Dnes se Savo Kusić zaměřuje na dřevěná okna, dřevohliníková okna, vlastní okna, dveře a žádosti o cenovou nabídku. This text remains as a technical archive and is not an offer of geotechnical design, laboratory testing or earthworks.
Fáze materiálů v půdě
Půda se skládá ze tří fází: pevné, kapalné a plynné. Pevná fáze je reprezentována pevnými částicemi, kapalnou vodou a plynná fáze uzavřeným vzduchem nebo vodní párou v půdních pórech.
Některé typy zemin se mohou skládat z jedné, dvou nebo tří fází, což znamená, že půda může být jednofázový, dvoufázový nebo třífázový systém. Fyzikální vlastnosti půdy závisí na jednotlivých fázích.
Nesoudržná zemina, jako je zcela vyschlý písek nebo štěrk, se skládá pouze z jedné fáze – pevných částic. Vzduch, který existuje v pórech této půdy, není uzavřený a nebrání pohybu pevných částic, takže jej nelze považovat za fázi.
Vlhká soudržná zemina nad hladinou podzemní vody, která se skládá z pevných částic a uzavřených pórů, naplněných částečně vodou a částečně vzduchem nebo vodní párou, je zemina třífázového systému. V případě pohybujících se pevných látek jsou zároveň voda a vzduch v půdních pórech.
Půda pod hladinou podzemní vody, jejíž póry jsou zcela vyplněny vodou, takže v nich není vzduch ani vodní pára, je dvoufázový systém. Půda v hlubších vrstvách se předpokládá jako dvoufázový systém, protože uzavřený vzduch v pórech půdy ve větších hloubkách nemá zásadní vliv na její fyzikální vlastnosti, které jsou v takovém případě určeny vlastnostmi pevné a kapalné fáze.
Granulometrické složení
Pevné složky půdy jsou minerální nebo organické látky různých velikostí, od velkých oblázků a bloků, velikosti stovek a tisíců milimetrů až po velikost jedné molekuly. Jak víte, molekula je jedna miliontina milimetru, jeden milimikron. Nejmenší velikost půdních pevných látek je považována za 20 m nebo mikronů.
Velikost pevných částic půdy má velmi velký vliv na její fyzikální vlastnosti. Tato hrubost je vyjádřena granulometrickým složením, které představuje poměr jednotlivých zrnitostí jejich hmotnostními díly k celkové hmotnosti půdy. Dělení půdy podle jejího granulometrického složení je v různých zemích různé. Naše divize je následující:
Limity velikosti částic
Velikost2 mm- hranice mezi hrubozrnnou a jemnozrnnou půdou. Pevné částice až2mmukazují kapilární vzlínání vody v půdě. Hrubozrnná půda nemá vzlínavost.
Velikost0,2 mm– hranice mezi hrubozrnným (ostrý) a jemnozrnným (měkkým) pískem.
Velikost0,02 mm- hranice, do které lze jednotlivá zrna v půdě rozpoznat pouhým okem.
Velikost0,002 mm– hranice mezi volnou půdou a jílem
Velikost0,0002 mm– hranice mezi jílem a koloidním jílem.
Pevné přísady ve velikosti níže0,002 mmmají velký vliv na fyzikální vlastnosti půdy. Tyto složky dodávají půdě soudržnost, a pokud jsou v půdě menší a hojnější, soudržnost půdy je výraznější. Soudržnost půdy však závisí i na minerálním složení pevných částic menších než0,002 mm. Pokud tyto částice vznikají rozkladem velmi tvrdých minerálů jako je křemen, pak je jejich soudržnost velmi nízká nebo žádná a také relativně nízká nasákavost. Pokud jsou částice níže0,002 mmvzniklé rozkladem jílových materiálů, pak mají pojivové vlastnosti o to pevnější, pokud jsou částice menší, přičemž nasákavost takových částic je velmi vysoká.
Graulometrické složení půdy poskytuje důležité a spolehlivé údaje o některých jejích fyzikálních vlastnostech. Pokud v půdě převládají jílové částice pod 0,002 mm, pak již lze usoudit, že taková zemina je plastická, soudržná, hygroskopická, s vysokou vzlínavostí, nízkou propustností a má nízký úhel vnitřního tření.
Grulometrické složení půdy je znázorněno čarami granulometrického složení (obr. 1).
Obr. 1 - Linie granulometrického složení půdy: 1-štěrkovitý písek; 2-prašný písek; 3-písčitý prach; 4-jílovitá půda; 5-hlína
Pořadnice granulometrického složení ukazuje hmotnostní zlomek pevných částic menší než je průměr reprezentovaný úsečkou daného bodu. Například v bodě A přímky 4 pořadnice ukazuje, že existuje 92% částic menších než 2 mm a že zbývající 8% jsou větší než 2 mm.
Klasifikace půdy podle granulometrického složení
Půdy obsahující pevné částice větší než 2 mm jsou klasifikovány podle obecného rozdělení půdy podle granulometrického složení, jak je znázorněno na obr. 1. Přitom se jako základní frakce přebírá ta, která je v půdě nejvíce zastoupena, zatímco ostatní jsou doplňkové. Pokud je například obecnou zrnitostí půdy převážně písek s menším množstvím štěrku, pak je taková zemina klasifikována jako štěrkovitý písek, zatímco opakem by byl písčitý štěrk. V klasifikaci lze uvést i podíly jednotlivých frakcí v půdě. Pokud například půda obsahuje 15% jíl, 45% prach, 30% písek a 10% štěrk, lze ji klasifikovat jako jílovitou půdu s 15% jílem a 10% štěrkem.
