Nykyään Savo Kusić keskittyy puisiin ikkunoihin, puu-alumiini-ikkunat, muokatut ikkunat, ovi ja tarjouspyynnöt. Tämä teksti säilyy teknisenä arkistona, eikä se ole geoteknisen suunnittelun, laboratoriotestauksen tai maanrakennustöiden tarjous.
Materiaalien vaiheet maaperässä
Maaperä koostuu kolmesta faasista: kiinteä, nestemäinen ja kaasumainen. Kiinteää faasia edustavat kiinteät hiukkaset, nestemäinen vesi ja kaasufaasia maahuokosissa oleva suljettu ilma tai vesihöyry.
Tietyt maaperätyypit voivat koostua yksi-, kaksi- tai kolmefaasista, mikä tarkoittaa, että maaperän koostumus voi olla yksi-, kaksi- tai kolmivaiheinen. Maaperän fysikaaliset ominaisuudet riippuvat yksittäisistä vaiheista.
Epäyhtenäinen maaperä, kuten täysin kuiva hiekka tai sora, koostuu vain yhdestä faasista - kiinteistä hiukkasista. Tämän maaperän huokosissa oleva ilma ei ole suljettu eikä vastusta kiinteiden hiukkasten liikettä, joten sitä ei voida pitää faasina.
Kolmifaasijärjestelmän maaperä on pohjaveden pinnan yläpuolella oleva kostea yhtenäinen maaperä, joka koostuu kiinteistä hiukkasista ja suljetuista huokosista, jotka on täytetty osittain vedellä ja osittain ilmalla tai vesihöyryllä. Liikkuvien kiinteiden aineiden tapauksessa maahuokosissa oleva vesi ja ilma ovat samanaikaisesti vastakkaisia.
Pohjaveden tason alapuolella oleva maaperä, jonka huokoset ovat täysin täynnä vettä, joten niissä ei ole ilmaa tai vesihöyryä, on kaksivaiheinen järjestelmä. Syvempien kerrosten maaperän oletetaan olevan kaksifaasinen systeemi, koska syvemmällä maan huokosten suljetulla ilmalla ei ole merkittävää vaikutusta sen fysikaalisiin ominaisuuksiin, jotka tällöin määräytyvät kiinteän ja nestefaasin ominaisuuksista.
Granulometrinen koostumus
Maan kiinteät ainesosat ovat erikokoisia mineraali- tai orgaanisia aineita, jotka vaihtelevat suurista kivistä ja lohkoista, satojen ja tuhansien millimetrien koosta yhden molekyylin kokoon. Kuten tiedät, molekyyli on millimetrin miljoonasosa, yksi millimikroni. Maaperän kiintoaineksen pienimmän koon katsotaan olevan 20 m tai mikronia.
Kiinteiden maahiukkasten koolla on erittäin suuri vaikutus sen fysikaalisiin ominaisuuksiin. Tämä karkeus ilmaistaan granulometrisellä koostumuksella, joka edustaa yksittäisten raekokojen suhdetta niiden paino-osina maaperän kokonaispainoon. Maaperän jakautuminen sen granulometrisen koostumuksen mukaan on erilainen eri maissa. Jaostomme on seuraava:
Hiukkaskokorajoitukset
Koko2 mm- karkearakeisen ja hienorakeisen maaperän välinen raja. Kiinteitä hiukkasia enintään2mmnäytä veden kapillaarinen nousu maaperässä. Karkearakeisessa maaperässä ei ole kapillaarisuutta.
Koko0,2 mm– karkearakeisen (terävän) ja hienorakeisen (pehmeän) hiekan välinen raja.
Koko0,02 mm- raja, johon asti yksittäiset jyvät maaperässä voidaan tunnistaa paljaalla silmällä.
Koko0,002 mm– irtonaisen maan ja saven välinen raja
Koko0,0002 mm– saven ja kolloidisen saven välinen raja.
