Edometr i Filtracja: Badania Gruntów w Inżynierii

Szczegóły: Opublikowano: 11. March 2026

Geologia inżynierska jest zaliczana do nauk stosowanych. Specjaliści w tej dziedzinie wykorzystują swoją wiedzę i umiejętności oraz zebrane doświadczenia z prac terenowych i laboratoryjnych wykonanych dla różnych celów. W praktyce geolog inżynierski wykorzystuje wiedzę z kilku dziedzin geologii oraz nauk technicznych - budownictwa i górnictwa. Jednym z jego zadań jest dokumentowanie warunków geologiczno-inżynierskich na potrzeby planowania przestrzennego.

Edometr: Narzędzie do Badań Ściśliwości Gruntów

Edometr (consolidometer) to urządzenie do pomiaru w warunkach laboratoryjnych parametrów gruntu przez stosowanie cykli obciążania i odprężania próbki gruntu w znormalizowanym pierścieniu metalowym, czyli w warunkach uniemożliwiającym jej boczną rozszerzalność. Zmiany wysokości próbki pod wpływem obciążenia są zatem wprost proporcjonalne do jej zmian objętości. Edometr przeznaczony jest do badań próbek nieskalistych.

Edometryczny Moduł Ściśliwości

Edometryczny moduł ściśliwości to cecha skały (gruntu) zależna od jego podatności na odkształcenie pod wpływem przyłożonych obciążeń, określana w urządzeniu laboratoryjnym - edometrze. Ściśliwość skały opisuje krzywa ściśliwości, która przedstawiana jest w układzie prostokątnym, przy osi rzędnych Δs/ho i osi odciętych Δσ.

Gdzie:

Δσ - przyrost naprężenia
ho - grubość pierwotna próbki odpowiadająca naprężeniu początkowemu
Δs - przyrost odkształcenia wskutek przyrostu naprężenia
s - pierwotna wysokość próbki gruntu

Filtracja w Gruntach

Filtracja to przepływ laminarny wód podziemnych w porach lub szczelinach ośrodka skalnego (gruntu) opisywany liniowym prawem Darcy. Zdolność gruntów do przewodzenia wody nazywana jest wodoprzepuszczalnością.

Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej

Filtr gruntowy (solid ground filter) to urządzenie stosowane do oczyszczania ścieków bytowo-gospodarczych na złożu o frakcji piaskowej.

Fazy Gruntu

Fazy gruntu (soil phase): grunt jest układem trójfazowym w strefie aeracji. Szkielet gruntowy należy do fazy stałej, woda i inne płyny są w normalnej temperaturze w fazie ciekłej. W fazie gazowej dominuje powietrze wypełniające wolne przestrzenie międzyziarnowe. Właściwości gruntu zależą od udziału poszczególnych faz w jednostkowej objętości gruntu. Grunty znajdujące się w strefie saturacji należą do układu dwufazowego.

Rodzaje Gruntów

Grunty to zbiorowisko okruchów skalnych i ziarn mineralnych pochodzenia osadowego w najniższym stanie diagenezy, stanowiące podłoże gruntowe - budowlane. Stąd termin grunt oznacza grunt budowlany. Termin stosowany w geotechnice, budownictwie i geologii inżynierskiej. Skały lite nazywane są podłożem skalistym lub gruntem skalistym. Podstawowy podział gruntów: grunty naturalne i grunty antropogeniczne.

Grunty Naturalne

Grunty naturalne dzielimy na: grunty rodzime, grunty nasypowe. Grunty naturalne to grunty, których szkielet powstał w wyniku naturalnych procesów geologicznych na terenie kraju. Frakcję piaskową i pyłową tworzy najczęściej kwarc, natomiast frakcję iłową minerały ilaste - uwodnione glinokrzemiany. Grunty naturalne występujące w miejscu ich powstania nazywane są gruntami rodzimymi, które dzielą się na: grunty skaliste, grunty nieskaliste mineralne i grunty organiczne.

Grunty Antropogeniczne

Grunty antropogeniczne to grunty nasypowe powstałe w wyniku nagromadzenia produktów (odpadów) z działalności gospodarczo-bytowej lub przemysłowej człowieka, znajdujące się na wysypiskach, hałdach, budowlach ziemnych, zwałowiskach, nasypach, wałach ochronnych i umocnieniach brzegów lub fortyfikacjach wojskowych. Nazywane też odpadami komunalnymi, górniczymi, hutniczymi, poflotacyjnymi, pyłami dymnicowymi, żużlami piecowymi. Wyróżnia się wśród nasypów: grunty kulturowe, grunty namywowe, grunty zwałowiskowe.

Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów

Inne Rodzaje Gruntów

Grunty homogeniczne: grunty jednorodne, o jednakowych i stałych parametrach w każdym punkcie, w całej objętości ich występowania.
Grunty makroporowate: grunty głównie drobnoziarniste, małospoiste, w których wymiary porów są większe od wymiarów ziarn mineralnych. Grunty makroporowate wyróżniają się małym ciężarem objętościowym, a pod wpływem wody struktura ich ulega zniszczeniu i zmniejszają swoją objętość.
Grunty nasypowe: grunty naturalne na wtórnym miejscu lub antropogeniczne powstałe w wyniku działalności człowieka. Grunty nasypowe najczęściej występują w formie wysypisk, zwałowisk, hałd. Dzielimy je na: grunty nasypowe budowlane i grunty nasypowe.
Grunty nieskaliste mineralne: skały okruchowe i ilaste niezlityfikowane. Wg normy PN-86/B-02480 ich klasyfikacja wynika z wielkości ziarn mineralnych (uziarnienia): grunty kamieniste, grunty gruboziarniste i grunty drobnoziarniste.
Grunty pęczniejące: grunty wykazujące pod wpływem doprowadzonej wody ciśnienie pęcznienia Pc nie mniejsze niż 10 kPa. Należą do nich głównie iły zawierające montmorillonit. Wyróżniają się dużą powierzchnią właściwą Si > 20 m2/g. Podział gruntów pęczniejących uwzględnia wartość wskaźnika aktywności As: grunty pęczniejące mało aktywne, grunty pęczniejące przeciętnie aktywne i grunty pęczniejące aktywne.
Grunty rodzime: grunty powstałe w miejscu ich występowania w następstwie procesów geologicznych, takich jak: →wietrzenie i akumulacja (→sedymentacja), np. w środowisku wodnym. Grunty rodzime to grunty naturalne.
Grunty organiczne: →grunty rodzime, zawierające części organiczne w ilości większej niż 2%. Według normy PN-86/B-02480 pełna nazwa: grunty rodzime nieskaliste organiczne.
Grunty próchniczne: rodzaj gruntu rodzimego nieskalistego organicznego, który zawiera od 2 do 5% części organicznych.
Grunty skaliste: grunty rodzime, lite lub spękane o minimalnych wymiarach bloków >10 cm, nie przesuniętych grawitacyjnie. Próbki gruntów skalistych.
Grunty skaliste miękkie: grunty w podłożu budowlanym o wytrzymałości na ścinanie <5 MPa do których głównie należą słabo zdiagenezowane skały osadowe. Symbolem gruntów skalistych miękkich jest SM.
Grunty skaliste twarde: według normy PN-86/B-02480 są to grunty w podłożu budowlanym o wytrzymałości na ściskanie >5 MPa, do którego należą skały magmowe, metamorficzne oraz zdiagenezowane skały osadowe.
Grunty słabe: skały niezdiagenezowane, w stanie płynnym lub plastycznym, luźne, o niskiej wytrzymałości na ścinanie i wykazujące dużą ściśliwość.
Grunty spoiste: nieskaliste grunty mineralne lub organiczne, których wartość wskaźnika plastyczności Ip przekracza 1% lub wykazujące w stanie suchym stały kształt bryłek przy naprężeniach ponad 0,01 MPa. Najmniejszy wymiar bryłek powinien przekraczać 10x maksymalną średnicę ziaren. W stanie wilgotnym grunty spoiste wykazują cechy plastyczności.
Grunty zapadowe: grunty o strukturze nietrwałej, często makroporowatej, których objętość ulega zmianie pod wpływem doprowadzonej wody, nawet bez zmiany wywieranego na nie obciążenia. Grunty te występują ponad poziomem wód gruntowych i strefą wzniosu kapilarnego.

Granice Konsystencji Gruntów

Granica plastyczności gruntu: granica konsystencji Wp, między stanem plastycznym a półzwartym odpowiadająca wilgotności, przy której z gruntu można uformować kulkę i następnie wałeczkować ją ręką na bibule w wałek o średnicy 3 mm do momentu gdy zaczyna się kruszyć.
Granica płynności gruntu: granica konsystencji WL, występuje między stanem płynnym a plastycznym i odpowiada wilgotności gruntu spoistego, przy której próbka gruntu rozdzielona bruzdą w miseczce aparatu Casagrande’a na dwie części zaczyna łączyć się pod wpływem wstrząsów w jedną całość.
Granica skurczalności: granica konsystencji gruntu Ws, między stanem półzwartym a zwartym odpowiadająca wilgotności, przy której pomimo dalszego suszenia próbka gruntu przestaje zmniejszać swoją objętość, lecz zmienia jedynie swoją barwę na jaśniejszą.

Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru

tags: #edometr #filtracja #opis #badania