Wilgotność optymalna, maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego – metoda aparatu Proctora

Wilgotność optymalna gruntu (W_opt) jest wilgotnością przy której grunt posiada maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego (ρ_ds), tj. grunt jest maksymalnie zagęszczony.

Przy zwiększaniu wilgotności ponad wilgotność optymalną grunt ulega rozwodnieniu (ciężar objętościowy szkieletu gruntowego maleje) i grunt traci zdolność do dalszego zagęszczenia.

Wilgotność optymalną określa się laboratoryjnie w urządzeniu zwanym aparatem Proctora.

Badanie gruntu w aparacie Proctora polega na zagęszczaniu gruntu, przez jego ubijanie określoną ilością uderzeń obciążnikiem o określonej masie.

Próbki zagęszczonego gruntu waży się a następnie określa się wilgotność gruntu i wylicza się gęstość objętościową szkieletu gruntowego wg wzoru:

gdzie:

ρ_d – gęstość objętościowa szkieletu gruntowego [g/cm³],

ρ – gęstość objętościowa gruntu

m_wt – masa cylindra z gruntem [g],

m_t – masa pustego cylindra [g],

V – objętość badanej próbki [cm³]

w – wilgotność gruntu [%]

m_mt – masa naczynka z gruntem wilgotnym [g],

m_st – masa naczynka z gruntem suchym [g],

m_t – masa naczynka pustego [g].

Następnie grunt z cylindra należy rozdrobnić , dodać wodę tak aby wilgotność wzrosła o ok. 1,5% i ponownie zagęścić w cylindrze aparatu Proctora.

Czynności te należy powtarzać aż do momentu, gdy masa gruntu w cylindrze zacznie się zmniejszać.

Dla poszczególnych wyliczeń należy sporządzić wykres zależności gęstości objętościowej szkieletu gruntowego od wilgotności gruntu.

Wilgotnością optymalną (w_opt) jest odczytana z wykresu wartość wilgotności gruntu odpowiadająca największej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (ρ_d).

Przykładowe wyniki badań aparatem Proctora: