Vandag is Savo Kusić gefokus op houtvensters, hout-aluminium vensters, pasgemaakte vensters, deur en versoeke om kwotasie. Hierdie teks bly as ’n tegniese argief en is nie ’n aanbod van geotegniese ontwerp, laboratoriumtoetsing of grondwerke nie.
Fases van materiale in die grond
Grond bestaan uit drie fases: solied, vloeistof en gasvormig. Die vaste fase word voorgestel deur vaste deeltjies, vloeibare water, en die gasfase deur geslote lug of waterdamp in die grondporieë.
Sekere tipes grond kan uit een, twee of drie fases bestaan, wat beteken dat die grond ’n eenfase-, tweefase- of driefasestelsel kan wees. Die fisiese eienskappe van die grond hang af van individuele fases.
Onsamehangende grond, soos heeltemal droë sand of gruis, bestaan uit net een fase – soliede deeltjies. Die lug wat in die porieë van daardie grond bestaan, is nie gesluit nie en is nie teen die beweging van vaste deeltjies nie, dus kan dit nie as ’n fase beskou word nie.
Klam samehangende grond bo die grondwatervlak, wat bestaan uit vaste deeltjies en geslote porieë, deels gevul met water en deels met lug of waterdamp, is die grond van die driefasestelsel. In die geval van bewegende vaste stowwe word water en lug in die grondporieë terselfdertyd teengestaan.
Die grond onder die grondwatervlak, waarvan die porieë heeltemal met water gevul is, sodat daar geen lug of waterdamp in is nie, is ’n tweefase-stelsel. Daar word aanvaar dat die grond in die dieper lae ’n tweefase-stelsel is, omdat die geslote lug in die porieë van die grond op groter dieptes nie ’n noemenswaardige effek op die fisiese eienskappe daarvan het nie, wat in daardie geval deur die eienskappe van die vaste- en vloeistoffase bepaal word.
Granulometriese samestelling
Vaste bestanddele van die grond is minerale of organiese materiaal van verskillende groottes, wat wissel van groot klippies en blokke, die grootte van honderde en duisende millimeters tot die grootte van een molekule. Soos u weet, is ’n molekule een miljoenste van ’n millimeter, een millimikron. Die kleinste grootte van grond vastestowwe word beskou as 20 mof mikron.
Die grootte van vaste gronddeeltjies het ’n baie groot invloed op die fisiese eienskappe daarvan. Hierdie grofheid word uitgedruk deur die granulometriese samestelling, wat die verhouding van individuele korrelgroottes volgens hul gewigsdele tot die totale gewig van die grond verteenwoordig. Die verdeling van grond volgens sy granulometriese samestelling verskil in verskillende lande. Ons afdeling is soos volg:
Deeltjiegrootte limiete
Grootte2 mm- die grens tussen grofkorrelige en fynkorrelige grond. Vaste deeltjies van tot2mmtoon die kapillêre styging van water in die grond. Die grofkorrelige grond het geen kapillariteit nie.
Grootte0,2 mm– grens tussen grofkorrelige (skerp) en fynkorrelige (sagte) sand.
Grootte0,02 mm- die limiet waartoe individuele korrels in die grond met die blote oog herken kan word.
Grootte0,002 mm– grens tussen los grond en klei
Grootte0,0002 mm– die grens tussen klei en kolloïdale klei.
Vaste bestanddele in grootte hieronder0,002 mmis van groot invloed op die fisiese eienskappe van die grond. Hierdie bestanddele gee die grondsamehorigheid, en as hulle kleiner en meer volop in die grond is, is die grondsamehorigheid meer uitgesproke. Die samehorigheid van die grond hang egter ook af van die mineraalsamestelling van vaste partikels kleiner as0,002 mm. As hierdie deeltjies gevorm word deur die ontbinding van baie harde minerale soos kwarts, dan is hul samehorigheid baie laag of nie-bestaande nie, en hul waterabsorpsie is ook relatief laag. As die deeltjies onder is0,002 mmgevorm deur die ontbinding van kleimateriaal, dan het hulle bindingseienskappe wat des te sterker is as die deeltjies kleiner is, terwyl die waterabsorpsie van sulke deeltjies baie hoog is.
