Сёння Savo Kusić засяроджаны на драўляных вокнах, дрэва-алюмініевых вокнах, вокнах на заказ, дзвярах і запытах цытат. Гэты тэкст застаецца ў якасці тэхнічнага архіва і не з’яўляецца прапановай геатэхнічнага праектавання, лабараторных выпрабаванняў або земляных работ.
Фазы матэрыялаў у глебе
Глеба складаецца з трох фаз: цвёрдай, вадкай і газападобнай. Цвёрдая фаза прадстаўлена цвёрдымі часцінкамі, вадкай вадой, газападобная — замкнёным паветрам або вадзяной парай у порах глебы.
Пэўныя тыпы глебы могуць складацца з адной, дзвюх або трох фаз, што азначае, што склад глебы можа быць аднафазнай, двухфазнай або трохфазнай сістэмай. Фізічныя ўласцівасці глебы залежаць ад асобных фаз.
Незвязная глеба, такая як цалкам сухі пясок або жвір, складаецца толькі з адной фазы - цвёрдых часціц. Паветра, якое існуе ў порах гэтай глебы, не замкнёнае і не супрацьстаіць руху цвёрдых часціц, таму яго нельга лічыць фазай.
Вільготная сувязная глеба над узроўнем грунтавых вод, якая складаецца з цвёрдых часціц і замкнёных пор, запоўненая часткова вадой, часткова паветрам або вадзяной парай, з’яўляецца глебай трохфазнай сістэмы. У выпадку руху цвёрдых тэл вада і паветра ў порах глебы супрацьстаяць адначасова.
Глеба ніжэй за ўзровень грунтавых вод, поры якой цалкам запоўнены вадой, так што ў іх няма ні паветра, ні вадзяной пары, з’яўляецца двухфазнай сістэмай. Мяркуецца, што глеба ў глыбокіх пластах з’яўляецца двухфазнай сістэмай, таму што закрытае паветра ў порах глебы на вялікіх глыбінях не аказвае істотнага ўплыву на яе фізічныя ўласцівасці, якія ў гэтым выпадку вызначаюцца ўласцівасцямі цвёрдай і вадкай фаз.
Грануламетрычны склад
Цвёрдыя інгрэдыенты глебы - гэта мінеральныя або арганічныя рэчывы рознага памеру, пачынаючы ад буйных каменьчыкаў і блокаў памерам у сотні і тысячы міліметраў да памеру адной малекулы. Як вядома, малекула складае адну мільённую долю міліметра, адзін мілімікрон. Найменшым памерам цвёрдых часціц глебы лічыцца 20 mці мікрон.
Памер цвёрдых часціц глебы вельмі моцна ўплывае на яе фізічныя ўласцівасці. Гэтая буйнасць выяўляецца гранулометрическим складам, які ўяўляе сабой стаўленне асобных памераў зерняў іх вагавых частак да агульнай масы глебы. Падзел глебы па яе гранулометрическому складу адрозніваецца ў розных краінах. Наша падраздзяленне выглядае наступным чынам:
Абмежаванні памеру часціц
Размер 2 mm – мяжа паміж буйназярністым і дробназярністым складам глебы. Цвёрдыя часціцы да 2mm паказваюць капілярны ўздым вады ў глебе. Крупнозерністой грунт не мае капілярнасці.
Памер 0,2 mm – мяжа паміж буйназярністым (вострым) і дробназярністым (мяккім) пяском.
Памер 0,02 mm - мяжа, да якой асобныя зярняты ў глебе можна распазнаць няўзброеным вокам.
Памер 0,002 mm – мяжа паміж рыхлай глебай і глінай
Памер 0,0002 mm – мяжа паміж глінай і калоіднай глінай.
Цвёрдыя інгрэдыенты ніжэй 0,002 mm аказваюць вялікі ўплыў на фізічныя ўласцівасці глебы. Гэтыя інгрэдыенты забяспечваюць згуртаванасць глебы, і калі іх менш і больш у глебе, тым больш згуртаваная глеба. Аднак згуртаванасць глебы таксама залежыць ад мінеральнага складу цвёрдых часціц памерам менш за 0,002 mm. Калі гэтыя часціцы ўтвараюцца ў выніку раскладання вельмі цвёрдых мінералаў, такіх як кварц, то іх згуртаванасць вельмі нізкая або адсутнічае, і іх водапаглынанне таксама адносна нізкае. Калі часціцы ніжэй 0,002 mm былі створаны ў выніку раскладання гліністых матэрыялаў, то яны валодаюць злучнымі ўласцівасцямі, якія тым мацней, чым меншыя часціцы, у той час як водапаглынанне такіх часціц вельмі высокае.
