Gradace půdy - Soil gradation

Granulometrie
Ukázkový soubor Net-withGraphic.png
Základní pojmy
Velikost částic  · Velikost zrna
Distribuce velikosti  · Morfologie
Metody a techniky
Stupnice oka  · Optická granulometrie
Analýza síta  · Gradace půdy
Související pojmy
Granulace  · Zrnitý materiál
Minerální prach  · Rozpoznávání vzorů
Dynamický rozptyl světla
Kategorie gradace půdy

Gradace půdy je klasifikace hrubozrnného půda který řadí půdu na základě různých velikostí částic obsažených v půdě.[1] Gradace půdy je důležitým aspektem mechanika půdy a geotechnické inženýrství protože je indikátorem dalších technických vlastností, jako je stlačitelnost, pevnost ve smyku a hydraulická vodivost. V návrhu se postupným určováním půdního prostředí na místě nebo na místě řídí design a odtok podzemní vody na místě. Špatně klasifikovaná půda bude mít lepší odvodnění než dobře klasifikovaná půda,[2] pokud nemá vysoký obsah jílu.

Půda je klasifikována jako dobře klasifikovaná nebo špatně klasifikovaná.[3] Gradace půdy se určuje analýzou výsledků a sítová analýza[4][5] nebo a analýza hustoměru.[1]

Proces klasifikace půdy je v souladu s buď Jednotný systém klasifikace půdy nebo Systém klasifikace půdy AASHTO. Gradace půdy se stanoví odečtením křivky distribuce velikosti zrn vytvořené z výsledků laboratorních testů na půdě. Gradaci půdy lze také určit výpočtem koeficientu uniformity Cua koeficient zakřivení, CCpůdy a porovnání vypočtených hodnot s publikovanými limity gradace.[1][6]

Gradace půdy

Gradace půdy je klasifikace distribuce velikosti částic v půdě. Hrubozrnné půdy, zejména štěrky nebo písky, jsou klasifikovány jako dobře klasifikované nebo špatně klasifikované. Špatně odstupňované půdy se dále dělí na půdy rovnoměrně odstupňované nebo půdy odstupňované. Podle toho se klasifikují jemnozrnné půdy, zejména jíly a jíly Atterbergské limity.[1][6]

Dobře odstupňované

A dobře odstupňované půda je půda, která obsahuje částice široké škály velikostí a má dobré zastoupení všech velikostí od sít č. 4 do č. 200.[3] Dobře tříděný štěrk je klasifikován jako GW, zatímco dobře tříděný písek je klasifikován jako SW.[1]

Špatně odstupňované

A špatně hodnocené půda je půda, která nemá dobré zastoupení všech velikostí částic od síta č. 4 do č. 200. Špatně klasifikovaný štěrk je klasifikován jako GP, zatímco špatně klasifikovaný písek je klasifikován jako SP. Špatně tříděné půdy jsou náchylnější k zkapalňování půdy než dobře odstupňované půdy.[1]

A odstupňované půda je půda, která má přebytek nebo nedostatek určitých velikostí částic, nebo půda, kde chybí alespoň jedna velikost částic.[1][3] Příkladem půdy odstupňované je půda, ve které chybí písek velikosti č. 10 a č. 40 a jsou přítomny všechny ostatní velikosti.[3]

Proces třídění půdy

Proces klasifikace půdy je v souladu buď s Unified Soil Classification System nebo AASHTO Soil Classification System. Kroky při klasifikaci půdy jsou sběr dat, výpočet koeficientů uniformity a zakřivení a klasifikace půdy na základě kritérií klasifikace uvedených v použitém systému klasifikace půdy.[1]

Sběr dat

Gradace půdy se určuje analýzou výsledků a sítová analýza nebo a analýza hustoměru.[4][5]