Die granulometriese samestelling van die grond verskaf belangrike en betroubare data oor sommige van sy fisiese eienskappe. Indien kleideeltjies onder 0,002 mm in die grond heers, dan kan daar reeds tot die gevolgtrekking gekom word dat sodanige grond plasties, koherent, higroskopies, met hoë kapillariteit, lae deurlaatbaarheid en ’n lae hoek van interne wrywing het.
Die granulometriese samestelling van die grond word voorgestel deur die lyne van die granulometriese samestelling (fig. 1).
Fig. 1 - Lyne van granulometriese grondsamestelling: 1-gruis sand; 2-stowwerige sand; 3-sandstof; 4-kleigrond; 5-klei
Die ordinaatlyn van die granulometriese samestelling toon die gewigsfraksie van soliede deeltjies kleiner as die deursnee wat deur die abscis van die gegewe punt voorgestel word. Byvoorbeeld, by punt A van die lyn 4 wys die ordinaat dat daar 92% deeltjies kleiner as 2 mm is, en dat die oorblywende 8% groter as 2 mm is.
Grondklassifikasie volgens granulometriese samestelling
Grond wat vaste partikels groter as 2 mm bevat, word geklassifiseer volgens die algemene verdeling van grond volgens granulometriese samestelling, getoon in fig. 1. Sodoende word die een wat die meeste in die grond verteenwoordig word as die basiese breuk aangeneem, terwyl die ander addisioneel is. Byvoorbeeld, as die algemene granulering van die grond meestal sand met ’n kleiner hoeveelheid gruis is, word sulke grond as gruisagtige sand geklassifiseer, terwyl die teenoorgestelde sanderige gruis sou wees. In die klassifikasie kan die aandele van individuele breuke in die grond ook aangedui word. Byvoorbeeld, as ’n grond 15% klei, 45% stof, 30% sand en 10% gruis bevat, kan dit geklassifiseer word as ’n kleigrond met 15% klei en 10% gruis.
Vir fynkorrelige gronde wat vaste partikels kleiner as 2 mm bevat, word die klassifikasie op grond van hul granulometriese samestelling egter gewoonlik volgens ’n driehoekdiagram gedoen. Daar is verskeie sulke diagramme, waarvan ons die mees basiese een van die U.S. Buro of Soils sal lys, fig. 2.
Fig. 2 - Amerikaanse Buro vir Grond Driehoekige Diagram
Die diagram bestaan uit drie koördinaat-asse wat in ’n gelyksydige driehoek gevou is, waarin elke as een breuk voorstel, naamlik sand, stof en klei in gewigsprocent van die hele grondmassa. Die oppervlak van die diagram is verdeel in 10 sones, wat elkeen ’n aparte tipe grond verteenwoordig. Elke sy van die driehoek verteenwoordig ’n abskis waarvan die ordinate ewewydig aan die ander twee absisse verhef word.
Elke punt in hierdie diagram het3koördinate wat die persentasies gelys verteenwoordig3breuke in ’n gegewe grond en bepaal die tipe grond. So, byvoorbeeld, stel punt M op die diagram klei voor. Dit word verkry op die manier dat uit die diagram van die granulometriese samestelling fig.1bepaal individuele faksies, wat in hierdie geval (reël4in fig.1):35%klei,25%stof,40%sand, waar die hoeveelheid van8%gruis verwaarloos aangesien dit minder as beloop10%.
Hierdie klassifikasie verwys na die breuke van sand, stof en gruis volgens die Amerikaanse afdeling, maar dit word as sodanig aangeneem vanweë die vergelykende waardes en die ervaring wat dit met so ’n klassifikasie het.
