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

Wilgotność optymalna gruntu (Wopt) jest wilgotnością przy której grunt posiada maksymalną gęstość objętościową szkieletu gruntowego (ρds), 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:

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

ρ – gęstość objętościowa gruntu

mwt – masa cylindra z gruntem [g],

mt – masa pustego cylindra [g],

V – objętość badanej próbki [cm3]

w – wilgotność gruntu [%]

mmt – masa naczynka z gruntem wilgotnym [g],

mst – masa naczynka z gruntem suchym [g],

mt – 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 (wopt) jest odczytana z wykresu wartość wilgotności gruntu odpowiadająca największej gęstości objętościowej szkieletu gruntowego (ρd).

Przykładowe wyniki badań aparatem Proctora:

LP

Masa mmt [g]

Masa mst [g]

Masa mt [g]

Wilgotność [%]

Masa 
mwti [g]

Masa 
mi [g]

Objętość 
Vp [cm3]

Gęstość 
objętościowa

Gęstość 
objętościowa szkieletu
gruntowego

1

183,9

395,2

387,2

3,94

4385

1775

1000

1,77

1,70

2

220

456,6

443,9

5,67

4425

1815

1,81

1,71

3

188,9

524,0

498

8,41

4525

1915

1,91

1,76

4

201,1

580,8

546,7

9,87

4565

1955

1,95

1,77

5

217,7

600,7

558,1

12,51

4595

1985

1,98

1,75