GRUNTY NASYPOWE

Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody ich badania. Stanisław Pisarczyk

Grunt jako materiał budowlany od zarania dziejów był stosowany do wykonywania różnych budowli ziemnych. Znajomość właściwości geotechnicznych gruntów nasypowych zagęszczanych jest potrzebna do ekonomicznego i bezpiecznego projektowania budowli ziemnych, takich jak nasypy zapór i obwałowań rzek, nasypy komunikacyjne, składowiska odpadów itp.

W podręczniku przedstawiono klasyfikację, właściwości fizyczne i mechaniczne oraz metody badań zagęszczalności gruntów. Następnie omówiono właściwości geotechniczne gruntów nasypowych mineralnych, odpadów powęglowych, odpadów hutniczych i paleniskowych, odpadów komunalnych i budowlanych, odpadów organicznych oraz gruntów stabilizowanych różnymi materiałami.

Podręcznik stanowi istotne uzupełnienie literatury dotyczącej problemów mechaniki gruntów i fundamentowania oraz gruntoznawstwa i budownictwa ziemnego. Mogą z niego korzystać studenci Wydziału Instalacji Budowlanych, Hydrotechniki i Inżynierii Środowiska (dawniej Wydział Inżynierii Środowiska) i Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej oraz wydziałów technicznych akademii rolniczych, a także inżynierowie zajmujący się projektowaniem i realizacją budowli ziemnych.

Spis treści

Przedmowa 9

1. WSTĘP 11

2. KLASYFIKACJA I WŁAŚCIWOŚCI GRUNTÓW 13
2.1. Klasyfikacja gruntów budowlanych wg PN-86B-02480 13
2.2. Klasyfikacja gruntów wg PN-EN ISO 14688 13
2.3. Właściwości fizyczne gruntów i ich oznaczanie 17
2.3.1. Skład mineralny gruntów i jego wpływ na właściwości gruntów 17
2.3.2. Uziarnienie gruntów 18
2.3.3. Gęstość właściwa gruntu 22
2.3.4. Gęstość objętościowa gruntu 23
2.3.5. Wilgotność gruntu 24
2.3.6. Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego 25
2.3.7. Porowatości wskaźnik porowatości gruntu 25
2.3.8. Stopień wilgotności gruntu i wilgotność całkowita 26
2.3.9. Gęstość objętościowa gruntu nawodnionego i gruntu pod wodą 26
2.3.10. Stopień zagęszczenia gruntów i stany gruntów niespoistych 27
2.3.11. Granice konsystencji, stopień plastyczności i stany gruntów spoistych 28
2.4. Właściwości mechaniczne gruntów 31
2.4.1. Ściśliwość gruntów 31
2.4.2. Wytrzymałość gruntów na ścinanie 38
2.5. Właściwości filtracyjne gruntów (wodoprzepuszczalność) 46
2.5.1. Prawo Darcy’ego 46
2.5.2. Filtracja w gruntach spoistych 47
2.5.3. Wyznaczanie współczynnika filtracji 48

3. ZAGĘSZCZANIE i ZAGĘSZCZALNOŚĆ GRUNTÓW 56
3.1. Wprowadzenie 56
3.2. Zagęszczalnośćgruntów 59

4. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE NASYPOWYCH GRUNTÓW MINERALNYCH DROBNOZIARNISTYCH 75
4.1. Grunty niespoiste 75
4.1.1. Zagęszczalność 75
4.1.2. Właściwości mechaniczne 78
4.1.3. Właściwości filtracyjne 82
4.2. Grunty spoiste 82
4.2.1. Wprowadzenie 82
4.2.2. Zagęszczalność 84
4.2.3. Właściwości mechaniczne 86
4.2.4. Właściwości filtracyjne gruntów spoistych 92

5. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE NASYPOWYCH GRUNTÓW GRUBOZIARNISTYCH I KAMIENISTYCH 96
5.1. Wprowadzenie 96
5.2. Właściwości geotechniczne aluwialnych gruntów z ̇wirowo-otoczakowych 97
5.2.1. Ogólna charakterystyka 97
5.2.2. Zagęszczalność 99
5.2.3. Wytrzymałość 105
5.2.4. Ściśliwość 116
5.2.5. Wodoprzepuszczalność 122
5.3. Właściwości geotechniczne gruntów kamienistych z wyłomów skalnych 126
5.3.1. Właściwości narzutu kamiennego 126
5.3.2. Właściwości gruntu kamienistego z wyłomów skał fliszowych 131
5.3.3. Właściwości gruntu nasypowego z wyłomów skał wapiennych (opoki) 140
5.4. Właściwości geotechniczne tłucznia 143
5.4.1. Wstęp 143
5.4.2. Ściśliwość tłucznia kolejowego 144
5.4.3. Wytrzymałość na ścinanie tłucznia kolejowego 145

6. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE ODPADÓW POWĘGLOWYCH 148
6.1. Wprowadzenie 148
6.2. Skład petrograficzny, mineralny i chemiczny 148
6.3. Właściwości fizyczne 149
6.3.1. Skład granulometryczny 149
6.3.2. Podstawowe właściwości fizyczne 150
6.3.3. Parametry zagęszczalności 151
6.4. Właściwości mechaniczne 152
6.4.1. Wytrzymałośćna ścinanie 152
6.4.2. Ściśliwość 154
6.5. Wodoprzepuszczalność 156

7. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE ODPADÓW HUTNICZYCH 158
7.1. Wstęp 158
7.2. Właściwości geotechniczne z ̇uz ̇lu wielkopiecowego 158
7.2.1. Właściwości odpadów hutniczych z hałdy „Mirów” w Częstochowie 158
7.2.2. Właściwości odpadów hutniczych z hałdy huty „Pokój” 162
7.3. Właściwości geotechniczne z ̇uz ̇lu z huty cynku 163
7.3.1. Skład chemiczny i granulometryczny 163
7.3.2. Właściwości mechaniczne 163
7.4. Zasady budowy nasypów z odpadów hutniczych 164

8. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE NASYPOWYCH ODPADÓW PALENISKOWYCH I POFLOTACYJNYCH 165
8.1. Wprowadzenie 165
8.1.1. Odpady paleniskowe 165
8.1.2. Odpady poflotacyjne 167
8.2. Klasyfikacja i charakterystyka odpadów paleniskowych 167
8.3. Właściwości fizyczno-chemiczne odpadów paleniskowych 169
8.4. Właściwości geotechniczne nasypowych odpadów paleniskowych 172
8.4.1. Zagęszczalność odpadów paleniskowych 172
8.4.2. Wytrzymałość na ścinanie zagęszczanych odpadów paleniskowych 176
8.4.3. Ściśliwość zagęszczanych odpadów paleniskowych 179
8.4.4. Wodoprzepuszczalność zagęszczanych odpadów paleniskowych 182
8.5. Właściwości fizyczno-chemiczne odpadów poflotacyjnych 185
8.6. Właściwości geotechniczne nasypowych odpadów poflotacyjnych 187
8.6.1. Zagęszczalność 187
8.6.2. Wytrzymałość na ścinanie 187
8.6.3. Wodoprzepuszczalność 187

9. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE ODPADÓW KOMUNALNYCH 190
9.1. Wstęp 190
9.2. Klasyfikacja odpadów komunalnych 191
9.3. Właściwości fizyczne odpadów komunalnych 191
9.3.1. Uziarnienie 191
9.3.2. Wilgotność 191
9.3.3. Gęstość objętościowa i właściwa 193
9.4. Zagęszczanie odpadów komunalnych 193
9.4.1. Wprowadzenie 193
9.4.2. Laboratoryjne badania zagęszczalności odpadów 194
9.5. Właściwości mechaniczne odpadów komunalnych 195
9.5.1. Wprowadzenie 195
9.5.2. Wytrzymałość na ścinanie 196
9.5.3. Ściśliwość 199
9.6. Właściwości filtracyjne odpadów komunalnych 201

10. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE ODPADÓW BUDOWLANYCH 203
10.1. Wprowadzenie 203
10.2. Skład odpadów budowlanych 203
10.3. Właściwości fizyczne 204
10.3.1. Skład granulometryczny 204
10.3.2. Podstawowe właściwości fizyczne 206
10.3.3. Zagęszczalność 206
10.4. Właściwości mechaniczne 207
10.4.1. Wytrzymałość na ścinanie 207
10.4.2. Ściśliwość 207
10.5. Wodoprzepuszczalność 208

11. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE NASYPOWYCH GRUNTÓW ORGANICZNYCH 210
11.1. Wprowadzenie 210
11.2. Podstawowe właściwości geotechniczne gruntów organicznych rodzimych 211
11.2.1. Właściwości fizyczne gruntów próchnicznych 211
11.2.2. Właściwości fizyczne namułów i gytii 211
11.2.3. Właściwości fizyczne torfów 211
11.2.4. Właściwości mechaniczne gruntów organicznych rodzimych 212
11.3. Właściwości nasypowych gruntów organicznych 213
11.3.1. Zagęszczalność 213
11.3.2. Ściśliwość i wytrzymałość na ścinanie 215
11.3.3 Wodoprzepuszczalność 216

12. WŁAŚCIWOŚCI GEOTECHNICZNE STABILIZOWANYCH GRUNTÓW NASYPOWYCH 218
12.1. Wiadomości ogólne 218
12.2. Mieszanki optymalne 219
12.3. Stabilizacja gruntów cementem 220
12.3.1. Wiadomości wstępne 220
12.3.2. Właściwości geotechniczne gruntów stabilizowanych cementem 221
12.4. Stabilizacja gruntów wapnem 226
12.4.1. Wiadomości wstępne 226
12.4.2. Właściwości geotechniczne gruntów stabilizowanych wapnem 227
12.5. Stabilizacja gruntów popiołami lotnymi 228
12.5.1. Wprowadzenie 228
12.5.2. Właściwości gruntów stabilizowanych popiołami lotnymi 228
12.6. Stabilizacja gruntów syntetycznymi polimerami (żywicami) 233
12.6.1. Wiadomości ogólne 233
12.6.2. Właściwości geotechniczne gruntów stabilizowanych żywicami 234