V sítové analýze se hrubozrnný vzorek půdy protřepává řadou sít se čtvercovými oky ze tkaného drátu. Každé síto má postupně menší otvory, takže na sítu jsou zadržovány částice větší než velikost každého síta.[4][5] Procento každé velikosti půdy se měří vážením množství zadrženého na každém sítu a porovnáním hmotnosti s celkovou hmotností vzorku. Výsledky sítové analýzy jsou vyneseny jako křivka distribuce velikosti zrn, která je poté analyzována za účelem stanovení gradace půdy konkrétní půdy.[1]

Při hydrometrické analýze se jemnozrnný vzorek půdy nechá usadit v a viskózní tekutina. Tato metoda se používá na základě Stokeův zákon která se týká koncové rychlosti pádu částice ve viskózní tekutině s průměrem zrna a hustotou zrna v suspenzi. Průměr zrna se vypočítá ze známé vzdálenosti a času pádu částice. Používá se ke klasifikaci jemnozrnných půd.[1]

Výpočet koeficientů uniformity a zakřivení

Výpočet koeficientů rovnoměrnosti a zakřivení vyžaduje průměry zrn. Průměr zrna lze nalézt pro každé procento půdy procházející konkrétním sítem. To znamená, že pokud je na sítu č. 200 zadrženo 40% vzorku, pak sítem č. 200 prochází 60%.[1]

The koeficient uniformity, C.u je hrubý tvarový parametr a vypočítává se pomocí následující rovnice:

kde D60 je průměr zrna při 60% průchodu a D10 je průměr zrna při 10% průchodu

The koeficient zakřivení, C.C je tvarový parametr a vypočítává se pomocí následující rovnice:

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

Jakmile je vypočítán koeficient uniformity a koeficient zakřivení, musí být porovnány s publikovanými kritérii gradace.[1]

Kritéria pro třídění zemin

Následující kritéria jsou v souladu s Jednotný systém klasifikace půdy:

Aby byl štěrk klasifikován a klasifikován, musí být splněna následující kritéria:

Cu > 4 & 1 C < 3

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

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

Cu ≥ 6 & 1 C < 3

Pokud obě tato kritéria nejsou splněna, je písek klasifikován jako špatně klasifikovaný nebo SP. Pokud jsou splněna obě tato kritéria, je písek klasifikován jako dobře tříděný nebo SW.[1]

Důležitost

Gradace půdy je pro geotechnické inženýrství velmi důležitá. Je indikátorem dalších technických vlastností, jako je stlačitelnost, pevnost ve smyku a hydraulická vodivost.

V návrhu se postupným určováním půdního prostředí na místě nebo na místě řídí design a odtok podzemní vody na místě. Špatně klasifikovaná půda bude mít lepší odvodnění než dobře klasifikovaná půda, protože ve špatně klasifikované půdě je více prázdných prostor.

Při výběru výplňového materiálu pro projekt, jako je nábřeží dálnice nebo hliněná přehrada, se zohlední gradace půdy. Dobře odstupňovanou půdu lze zhutnit více než půdu špatně odstupňovanou. Tyto typy projektů mohou mít také požadavky na gradaci, které musí být splněny před přijetím půdy, která má být použita.

Při výběru možností technik sanace půdy je řídícím faktorem gradace půdy.[2]

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m Holtz, R. a Kovacs, W. (1981), Úvod do geotechnického inženýrství, Prentice-Hall, Inc. ISBN  0-13-484394-0
  2. ^ A b "ASTM D6913 - 04 (2009) ".ASTM International. ASTM International. 1996-2009. 13. října 2009.
  3. ^ A b C d “Gradace půdy ”. Integrované publikování. Integrované publikování. 2003-2007. 13. října 2009.
  4. ^ A b C “Analýza sít a analýza částic Archivováno 2009-12-28 na Wayback Machine ”. Grand Solution Manual. SJ Soft Technologies. 2008. 13. října 2009.
  5. ^ A b C “Sítová analýza ”. Integrované publikování. Integrované publikování. 2003-2007. 13. října 2009.
  6. ^ A b Coduto, Principy a praxe nadace Donalda P. (2. vydání). 2. vydání. Horní sedlo: Prentice Hall, 2000. Tisk. ISBN  0-13-589706-8