Graad van grondongelykheid
Volgens Allen Hazen is die mate van grondongelykheid die verhouding (fig.3)
U=d60/d10
waar d60korrel deursnee wat ooreenstem met die ordinaat60%, en d10 korreldeursnee wat ooreenstem met die ordinaat10%.
Vir U< 5 tlo je ravnomernog sastava,
vir U =5-15die grond is matig ongelyk in samestelling,
vir U >15die grond is van oneweredige samestelling.
Wanneer die lyn van granulometriese samestelling steil is, is die waarde van die mate van ongelykheid U klein, terwyl dit vir ’n plat lyn groot is. Die kleinste waarde vir U is1. As die lyn van granulometriese samestelling meer plat is, is die waarde van U hoër. Vir sand is dit gewoonlik U=1-15, vir kleigrond U=10-90, maar in die geval van gronde met baie ongelyke samestelling, kan U baie groot waardes hê.
Sl.3- Bepaling van korreldeursnee d60en d10
Filterreël
Hierdie reël is gebaseer op die granulometriese samestelling van die filter, waarvan die taak is om die hidrouliese gradiënt by die kontak tussen die grond en die klipdreineringslaag met die oorgangskorrelgrootte te verminder, om te verhoed dat klein gronddeeltjies deur grondwater gespoel word. Die basiese voorwaardes waaraan die filterlaag moet voldoen, is dat dit waterdeurlaatbaar en stabiel moet wees. Daar is verskeie reëls vir die samestelling van filters, waaronder slegs Terzaghi se reël sal hier as die bekendste gelys word.
Terzaghi se reël
Terzaghi se reël lui: Die granulering van die filter moet so wees dat sy korrels by die hoeveelheid15%gewigsdele van die hele filtermassa (F15) die minste wees4keer groter as die grofste gronddeeltjies waarop die filter rus (basisse) by die hoeveelheid15%van dele volgens gewig van die basis (B15), sonder om groter te wees as4keer B85, dit is die grootte van die kleinste deeltjies by85%dele volgens gewig van die basis. Hierdie reël kan uitgedruk word deur die verhoudings:
F15/B15 >4en F15/B85< 4.
Die eerste verhouding verseker die waterdeurlaatbaarheid van die filter, terwyl die tweede sy stabiliteit waarborg.
Sl.4- Die filterreël van Terzaghia
Die kleinste en grootste deeltjies van die basis word in fig.4grenslyne1en2. Die grenslyne van die filter is3en4. Toestand F15 >4_B15_ word voorgestel deur punt a op die grenslyn3, toestand F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Dit word aanbeveel dat die lyn van die granulometriese samestelling van die filter ongeveer parallel is met die lyn van die granulometriese samestelling van die basis.
In plaas van twee uiterste lyne van die granulometriese samestelling van die basis soos in fig.4, kan een lyn van gemiddelde korrel wees. In daardie geval, punte B15 en B85 is op dieselfde lyn (soos in fig.5).
Meestal is die verskil in granulasie tussen die basis en die dreineringslaag sodanig dat een filtersone nie genoeg is vir die oorgang tussen die basis en die laag nie. In hierdie geval bestaan die filter uit verskeie filtersones, wat volgens dieselfde reël bepaal word, totdat die grootste korrelgrootte van die dreineringsneerslag bereik is.
Sl.5- Voorbeeld van berekening van filterlae
Bogenoemde verdelings, limietgroottes en reëls word vanaf ’n historiese bron oorgedra en is nie ’n plaasvervanger vir ’n huidige geotegniese klassifikasie, laboratoriumverslag, filterontwerp of prestasieplan nie. Die werklike grond- en dreineringstelsel vereis verteenwoordigende monsterneming, toepaslike toetsing, kontrolering van ondergrondse en oppervlakwater, erosie en interne stabiliteit, asook ’n beoordeling deur ’n gemagtigde deskundige volgens toepaslike regulasies en voorwaardes van die spesifieke projek.