Бүгінгі күні Саво Кусич ағаш терезелерге, ағаш-алюминий терезелер, арнайы терезелер, есік және баға ұсыныстарын сұрау. Бұл мәтін техникалық мұрағат ретінде қалады және геотехникалық дизайн, зертханалық сынақтар немесе жер жұмыстарының ұсынысы емес.
Топырақтағы материалдардың фазалары
Топырақ үш фазадан тұрады: қатты, сұйық және газ. Қатты фаза қатты бөлшектермен, сұйық сумен, ал газ тәрізді фаза топырақ кеуектеріндегі жабық ауамен немесе су буымен бейнеленеді. Топырақтың кейбір түрлері бір, екі немесе үш фазадан тұруы мүмкін, яғни топырақ бір фазалы, екі фазалы немесе үш фазалы жүйе болуы мүмкін. Топырақтың физикалық қасиеттері жеке фазаларға байланысты. Толық құрғақ құм немесе қиыршық тас сияқты когерентсіз топырақ тек бір фазадан - қатты бөлшектерден тұрады. Сол топырақтың кеуектерінде болатын ауа жабық емес және қатты бөлшектердің қозғалысына қарсы тұрмайды, сондықтан оны фаза деп санауға болмайды. Қатты бөлшектер мен тұйық кеуектерден тұратын, ішінара сумен, ішінара ауамен немесе су буымен толтырылған жер асты суларының деңгейінен жоғары ылғалды когерентті топырақ үш фазалы жүйенің топырағы болып табылады. Қозғалыстағы қатты заттар жағдайында топырақтың кеуектеріндегі су мен ауа бір уақытта қарсы тұрады. Жер асты суларының деңгейінен төмен, кеуектері толығымен сумен толтырылған, оларда ауа немесе су буы болмайтын топырақ екі фазалы жүйе болып табылады. Терең қабаттардағы топырақ екі фазалы жүйе деп есептеледі, өйткені үлкен тереңдіктегі топырақтың кеуектеріндегі жабық ауа оның физикалық қасиеттеріне айтарлықтай әсер етпейді, бұл жағдайда қатты және сұйық фазалардың қасиеттерімен анықталады.
Гранулометриялық құрамы
Топырақтың қатты ингредиенттері - ірі тастардан және блоктардан, жүздеген және мыңдаған миллиметрлік өлшемдерден бір молекула мөлшеріне дейінгі әртүрлі мөлшердегі минералды немесе органикалық заттар. Өздеріңіз білетіндей, молекула миллиметрдің миллионнан бір бөлігі, бір миллимикрон. Топырақтағы қатты заттардың ең аз мөлшері 20 mнемесе микрон болып саналады.
Қатты топырақ бөлшектерінің мөлшері оның физикалық қасиеттеріне өте үлкен әсер етеді. Бұл өрескелдік гранулометриялық құраммен өрнектеледі, ол жеке дән өлшемдерінің олардың салмақ бөліктері бойынша топырақтың жалпы салмағына қатынасын білдіреді. Топырақтың гранулометриялық құрамына қарай бөлінуі әртүрлі елдерде әртүрлі. Біздің бөлімше келесідей:
Бөлшек өлшемдерінің шектеулері
Өлшем2 mm- ірі түйіршікті және ұсақ түйіршікті топырақтың шекарасы. дейінгі қатты бөлшектер2mmтопырақтағы судың капиллярлық көтерілуін көрсетіңіз. Ірі түйіршікті топырақта капиллярлық болмайды. Өлшем0,2 mm– ірі түйіршікті (өткір) және ұсақ түйіршікті (жұмсақ) құм арасындағы шекара. Өлшем0,02 mm- топырақтағы жеке дәнді көзбен тануға дейінгі шек. Өлшем0,002 mm– борпылдақ топырақ пен саз арасындағы шекара Өлшем0,0002 mm– балшық пен коллоидты саздың шекарасы. Төмендегі өлшемдегі қатты ингредиенттер0,002 mmтопырақтың физикалық қасиеттеріне үлкен әсер етеді. Бұл ингредиенттер топырақтың біртұтастығын береді, ал егер олар кішірек және топырақта көбірек болса, топырақтың бірігуі айқынырақ болады. Дегенмен, топырақтың когезиялық қасиеті одан кіші қатты бөлшектердің минералдық құрамына да байланысты0,002 mm. Егер бұл бөлшектер кварц сияқты өте қатты минералдардың ыдырауынан пайда болса, онда олардың когезиясы өте төмен немесе мүлдем жоқ, ал суды сіңіру де салыстырмалы түрде төмен. Бөлшектер төменде болса0,002 mmсаз материалдарының ыдырауынан пайда болады, содан кейін олар бөлшектердің кішірек болса, бәрі күшті болатын байланыстыру қасиеттеріне ие болады, ал мұндай бөлшектердің суды сіңіруі өте жоғары. Топырақтың гранулометриялық құрамы оның кейбір физикалық қасиеттері туралы маңызды және сенімді мәліметтер береді. Топырақта төменгі өлшемдегі саз бөлшектері басым болса0,002 mm, содан кейін қазірдің өзінде мұндай топырақ пластикалық, когерентті, гигроскопиялық, жоғары капиллярлық, төмен өткізгіштік және ішкі үйкеліс бұрышы төмен деп қорытынды жасауға болады. Топырақтың гранулометриялық құрамы гранулометриялық құрам сызықтарымен берілген (сурет 1).1).