Alla kokoiset kiinteät ainesosat0,002 mmniillä on suuri vaikutus maaperän fysikaalisiin ominaisuuksiin. Nämä ainesosat antavat maaperälle koheesiota, ja jos niitä on pienempiä ja enemmän maaperässä, maaperän koheesio on selvempi. Maaperän koheesio riippuu kuitenkin myös pienempien kiinteiden hiukkasten mineraalikoostumuksesta0,002 mm. Jos nämä hiukkaset muodostuvat erittäin kovien mineraalien, kuten kvartsin, hajoamisen seurauksena, niiden koheesio on erittäin alhainen tai sitä ei ole ollenkaan, ja niiden veden imeytyminen on myös suhteellisen alhainen. Jos hiukkaset ovat alla0,002 mmmuodostuu savimateriaalien hajoamisesta, niin niillä on sitomisominaisuudet, jotka ovat sitäkin vahvempia, jos hiukkaset ovat pienempiä, kun taas tällaisten hiukkasten vedenabsorptio on erittäin korkea.
Maan granulometrinen koostumus tarjoaa tärkeitä ja luotettavia tietoja joistakin sen fysikaalisista ominaisuuksista. Jos maaperässä vallitsee alle 0,002 mm olevia savihiukkasia, voidaan jo päätellä, että tällainen maaperä on muovia, koherenttia, hygroskooppista, korkea kapillaarisuus, alhainen läpäisevyys ja pieni sisäkitkakulma.
Maan granulometrinen koostumus esitetään granulometrisen koostumuksen viivoilla (kuva 1).
Kuva. 1 - Maaperän granulometrisen koostumuksen linjat: 1-sorainen hiekka; 2-pölyinen hiekka; 3-hiekkainen pöly; 4 - savimaa; 5-savi
Rakeisen koostumuksen ordinaattaviiva näyttää kiinteiden hiukkasten paino-osuuden, joka on pienempi kuin annetun pisteen abskissan edustama halkaisija. Esimerkiksi suoran 4 pisteessä A ordinaatta osoittaa, että 92% hiukkasia on pienempiä kuin 2 mm ja että loput 8% ovat suurempia kuin 2 mm.
Maaperän luokitus granulometrisen koostumuksen mukaan
Maapinnat, jotka sisältävät kiinteitä hiukkasia, jotka ovat suurempia kuin 2 mm, luokitellaan maaperän yleisen jaon mukaan granulometrisen koostumuksen mukaan, kuten kuvassa 1. 1. Tällöin maaperässä eniten edustettuna oleva osa otetaan perusfraktioksi, kun taas muut ovat lisäosia. Esimerkiksi, jos maaperän yleinen rakeisuus on enimmäkseen hiekkaa, jossa on vähemmän soraa, niin tällainen maa luokitellaan sorahiekkaksi, kun taas vastakohta on hiekkasora. Luokituksessa voidaan ilmoittaa myös yksittäisten jakeiden osuudet maaperässä. Jos maaperä sisältää esimerkiksi 15% savea, 45% pölyä, 30% hiekkaa ja 10% soraa, se voidaan luokitella savimaaksi, jossa on 15% savea ja 10% soraa.
Jos hienorakeinen maaperä sisältää kiinteitä hiukkasia, jotka ovat pienempiä kuin 2 mm, niiden granulometriseen koostumukseen perustuva luokitus tehdään yleensä kolmiokaavion mukaisesti. Tällaisia kaavioita on useita, joista luetellaan yksinkertaisin US Bureau of Soils, kuva 1. 2.
Kuva. 2 – Yhdysvaltain maaperätoimiston kolmiokaavio
Kaavio koostuu kolmesta tasasivuiseksi kolmioksi taivutetusta koordinaattiakselista, joissa jokainen akseli edustaa yhtä murto-osaa eli hiekkaa, pölyä ja savea painoprosentteina koko maamassasta. Kaavion pinta on jaettu vyöhykkeisiin 10, joista jokainen edustaa erilaista maaperää. Kolmion kumpikin sivu edustaa abskissaa, josta nostetaan kahden muun abskissan suuntaiset ordinaatit.
Jokaisella tämän kaavion pisteellä on 3-koordinaatit, jotka edustavat määritetyn 3-osuuden prosenttiosuuksia tietyssä maaperässä ja määrittävät maaperän tyypin. Joten esimerkiksi kaavion piste M edustaa savea. Se saadaan sillä tavalla, että granulometrisen koostumuksen kaaviosta kuva 10 1 määrittää yksittäiset jakeet, jotka tässä tapauksessa olisivat (rivi 4 kuvassa 1): 35% savi, 25% pöly, 40% hiekka, kun taas 8% on jätetty vähemmän kuin soran määrä 10%.
Tämä luokitus viittaa hiekan, pölyn ja soran jakeisiin amerikkalaisen jaottelun mukaan, mutta se on edelleen hyväksytty sellaisenaan, koska sillä on vertailuarvoja ja kokemusta tällaisesta luokittelusta.
