura mediului ambiant n timpul determinarii poate fi ntre 15?C si 30?C. 3.7.Prelucrarea rezultatelor experimentale Densitatea scheletului pamntului, ?s, n cazul folosirii unui lichid de referinta cu densitatea ?Lt0, la o temperatura data t?C, se calculeaza cu relatia: LtL som m mm? ? ? ? ?? ??3 2 11 (3-2) n care s-au utilizat notatiile: m1 masa pamntului luat n determinare, uscat la 105?2?C, n g, m2 masa picnometrului umplut pna la reper cu lichidul utilizat, n g, m3 masa picnometrului cu pamnt, umplut pna la reper cu lichidul utilizat, n g, ?Lt?o densitatea lichidului de referinta utilizat, la temperatura t?C, n g/cm3; cnd lichidul utilizat este apa, atuncio otwtL? ? ?(3-3) ? L factor de corectie pentru dilatarea lichidului de referinta utilizat la temperatura t?C; valorile acestui factor sunt redate n tabelul de mai jos mpreuna cu valorile densitatii apei n functie de temperatura ?s densitatea scheletului pamntului, n g/cm3, C,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 w,99877,99876,99874,99872,99870,99869,99867,99865,99863,99861 7 w,00057,00056,00054,00052,00050,00049,00047,00045,00043,00044 w,99859,99858,99856,99854,99852,99850,99848,99846,99844,99842 8 w,00039,00038,00036,00034,00032,00030,00028,00026,00024,00022 w,99841,99839,99837,99835,99833,99831,99829,99827,99824,99822 9 w,00021,00019,00017,00015,00013,00011,00009,00007,00004,00002 w,99820,99818,99816,99814,99812,99810,99808,99806,99804,99801 0 w,00000,99997,99995,99993,99991,99989,99987,99985,99983,99980 w,99799,99797,99795,99793,99790,99788,99786,99784,99782,99779 1 w,99978,99976,99974,99972,99969,99967,99965,99963,99961,99958 w,99777,99775,99772,99770,99768,99766,99763,99761,99759,99756 2 w,99956,99954,99951,99949,99947,99945,99942,99940,99938,99935 w,99754,99750,99749,99747,99744,99742,99739,99737,99735,99732 3 w,99933,99930,99928,99926,99923,99921,99918,99916,99914,99911 w,99730,99727,99725,99722,99720,99717,99715,99712,99710,99707 4 w,99909,99906,99904,99901,99899,99896,99894,99891,99889,99886 w,99704,99702,99699,99697,99694,99691,99689,99686,99684,99681 5 w,99883,99881,99878,99876,99873,99870,99868,99865,99863,99860 w,99678,99676,99673,99670,99668,99665,99662,99659,99657,99654 6 w,99857,99855,99852,99849,99847,99844,99841,99838,99836,99833 7 w,99651,99649,99646,99643,99640,99637,99635,99632,99629,99626 w,99830,99828,99825,99822,99819,99816,99814,99811,99808,99805 w,99623,99620,99618,99615,99612,99609,99606,99603,99600,99597 8 w,99802,99799,99797,99794,99791,99788,99785,99782,99779,99776 w,99594,99591,99589,99586,99583,99530,99577,99574,99571,99568 9 w,99773,99770,99768,99765,99762,99759,99756,99753,99750,99747 w,99565,99562,99559,99556,99553,99549,99546,99543,99540,99537 0 w,99744,99741,99738,99735,99732,99728,99725,99722,99717,99716 DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI PAMNTURILOR 34Conform tabelului anterior pentru t?C = 20?C densitatea lichidului de referinta va deveni 3 20g/cm 1? ?ow? . Greutatea specifica a pamntului analizat se obtine cu ajutorul relatiei: s s? ? ? ? 10 [kN/m3](3-4) unde, ?s este exprimat n g/cm3. Se fac de regula mai multe ncercari lundu-se n considerare minim trei, ale caror rezultate nu difera cu mai mult de ? 0,01 g/cm3. Valoarea densitatii specifice este media aritmetica a acestora rotunjite la a treia zecimala n tabelul din ANEXA 3.1 se prezinta un mod de organizare al rezultatelor experimentale n vederea obtinerii valorii densitatii specifice a pamntului analizat. GEOTEHNICA MANUAL PENTRU LUCRARILE DE LABORATOR 35 3.8.ANEXA 3.1 DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI SOLID PENTRU PAMNTURI (DENSITATEA SPECIFICA) Numar picnometruElemente de calcul .M. Masa picnometru + material Masa picnometru m0

Masa materialm1

Masa picnometru + lichidm2

Masa picnometru + lichid + materialm3

Temperatura ?CC Densitate lichid DETERMINAREA DENSITATII SCHELETULUI PAMNTURILOR 36?Lt?o /cm3 Factor de corectie ?L tL sm m mm? ? ?? ??3 2 11 /cm3 Media rezultatelor /cm3 s s? ? ? ? 10N/m3 Lichid de referinta utilizat ................................................................ GEOTEHNICA MANUAL PENTRU LUCRARILE DE LABORATOR 19