Granulometrické složení půdy

Půdní granulometrické složení ( půdní granulometrické složení ) je klasifikace písku a štěrku na základě velikosti částic v nich obsažených. [1] Textura půdy je indikátorem dalších inženýrských vlastností, jako je stlačitelnost , pevnost ve smyku C u a hydraulická vodivost k . Podle zrnitostního složení zeminy je navržena drenáž podzemních vod. Špatně tříděná půda bude mít lepší drenáž než dobře tříděná půda [2] , pokud neobsahuje vysoce kvalitní jíl.

Půda je klasifikována jako dobře vytříděná nebo špatně vytříděná na základě sítové analýzy nebo hydrometrické analýzy. [jeden]

Proces klasifikace půdy se řídí buď systémem jednotné klasifikace půdy nebo systémem klasifikace půdy AASHTO. Gradace půdy se stanoví odečtením křivky distribuce velikosti částic získané z půdních laboratorních testů. Gradaci půdy lze také určit výpočtem koeficientu stejnoměrnosti C u , koeficientu zakřivení C c . [1] [3]

Gradace půdy

Půdní gradace je klasifikace granulometrického složení půdy. Hrubozrnné půdy, většinou štěrk nebo písek, jsou klasifikovány jako dobré nebo špatné. Špatně tříděné půdy se dále dělí na homogenní nebo chybějící frakce (gap-graded). Jemnozrnné půdy, zejména kaly a jíly, jsou klasifikovány podle jejich Atterbergských limitů (neuplatňuje se třídění půdy). [1] [3]

Dobře seřazeno

Dobře tříděná zemina obsahuje širokou škálu velikostí částic a má dobré zastoupení všech velikostí síta od #4 do #200. [4] Dobře tříděný štěrk je klasifikován jako GW a dobře tříděný písek je klasifikován jako SW. [jeden]

Špatně seřazeno

Špatně tříděná půda nemá dobré zastoupení všech velikostí částic od síta č. 4 do č. 200. Špatně tříděný štěrk je klasifikován jako GP, zatímco špatně tříděný písek je klasifikován jako SP. Špatně tříděné půdy jsou náchylnější ke zkapalnění půdy než dobře tříděné půdy. [jeden]

Gap-graded soils - půda s přebytkem nebo nedostatkem částic určité velikosti nebo půda, ve které chybí alespoň jedna velikost částic. [1] [4] Příkladem štěrbinové zeminy je taková, ve které není písek frakcí č. 10 a č. 40, ale jsou přítomny všechny ostatní zrnitosti. [4] Zemina obsahující všechny částice stejné velikosti je také klasifikována jako zemina s mezerami

Proces klasifikace půdy

Proces klasifikace půdy se provádí buď v souladu se systémem jednotné klasifikace půdy nebo systémem klasifikace půdy AASHTO. Kroky klasifikace půdy zahrnují sběr dat, výpočet koeficientů uniformity a zakřivení a hodnocení půdy na základě hodnotících kritérií specifikovaných v použitém systému klasifikace půd. [jeden]

Zpracování dat

Gradace půdy se určuje rozborem na základě výsledků sítového nebo hydrometrického rozboru . [5]

Při sítové analýze se vzorek hrubozrnné půdy protřepává přes řadu drátěných sít se čtvercovými oky. Každé síto má postupně menší otvory, takže částice větší, než je velikost každého síta, zůstávají na sítu. [5] Procento každé velikosti půdy se měří zvážením zbývajícího množství na každém sítu a porovnáním hmotnosti s celkovou hmotností vzorku. Výsledky sítové analýzy se vynesou do grafu jako distribuční křivka velikosti částic, která se pak analyzuje za účelem stanovení gradace konkrétní půdy. [jeden]

Při hydrometrickém rozboru se vzorek jemnozrnné zeminy nechá usadit ve viskózní kapalině. Tato metoda je založena na Stokesově zákoně, který dává do souvislosti konečnou rychlost částice ve viskózní kapalině s průměrem zrna a hustotou zrna v suspenzi. Průměr zrna se vypočítá ze známé vzdálenosti a času pádu částic. Používá se ke klasifikaci jemnozrnných půd. [jeden]

Výpočet koeficientů homogenity a křivosti

Pro výpočet koeficientů uniformity a zakřivení jsou potřeba průměry křenu. Průměr zrna lze zjistit pro každé procento půdy, které prošlo určitým sítem. To znamená, že pokud 40 % vzorku zůstane na sítu č. 200, pak 60 % projde sítem č. 200. [jeden]

Faktor uniformity Cu je parametr hrubého tvaru a vypočítá se pomocí následující rovnice:

kde D60  je průměr zrna při 60% průchodu a D10 je  průměr zrna při 10% průchodu . C u =1, jsou-li všechny částice půdy stejné.

Koeficient zakřivení C c je parametr tvaru a vypočítá se pomocí následující rovnice:

kde D60  je průměr zrna při 60% průchodu, D30 je  průměr zrna při 30% průchodu, D10 je  průměr zrna při 10% průchodu .

Jakmile byly vypočteny faktor uniformity a faktor zakřivení, musí být porovnány s publikovanými kritérii gradace. [jeden]

Kritéria klasifikace půdy

Následující kritéria jsou v souladu s Jednotným systémem klasifikace půdy:

Aby byl štěrk klasifikován jako dobře tříděný, musí být splněna následující kritéria:

Cu > 4 & 1 < C c < 3

Pokud nejsou splněna obě tato kritéria, štěrk je klasifikován jako nízký nebo GP. Pokud jsou splněna obě tato kritéria, je štěrk klasifikován jako dobře tříděný nebo GW.

Aby byl písek klasifikován jako dobře tříděný, musí být splněna následující kritéria:

Cu ≥ 6 a 1 < C c < 3

Pokud nejsou splněna obě tato kritéria, je písek klasifikován jako nízký nebo SP. Pokud jsou splněna obě tato kritéria, je písek klasifikován jako dobře tříděný nebo SW. [jeden]

Důležitost

Textura půdy je indikátorem dalších technických vlastností, jako je stlačitelnost , pevnost ve smyku Cu a hydraulická vodivost. Podle zrnitostního složení zeminy je navržena drenáž podzemních vod. Špatně tříděná půda bude mít lepší drenáž než dobře tříděná půda [2] , pokud neobsahuje vysoce kvalitní jíl. Špatně tříděná půda bude mít lepší drenáž než dobře tříděná půda, protože ve špatně tříděné půdě je více dutin.

Při výběru výplňového materiálu pro dálniční násep nebo zemní násep se bere v úvahu gradace zeminy. Dobře vytříděná půda může zhutnit více než špatně vytříděná půda. Tyto typy projektů mohou mít také požadavky na třídění, které musí být splněny před přijetím půdy, která má být použita.

Při výběru možností obnovy půdy je určujícím faktorem gradace půdy. [2]

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. a Kovacs, W. (1981), An Introduction to Geotechnical Engineering , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
  2. ↑ 1 2 3 " ASTM D6913 - 04(2009) Archivováno 10. srpna 2011 na Wayback Machine ". Mezinárodní ASTM . Mezinárodní ASTM. 1996-2009 13. října 2009
  3. ↑ 1 2 Coduto, Donald P. Principy a postupy návrhu nadace (2. vydání). 02. vyd. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Tisk. ISBN 0-13-589706-8
  4. ↑ 1 2 3 " Gradace půdy archivována 8. srpna 2009 na Wayback Machine ". Integrované publikování . integrované publikování. 2003-2007. 13. října 2009
  5. ↑ 1 2 " Sieve Analysis Archived 22 May 2010 at Wayback Machine ". Integrované publikování . integrované publikování. 2003-2007. 13. října 2009