Грануламетрычны склад глебы дае важныя і надзейныя даныя аб некаторых яе фізічных уласцівасцях. Калі ў глебе пераважаюць часціцы гліны ніжэй 0,002 mm, то ўжо можна зрабіць выснову, што такая глеба пластычная, звязная, гіграскапічная, з высокай капілярнасцю, нізкай пранікальнасцю і малым вуглом унутранага трэння.
Грануламетрычны склад глебы паказаны лініямі грануламетрычнага складу (мал. 1).
Мал. 1 - Лініі грануламетрычнага складу глебы: 1-гравійны пясок; 2-пылы пясок; 3-пяшчаны пыл; 4-гліністая глеба; 5-гліна
Лінія ардынат грануламетрычнага складу паказвае вагавую долю цвёрдых часціц, меншых за дыяметр, паказаны па восі абсцыс дадзенай кропкі. Напрыклад, у пункце А лініі 4 ардыната паказвае, што ёсць часціцы 92%, меншыя за 2 mm, а астатнія 8% большыя за 2 mm.
Класіфікацыя глеб паводле грануламетрычнага складу
Глебы, якія змяшчаюць цвёрдыя часціцы памерам больш за 2 mm, класіфікуюцца ў адпаведнасці з агульным падзелам глебы па грануламетрычным складзе, паказаным на мал. 1. Пры гэтым за асноўную прымаюць тую, якая найбольш прадстаўлена ў глебе, а астатнія - за дадатковую. Напрыклад, калі агульная грануляванасць глебы ў асноўным складаецца з пяску з меншай колькасцю жвіру, то такая глеба класіфікуецца як жвіровы пясок, у той час як супрацьлегласць - гэта пясчаны жвір. У класіфікацыі таксама могуць быць паказаны долі асобных фракцый у глебе. Напрыклад, калі глеба змяшчае 15% гліну, 45% пыл, 30% пясок і 10% жвір, яе можна класіфікаваць як гліністую глебу з 15% глінай і 10% жвірам.
Аднак для дробназярністых глеб, якія ўтрымліваюць цвёрдыя часціцы памерам менш за 2 mm, класіфікацыя на аснове іх грануламетрычнага складу звычайна праводзіцца ў адпаведнасці з трохкутнай дыяграмай. Ёсць некалькі такіх дыяграм, з якіх мы пералічым самую асноўную з Бюро глеб ЗША, мал. 2.
Мал. 2 - Трохвугольная дыяграма Бюро глебаў ЗША
Дыяграма складаецца з трох каардынатных восяў, складзеных у роўнабаковы трохкутнік, у якім кожная вось уяўляе адну фракцыю, а менавіта пясок, пыл і гліну ў % ад масы ўсёй масы глебы. Паверхня дыяграмы падзелена на зоны 10, кожная з якіх прадстаўляе асобны тып глебы. Кожны бок трохвугольніка ўяўляе сабой абсцысу, ад якой адведзены ардынаты, паралельныя двум іншым абсцысам.
Кожная кропка на гэтай дыяграме мае каардынаты 3, якія ўяўляюць працэнты вызначанай фракцыі 3 у дадзенай глебе і вызначаюць тып глебы. Так, напрыклад, кропка М на дыяграме ўяўляе гліну. Яго атрымліваюць такім чынам, што з дыяграмы грануламетрычнага складу на мал. 1 вызначыць асобныя фракцыі, якія ў гэтым выпадку будуць (лінія 4 на мал. 1): 35% гліна, 25% пыл, 40% пясок, у той час як колькасць 8% жвіру не ўлічваецца, паколькі яна складае менш за 10%.
Гэта класіфікацыя адносіцца да фракцый пяску, пылу і жвіру ў адпаведнасці з амерыканскім падраздзяленнем, але яна па-ранейшаму прынята як такая з-за параўнальных значэнняў і вопыту, які ён мае з такой класіфікацыяй.