Maan epätasaisuuksien aste
Allen Hazenin mukaan maaperän epätasaisuusaste on suhde (kuva 3)
U=d60/d10
jossa d60 on ordinaatta 60% vastaava raehalkaisija ja d10 on ordinaatta 10% vastaava raehalkaisija.
: U < 5 tlo je ravnomernog sastava,
kohde U = 5 – 15 maaperän koostumus on kohtalaisen epätasainen,
kohde U > 15 maaperän koostumus on epätasainen.
Kun granulometrisen koostumuksen viiva on jyrkkä, epätasaisuusasteen arvo U on pieni, kun taas tasaisen viivan arvo on suuri. U:n pienin arvo on 1. Jos granulometrisen koostumuksen viiva on tasaisempi, U:n arvo on suurempi. Hiekalla se on useimmiten U=1-15, savimailla U=10-90, mutta erittäin epätasaisen koostumuksen omaavissa maaperässä U voi olla erittäin korkeat arvot.
Sl.3- Raehalkaisijan d määrittäminen60ja d10
Suodatussääntö
Tämä sääntö perustuu suodattimen granulometriseen koostumukseen, jonka tehtävänä on pienentää maaperän ja kivivedenpoistokerroksen kosketuskohdassa olevaa hydraulista gradienttia siirtymäraekoon verran, jotta pohjavedet estävät pienten maapartikkeleiden huuhtoutumisen. Perusehdot, jotka suodatinkerroksen tulee täyttää, ovat, että se on vettä läpäisevä ja vakaa. Suodattimien koostumukselle on useita sääntöjä, joista vain Terzaghin sääntö luetellaan tässä tunnetuimpana.
Terzaghin sääntö
Terzaghin sääntö kuuluu: Suodattimen rakeisuuden tulee olla sellainen, että sen rakeita on määrä15%paino-osia koko suodatinmassasta (F15) olla pienin4kertaa suurempi kuin karkeimmat maapartikkelit, joiden päällä suodatin lepää (perustuu).15%pohjan paino-osista (B15), olematta suurempi kuin4kertaa B85, joka on pienimpien hiukkasten koko85%osia pohjan painosta. Tämä sääntö voidaan ilmaista suhteilla:
F15/B15 >4ja F15/B85< 4.
Ensimmäinen suhde varmistaa suodattimen vedenläpäisevyyden, kun taas toinen takaa sen vakauden.
Sl.4- Terzaghian suodatinsääntö
Pohjan pienimmät ja suurimmat hiukkaset on esitetty kuvassa.4rajaviivat1ja2. Suodattimen rajaviivat ovat3ja4. Kunto F15 >4_B15_ on esitetty rajaviivan pisteellä a3, kunto F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
On suositeltavaa, että suodattimen granulometrisen koostumuksen viiva on suunnilleen samansuuntainen pohjan granulometrisen koostumuksen linjan kanssa.
Pohjan granulometrisen koostumuksen kahden ääriviivan sijasta, kuten kuvassa 10 on esitetty.4, voi olla yksi keskimääräisen rakeisuuden rivi. Siinä tapauksessa kohdat B15 ja B85 ovat samalla linjalla (kuten kuvassa.5).
Useimmiten ero rakeistuksessa pohjan ja vedenpoistokerroksen välillä on sellainen, että yksi suodatinvyöhyke ei riitä pohjan ja kerroksen väliseen siirtymiseen. Tässä tapauksessa suodatin koostuu useista suodatinvyöhykkeistä, jotka määritetään saman säännön mukaan, kunnes saavutetaan kuivatuskertymän suurin raekoko.
Sl.5- Esimerkki suodatinkerrosten laskennasta
Yllä olevat jaot, rajakoot ja säännöt on siirretty historiallisesta lähteestä, eivätkä ne korvaa nykyistä geoteknistä luokitusta, laboratorioraporttia, suodatinsuunnitelmaa tai suorituskykysuunnitelmaa. Varsinainen maaperä ja kuivatusjärjestelmä edellyttävät edustavaa näytteenottoa, asianmukaista testausta, pohja- ja pintaveden, eroosion ja sisäisen stabiiliuden tarkastusta sekä valtuutetun asiantuntijan arvion sovellettavien määräysten ja hankkeen ehtojen mukaisesti.