Sl.1- гранулометриялық топырақ құрамының сызықтары:1- қиыршық тасты құм;2- шаңды құм;3- құмды шаң;4- сазды топырақ;5- саз
Гранулометриялық құрам сызықтарының ординаталары берілген нүктенің абсциссасымен берілген диаметрден кіші қатты бөлшектердің салмақ үлесін көрсетеді. Мысалы, түзудің А нүктесінде4ордината бар екенін көрсетеді92%бөлшектердің мөлшері кем2 mm, және олар қалғандары8%өлшемі асып кетті2 mm.
Топырақтың гранулометриялық құрамына қарай жіктелуі
Құрамында 2 mm-ден үлкен қатты бөлшектері бар топырақтар гранулометриялық құрамы бойынша топырақтың жалпы бөлінуіне сәйкес жіктеледі, суретте көрсетілген. 1. Бұл ретте топырақта ең көп кездесетіні негізгі бөлшек ретінде қабылданады, ал қалғандары қосымша болып табылады. Мысалы, егер топырақтың жалпы түйіршіктері негізінен аз мөлшерде қиыршық тастары бар құм болса, онда мұндай топырақ қиыршық тасты құмға жатқызылады, ал керісінше құмды қиыршықтас болады. Жіктеуде жеке фракциялардың топырақтағы үлесін де көрсетуге болады. Мысалы, топырақта 15% саз, 45% шаң, 30% құм және 10% қиыршық тас болса, оны 15% сазды және 10% қиыршықтастары бар сазды топыраққа жатқызуға болады.
Алайда 2 mm-ден кіші қатты бөлшектері бар ұсақ түйіршікті топырақтар үшін олардың гранулометриялық құрамына негізделген жіктеу әдетте үшбұрышты диаграмма бойынша жүргізіледі. Осындай бірнеше диаграммалар бар, олардың ішінде біз АҚШ Топырақ бюросының ең негізгісін келтіреміз, сур. 2.
Cурет. 2 - АҚШ-тың Топырақтың үшбұрышты диаграммасы бюросы
Диаграмма тең бүйірлі үшбұрышқа бүктелген үш координаталық осьтерден тұрады, ондағы әрбір ось бір фракцияны, атап айтқанда құм, шаң және сазды бүкіл топырақ массасының % салмағымен көрсетеді. Диаграмманың беті 10 аймақтарына бөлінген, олардың әрқайсысы топырақтың жеке түрін білдіреді. Үшбұрыштың әрбір қабырғасы абсциссаны білдіреді, одан басқа екі абсциссаға параллель ординаталар көтеріледі.
Бұл диаграммадағы әрбір нүкте бар3көрсетілген пайыздарды көрсететін координаттар3берілген топырақтағы фракциялар және топырақтың түрін анықтау. Мысалы, диаграммадағы М нүктесі сазды білдіреді. Ол гранулометриялық құрамның диаграммасынан күріш.1жеке фракцияларды анықтаңыз, олар бұл жағдайда болады (жол4күріште.1):35%саз,25%шаң,40%құм, мұндағы мөлшері8%-дан азды құрайтындықтан қиыршық тас назардан тыс қалды10%.
Бұл классификация американдық бөлімшеге сәйкес құм, шаң және қиыршық тас фракцияларына қатысты, бірақ ол салыстырмалы мәндер мен мұндай жіктеу тәжірибесіне байланысты қабылданған.
