今日、サヴォ・クシッチは木製窓、木製アルミニウム窓、カスタム窓、ドア、および見積依頼に焦点を当てています。このテキストは技術アーカイブとして残されており、地質工学設計、実験室試験、または土工工事に提供されるものではありません。
土壌中の物質の相
土壌は固体、液体、気体の 3 相で構成されています。固相は固体粒子、液体の水で表され、気相は土壌細孔内の閉じた空気または水蒸気で表されます。
特定の種類の土壌は 1 相、2 相、または 3 相で構成されます。これは、土壌の組成が 1 相、2 相、または 3 相系になる可能性があることを意味します。土壌の物理的特性は個々の相によって異なります。
完全に乾燥した砂や砂利などの不均一な土壌は、固体粒子の 1 つの相のみで構成されています。その土壌の細孔に存在する空気は閉じておらず、固体粒子の動きを妨げないため、相とはみなされません。
地下水面より上の湿った凝集土壌は、固体粒子と閉気孔からなり、一部が水で満たされ、一部が空気または水蒸気で満たされており、三相系の土壌です。固体が移動する場合、土壌細孔内の水と空気が同時に対立します。
地下水位より下の土壌は、細孔が完全に水で満たされており、空気や水蒸気が存在せず、二相系となっています。より深い層の土壌は二相系であると想定されます。これは、より深い層の土壌の細孔内の密閉された空気がその物理的特性に大きな影響を及ぼさないためであり、その場合、物理的特性は固相と液相の特性によって決定されます。
粒度組成
土壌の固体成分は、数百、数千ミリメートルの大きな小石やブロックから1分子のサイズに至るまで、さまざまなサイズの鉱物または有機物です。ご存知のとおり、分子は 100 万分の 1 ミリメートル、つまり 1 ミリミクロンです。土壌固形物の最小サイズは20 mまたはミクロンであると考えられています。
固体土壌粒子のサイズは、その物理的特性に非常に大きな影響を与えます。この粗さは粒度組成によって表され、土壌の総重量に対する個々の粒径の重量部の比率を表します。粒度組成に応じた土壌の区分は国によって異なります。私たちの部門は次のとおりです:
粒度制限
サイズ 2 mm – 粗粒土壌組成と細粒土壌組成の境界。 2mm までの固体粒子は、土壌中の水の毛管上昇を示しています。粗粒土には毛細管現象がありません。
サイズ 0,2 mm – 粗粒（鋭い）砂と細粒（柔らかい）砂の境界。
サイズ 0,02 mm - 土壌中の個々の粒子を肉眼で認識できる限界。
サイズ 0,002 mm – 緩い土と粘土の境界
サイズ 0,0002 mm – 粘土とコロイド粘土の境界。
以下0,002 mmの固体成分は土壌の物理的性質に大きな影響を与えます。これらの成分は土壌に粘着力を与えます。これらの成分が少なく、土壌中に豊富に存在すると、土壌の粘着力はより顕著になります。ただし、土壌の凝集力は、0,002 mm より小さい固体粒子の鉱物組成にも依存します。これらの粒子が石英などの非常に硬い鉱物の分解によって形成される場合、その凝集力は非常に低いか存在せず、吸水性も比較的低くなります。 0,002 mm 以下の粒子が粘土材料の分解によって作成された場合、粒子が小さいほど結合特性はさらに強くなり、そのような粒子の吸水性は非常に高くなります。
土壌の粒度組成は、その物理的特性の一部に関する重要で信頼できるデータを提供します。 0,002 mm 以下の粘土粒子が土壌中に蔓延している場合、そのような土壌は可塑性があり、凝集性があり、吸湿性があり、毛管作用が高く、浸透性が低く、内部摩擦角が小さいとすでに結論付けることができます。
土壌の粒度組成は粒度組成の線で表されます（図1）。
図1 - 粒度土壌組成のライン: 1-砂利砂。 2-ほこりっぽい砂。 3-砂塵; 4-粘土質土壌。 5-クレイ
粒度組成の縦軸は、所定の点の横軸で表される直径よりも小さい固体粒子の重量分率を示します。たとえば、線4の点Aでは、縦軸は2 mmより小さい92%粒子があり、残りの8%が2 mmより大きいことを示しています。
粒度組成による土壌分類
2 mmより大きい固体粒子を含む土壌は、図に示す粒度組成による土壌の一般的な区分に従って分類されます。 1。その際、土壌中に最も多く存在するものが基本画分として採用され、その他は追加の画分となります。たとえば、土壌の一般的な粒状が大部分が砂で、少量の砂利が含まれている場合、そのような土壌は砂利砂として分類され、その逆は砂質砂利になります。分類では、土壌中の個々の画分の割合も示すことができます。たとえば、土壌に15% 粘土、45% 粉塵、30% 砂、10% 砂利が含まれている場合、15% 粘土と10% 砂利を含む粘土土壌として分類できます。
ただし、2 mm より小さい固体粒子を含む細粒土壌の場合、粒度組成に基づく分類は通常、三角図に従って行われます。このような図はいくつかありますが、その中で米国土壌局の最も基本的なものをリストします。 2.