U jemnozrnných zemin, které obsahují pevné částice menší než 2 mm, se však klasifikace na základě jejich granulometrického složení obvykle provádí podle trojúhelníkového diagramu. Existuje několik takových diagramů, z nichž uvedeme ten nejzákladnější z U.S. Bureau of Soils, obr. 2.
Obr. 2 – trojúhelníkový diagram amerického úřadu pro půdu
Diagram se skládá ze tří souřadnicových os složených do rovnostranného trojúhelníku, ve kterém každá osa představuje jednu frakci, a to písek, prach a jíl v % hmotnosti celé hmoty půdy. Povrch diagramu je rozdělen na zóny 10, z nichž každá představuje samostatný typ půdy. Každá strana trojúhelníku představuje úsečku, od níž jsou vyvýšeny ordináty rovnoběžné s dalšími dvěma úsečkami.
Každý bod v tomto diagramu má3souřadnice představující uvedená procenta3frakcí v dané půdě a určit typ půdy. Takže například bod M na diagramu představuje hlínu. Získá se tak, že z diagramu granulometrického složení Obr.1určit jednotlivé frakce, které by v tomto případě byly (řádek4na Obr.1):35%jíl,25%prach,40%písku, kde množství8%štěrk zanedbaný, protože činí méně než10%.
Tato klasifikace se vztahuje na frakce písku, prachu a štěrku podle americké divize, ale jako taková je přijata kvůli srovnávacím hodnotám a zkušenostem, které má s takovou klasifikací.
Stupeň nerovnosti půdy
Podle Allena Hazena je mírou nerovnosti půdy poměr (obr.3)
U=d60/d10
kde d60průměr zrna odpovídající pořadnici60%a d10 průměr zrna odpovídající pořadnici10%.
pro U< 5 tlo je ravnomernog sastava,
pro U =5-15půda je středně nerovnoměrná ve složení,
pro U >15půda má nerovnoměrné složení.
Když je čára granulometrického složení strmá, je hodnota stupně nerovnosti U malá, zatímco pro rovnou čáru je velká. Nejmenší hodnota pro U je1. Pokud je čára granulometrického složení plochější, je hodnota U vyšší. U písku je to obvykle U=1-15, pro hlinité půdy U=10-90, ale v případě zemin s velmi nerovnoměrným složením může mít U velmi vysoké hodnoty.
Sl.3- Stanovení průměru zrna d60a d10
Pravidlo filtru
Toto pravidlo vychází z granulometrického složení filtru, jehož úkolem je snížit hydraulický spád na styku zeminy a kamenné drenážní vrstvy o přechodnou zrnitost, aby nedocházelo k smývání drobných půdních částic podzemní vodou. Základními podmínkami, které by měla filtrační vrstva splňovat, je, aby byla vodopropustná a stabilní. Existuje několik pravidel pro složení filtrů, mezi nimiž zde bude jako nejznámější uvedeno pouze Terzaghiho pravidlo.
Terzaghiho pravidlo
Terzaghiho pravidlo zní: Granulace filtru by měla být taková, aby jeho zrna byla v množství15%hmotnostních dílů celé hmoty filtru (F15) být nejmenší4krát větší než nejhrubší částice půdy, na kterých filtr spočívá (základny) při množství15%hmotnostních dílů základny (B15), aniž by byl větší než4krát B85, to je velikost nejmenších částic at85%hmotnostních dílů základny. Toto pravidlo lze vyjádřit vztahy:
F15/B15 >4a F15/B85< 4.
První poměr zajišťuje vodní propustnost filtru, zatímco druhý zaručuje jeho stabilitu.
Sl.4- Filtrovací pravidlo Terzaghie
Nejmenší a největší částice báze jsou uvedeny na Obr.4hraniční čáry1a2. Hraniční čáry filtru jsou3a4. Podmínka F15 >4_B15_ je reprezentován bodem a na hraniční čáře3, stav F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Doporučuje se, aby čára granulometrického složení filtru byla přibližně rovnoběžná s čárou granulometrického složení základny.
Místo dvou krajních čar granulometrického složení základny jako na obr.4, může být jeden řádek průměrného zrnění. V tom případě body B15 a B85 jsou na stejném řádku (jako na obr.5).
Nejčastěji je rozdíl zrnitosti mezi podkladem a drenážní vrstvou takový, že jedna filtrační zóna na přechod mezi podkladem a vrstvou nestačí. V tomto případě se filtr skládá z několika filtračních zón, které se určují podle stejného pravidla, dokud není dosaženo největší zrnitosti drenážní usazeniny.
Sl.5- Příklad výpočtu filtračních vrstev
Výše uvedené dělení, limitní velikosti a pravidla jsou převzaty z historického zdroje a nenahrazují aktuální geotechnickou klasifikaci, laboratorní zprávu, návrh filtru nebo plán výkonu. Vlastní půda a drenážní systém vyžaduje reprezentativní odběr vzorků, příslušné testování, kontrolu podzemních a povrchových vod, erozi a vnitřní stability, jakož i posouzení autorizovaným odborníkem dle platných předpisů a podmínek konkrétního projektu.