Ступень няроўнасці глебы
Паводле Алена Хазена, ступень няроўнасці глебы - гэта суадносіны (мал. 3)
U=d60/d10
, дзе d60 - дыяметр зерня, які адпавядае ардынаце 60%, а d10 - дыяметр зерня, які адпавядае ардынаце 10%.
Для U < 5 tlo je ravnomernog sastava,
для U = 5 – 15 глеба мае ўмерана нераўнамерны склад,
для U > 15 глеба мае нераўнамерны склад.
Калі лінія грануламетрычнага складу крутая, значэнне ступені няроўнасці U невялікае, у той час як для спадзістай лініі вялікае. Найменшае значэнне для U роўна 1. Калі лінія грануламетрычнага складу больш роўная, значэнне U вышэй. Для пяску гэта часцей за ўсё U=1-15, для гліністых глеб U=10-90, але для глеб з вельмі нераўнамерным складам U можа мець вельмі высокія значэнні.
Мал. 3 - Вызначэнне дыяметра збожжа d60 і d10
Правіла фільтра
Гэтае правіла заснавана на грануламетрычным складзе фільтра, задача якога - паменшыць гідраўлічны градыент на кантакце глебы і каменнага дрэнажнага пласта на пераходны памер збожжа, каб прадухіліць вымыванне дробных часціц глебы грунтавымі водамі. Асноўныя ўмовы, якім павінен адпавядаць фільтруючы пласт, - гэта водапранікальнасць і стабільнасць.
Існуе некалькі правілаў для складання фільтра, сярод якіх толькі правіла Тэрзагі будзе пералічана тут як самае вядомае.
Правіла Тэрзагі
Правіла Тэрзагі абвяшчае: Грануляцыя фільтра павінна быць такой, каб яго збожжа ў колькасці 15% частак па вазе ад усёй масы фільтра (F15) было прынамсі ў 4 разоў больш, чым самыя буйныя часціцы глебы, на якой знаходзіцца фільтр. (асновы) у колькасці 15% вагавых частак асновы (B15), не перавышаючы 4 разоў B85, г.зн. памеры найдрабнейшых часціц у 85% частак масы асновы. Гэта правіла можа быць выражана адносінамі:
F15/B15 > 4 і F15/B85 < 4.
Першы каэфіцыент забяспечвае водапранікальнасць фільтра, а другі - яго стабільнасць.
Мал. 4 - правіла фільтра Terzaghia
Самыя дробныя і буйныя часціцы асновы прадстаўлены на мал. 4 лініі мяжы 1 і 2. Гранічныя лініі фільтра: 3 і 4. Умова F15 > 4_B15_ прадстаўлена кропкай а на мяжы мяжы 3, умова F15 < 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Рэкамендуецца, каб лінія грануламетрычнага складу фільтра была прыкладна паралельна лініі грануламетрычнага складу асновы.
Замест дзвюх крайніх ліній грануламетрычнага складу асновы, як на мал. 4, можа быць адна лінія сярэдняй грануляцыі. У такім выпадку пункты B15 і B85 знаходзяцца на адной прамой (як на мал. 5).
Часцей за ўсё розніца ў грануляцыі паміж асновай і дрэнажным пластом такая, што для пераходу паміж асновай і пластом адной фільтруючай зоны недастаткова. У гэтым выпадку фільтр складаецца з некалькіх фільтруючых зон, якія вызначаюцца па тым жа правілу, пакуль не будзе дасягнуты найбольшы памер зярністасці дрэнажнага адкладу.
Мал. 5 - Прыклад разліку слаёў фільтра
Пералічаныя падраздзяленні, лімітавыя памеры і правілы перанесены з гістарычнай крыніцы і не з’яўляюцца заменай бягучай геатэхнічнай класіфікацыі, лабараторнага справаздачы, канструкцыі фільтра або плана прадукцыйнасці. Фактычная глеба і дрэнажная сістэма патрабуюць адбору рэпрэзентатыўных пробаў, адпаведных выпрабаванняў, праверкі падземных і паверхневых вод, эрозіі і ўнутранай стабільнасці, а таксама ацэнкі ўпаўнаважаным экспертам у адпаведнасці з дзеючымі правіламі і ўмовамі канкрэтнага праекта.