図2 - 米国土壌局の三角図
この図は、正三角形に折り畳まれた 3 つの座標軸で構成されており、各軸は土壌塊全体の重量 % で砂、塵、粘土の 1 つの割合を表します。図の表面は 10 ゾーンに分割されており、それぞれが個別の種類の土壌を表しています。三角形の各辺は横座標を表し、そこから他の 2 つの横座標に平行な縦座標が立ち上がります。
この図の各点には、特定の土壌中の指定された3画分のパーセンテージを表し、土壌タイプを決定する3座標があります。したがって、たとえば、図上の点 M は粘土を表します。それは、粒度組成図から次の方法で得られます。 1 は個々の割合を決定します。この場合、これは (図 1 の線 4): 35% 粘土、25% 塵、40% 砂になります。一方、8% 砂利の量は、量が少ないため無視されます。 10%。
この分類は、アメリカの区分による砂、塵、砂利の分画を指しますが、そのような分類での比較値と経験により、依然としてそのまま採用されています。
土の凹凸度
アレン・ヘイゼンによると、土壌の不均一さの程度は比率です（図3）
U=d60/d10
ここで、d60は縦軸60%に対応する粒径、_d10_は縦軸10%に対応する粒径です。
_U_用< 5 tlo je ravnomernog sastava,
for U = 5 – 15 土壌は中程度に不均一な組成です、
for U > 15 土壌の組成が不均一です。
粒度組成の線が急峻な場合、凹凸度_U_の値は小さくなり、平坦な線の場合は不均一度_U_の値が大きくなります。 U の最小値は 1 です。粒度組成の線がより平坦であれば、U の値は高くなります。ほとんどの場合、砂の場合は U=1-15、粘土質土壌の場合は U=10-90 ですが、組成が非常に不均一な土壌の場合、U は非常に高い値になることがあります。
図3 - 粒径の決定 d60 および d10
フィルタールール
この規則はフィルターの粒度組成に基づいており、その役割は、地下水による小さな土壌粒子の洗浄を防ぐために、土壌と石の排水層の間の接触部での動水勾配を移行粒度によって減少させることです。濾過層が満たすべき基本条件は、透水性と安定性である。
フィルターの構成にはいくつかのルールがありますが、ここでは最も有名なものとして Terzaghi のルールのみを記載します。
テルザーギの法則
Terzaghi のルールは次のとおりです: フィルターの粒度は、フィルター全体の質量 (F15) の15% の重量部の粒子が、フィルターが置かれている (ベース) 土壌の最大粒子より少なくとも 4 倍大きくなるようにする必要があります。 15% 重量部のベース (B15) の4 倍 B85 を超えない量、つまりベースの 85% 重量部における最小粒子のサイズ。この規則は次の関係で表すことができます:
F15/B15 > 4 および F15/B85 < 4.
最初の比率はフィルターの透水性を確保し、2番目の比率はフィルターの安定性を保証します。
図4 - テルザギアフィルタールール
ベースの最小粒子と最大粒子を図に示します。 4の境界線1と2。フィルターのリミットラインは3と4です。条件 F15 > 4_B15_ は境界線 3 上の点 a で表され、条件 F15 < 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
フィルターの粒度組成の線とベースの粒度組成の線がほぼ平行になることをお勧めします。
図のようなベースの粒度組成の極端な 2 つの線の代わりに、 4、平均粒状の 1 行にすることができます。その場合、点 B15 と B85 は同じ線上にあります (図 5 のように)。
ほとんどの場合、ベースと排水層の間の粒度の違いにより、1 つのフィルターゾーンではベースと層の間の移行に十分ではありません。この場合、フィルターはいくつかのフィルターゾーンで構成され、排水堆積物の最大粒径に達するまで同じルールに従って決定されます。
図5 - フィルター層の計算例
リストされた区分、制限サイズおよび規則は歴史的情報源から移されたものであり、現在の地質工学的分類、実験室報告書、フィルター設計または性能計画の代替となるものではありません。実際の土壌と排水システムには、代表的なサンプリング、適切な試験、地下水と地表水、侵食と内部安定性のチェック、および特定のプロジェクトの現在の規制と条件に従った認定専門家による評価が必要です。