Топырақтың біркелкі еместігінің дәрежесі
Аллен Хазен бойынша, топырақтың біркелкі еместігінің дәрежесі - бұл қатынас (сур.3)
U=d60/д10
қайда г60ординатаға сәйкес келетін дәннің диаметрі60%, және d10 ординатаға сәйкес келетін дәннің диаметрі10%.
U үшін< 5 tlo je ravnomernog sastava,
U = үшін5-15топырақ құрамы орташа біркелкі емес,
U > үшін15топырақ құрамы біркелкі емес.
Гранулометриялық құрам сызығы тік болғанда, біркелкі еместік дәрежесінің мәні U аз, ал жазық сызық үшін бұл үлкен. U үшін ең кіші мән1. Егер гранулометриялық құрам сызығы тегіс болса, U мәні жоғары болады. Құм үшін әдетте U= болады1-15, сазды топырақтар үшін U=10-90, бірақ құрамы өте біркелкі емес топырақтар жағдайында U өте үлкен мәндерге ие болуы мүмкін.
Sl.3- дәннің диаметрін анықтау d60және d10
Сүзгі ережесі
Бұл ереже сүзгінің гранулометриялық құрамына негізделген, оның міндеті топырақтың ұсақ бөлшектерін жер асты суларымен жууды болдырмау үшін топырақ пен тасты дренаждық қабаттың жанасуындағы гидравликалық градиентті өтпелі түйіршік өлшеміне азайту болып табылады. Сүзгі қабаты қанағаттандыратын негізгі шарттар оның су өткізгіш және тұрақты болуы болып табылады. Сүзгілер құрамының бірнеше ережелері бар, олардың арасында тек Терзаги ережесі ең танымал ретінде осы жерде тізімделеді.
Терзаги ережесі
Терзаги ережесі былай делінген: Сүзгінің түйіршіктелуі оның түйіршіктері мөлшері бойынша болатындай болуы керек.15%бүкіл сүзгі массасының салмағы бойынша бөліктері (F15) ең аз болыңыз4мөлшері бойынша сүзгі (негіздер) тірелетін ең ірі топырақ бөлшектерінен есе көп15%негіздің салмағы бойынша бөліктерінің саны (Б15), одан үлкен болмай4рет B85, бұл ең кішкентай бөлшектердің өлшемі85%негіздің салмағы бойынша бөліктері. Бұл ережені мына қатынастар арқылы көрсетуге болады:
Ф15/Б15 >4және F15/Б85< 4.
Бірінші қатынас сүзгінің су өткізгіштігін қамтамасыз етеді, ал екіншісі оның тұрақтылығына кепілдік береді.
Sl.4- Терзагияның сүзгі ережесі
Негіздің ең кіші және ең үлкен бөлшектері күріш.4шекаралық сызықтар1және2. Сүзгінің шекаралық сызықтары болып табылады3және4. Шарт F15 >4_Б15_ шекара сызығының а нүктесімен бейнеленеді3, шарты F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Сүзгінің гранулометриялық құрамының сызығы негіздің гранулометриялық құрамының сызығына шамамен параллель болуы ұсынылады.
Суреттегідей негіздің гранулометриялық құрамының екі шеткі сызығының орнына.4, орташа астықтың бір сызығы болуы мүмкін. Бұл жағдайда В нүктелері15 және B85 бір сызықта (суреттегідей).5).
Most often, the difference in granulation between the base and the drainage layer is such that one filter zone is not enough for the transition between the base and the layer. Бұл жағдайда сүзгі дренажды шөгіндінің ең үлкен түйір өлшеміне жеткенше бірдей ереже бойынша анықталатын бірнеше сүзгі аймақтарынан тұрады.
Sl.5- Сүзгі қабаттарын есептеу мысалы
Жоғарыда аталған бөлімдер, шекті өлшемдер мен ережелер тарихи дереккөзден алынған және ағымдағы геотехникалық классификацияны, зертханалық есептерді, сүзгі дизайнын немесе өнімділік жоспарын алмастырмайды. Нақты топырақ және дренаж жүйесі репрезентативті үлгілерді алуды, тиісті сынақтарды, жер асты және жер үсті суларын, эрозия мен ішкі тұрақтылықты тексеруді, сондай-ақ қолданыстағы ережелер мен нақты жобаның шарттарына сәйкес уәкілетті сарапшының бағалауын талап етеді.