Haut konzentréiert de Savo Kusić sech op Holzfenster, Holz-Aluminiumfenster, personaliséiert Fënsteren, Dier an Demande fir Zitat. Dësen Text bleift als techneschen Archiv an ass keng Offer vu geotechneschen Design, Labo Tester oder Äerdaarbechten.
Phasen vu Materialien am Buedem
Buedem besteet aus dräi Phasen: fest, flësseg a gasfërmeg. Déi zolidd Phase gëtt duerch zolidd Partikel, flësseg Waasser, an d’gasphase duerch zouene Loft oder Waasserdamp an de Buedemporen duergestallt.
Bestëmmte Buedemaarte kënnen aus enger, zwee oder dräi Phasen bestoen, dat heescht datt de Buedem en een-Phase, zwee-Phase oder dräi-Phase System kann sinn. Déi physesch Eegeschafte vum Buedem hänkt vun eenzelne Phasen of.
Onkohärent Buedem, wéi zum Beispill komplett trockenem Sand oder Kies, besteet aus nëmmen enger Phase - fest Partikelen. D’Loft, déi an de Poren vun deem Buedem existéiert, ass net zougemaach an ass net géint d’Bewegung vu festen Partikelen, sou datt et net als Phase ugesi gëtt.
Feuchtig kohärent Buedem iwwer dem Grondwaasserniveau, deen aus feste Partikelen a zouenen Poren besteet, deelweis mat Waasser an deelweis mat Loft oder Waasserdamp gefëllt, ass de Buedem vum Dräi-Phase System. Am Fall vu bewegt Feststoffer, Waasser a Loft an de Buedemporen sinn gläichzäiteg dogéint.
De Buedem ënner dem Grondwaasserniveau, deem seng Pore komplett mat Waasser gefüllt sinn, sou datt et keng Loft oder Waasserdamp an hinnen ass, ass en zwee-Phase System. De Buedem an de méi déif Schichten gëtt als Zwee-Phase System ugeholl, well déi zouene Loft an de Poren vum Buedem op gréisseren Déiften kee wesentlechen Effekt op seng physesch Eegeschaften huet, déi dann duerch d’Eegeschafte vun der fester a flësseger Phase bestëmmt ginn.
Granulometresch Zesummesetzung
Solid Zutate vum Buedem si mineralesch oder organesch Matière vu verschiddene Gréissten, rangéiert vu grousse Kieselstécker a Block, der Gréisst vun Honnerte an Dausende vu Millimeter bis zur Gréisst vun engem Molekül. Wéi Dir wësst, ass e Molekül eng Millionth vun engem Millimeter, ee Millimikron. Déi klengst Gréisst vu Buedemfeststoffer gëtt als 20 m oder Mikron ugesinn.
D’Gréisst vu feste Buedempartikelen huet e ganz groussen Afloss op seng kierperlech Eegeschaften. Dës Groufheet gëtt duerch d’granulometresch Zesummesetzung ausgedréckt, déi d’Verhältnis vun eenzelne Kärgréissten duerch hir Gewiichtsdeeler zum Gesamtgewicht vum Buedem duerstellt. D’Divisioun vum Buedem no senger granulometrescher Zesummesetzung ass ënnerschiddlech a verschiddene Länner. Eis Divisioun ass wéi follegt:
Partikelgréisst Grenzen
Gréisst2 mm- d’Grenz tëscht grofkären a feinkornege Buedem. Festpartikelen vu bis zu2mmweisen d’Kapillärerhéijung vum Waasser am Buedem. De grobkornege Buedem huet keng Kapillaritéit.
Gréisst0,2 mm- Grenz tëscht gro-grain (scharfen) a fein-grain (mëll) Sand.
Gréisst0,02 mm- d’Limite bis zu deenen eenzel Kären am Buedem mat bloussem A erkannt ginn.
Gréisst0,002 mm- Grenz tëscht lockere Buedem a Lehm
Gréisst0,0002 mm- d’Grenz tëscht Lehm a kolloidalem Lehm.
Fest Zutaten ënner Gréisst0,002 mmsi vu groussen Afloss op d’physikalesch Eegeschafte vum Buedem. Dës Zutate ginn d’Kohäsioun vum Buedem, a wa se méi kleng a méi reichend am Buedem sinn, wat méi kohäsiv ass de Buedem. Wéi och ëmmer, d’Buedemkohäsioun hänkt och vun der Mineralkompositioun vu feste Partikelen méi kleng wéi0,002 mm. Wann dës Partikelen duerch d’Zersetzung vu ganz haarde Mineralstoffer wéi Quarz geformt ginn, dann ass hir Kohäsioun ganz niddereg oder net existent, an hir Waasserabsorptioun ass och relativ niddereg. Wann d’Partikelen drënner sinn0,002 mmgeformt duerch d’Zersetzung vu Lehmmaterialien, dann hunn se bindend Eegeschaften, déi ëmsou méi staark sinn, wann d’Partikel méi kleng sinn, während d’Waasserabsorptioun vun esou Partikelen ganz héich ass.
D’granulometresch Zesummesetzung vum Buedem liwwert wichteg an zouverlässeg Donnéeën iwwer e puer vu senge kierperlechen Eegeschaften. Wann Lehmpartikelen ënner 0,002 mm am Buedem herrschen, da kann et scho geschloss ginn datt esou Buedem plastesch ass, kohärent, hygroskopesch, mat héijer Kapillaritéit, gerénger Permeabilitéit an e klenge Wénkel vun der interner Reibung.
D’granulometresch Zesummesetzung vum Buedem gëtt duerch d’Linnen vun der granulometrescher Zesummesetzung vertruede (Fig. 1).
Abb. 1 - Linnen vun der granulometrescher Buedemkompositioun: 1-Kiessand; 2-staubege Sand; 3-Sandstëbs; 4-Lehm Buedem; 5-Clay
D’Ordinatelinn vun der granulometrescher Zesummesetzung weist d’Gewiichtfraktioun vu feste Partikelen méi kleng wéi den Duerchmiesser representéiert vun der Abscissa vum bestëmmte Punkt. Zum Beispill, um Punkt A vun der Linn 4 weist d’Ordinate datt et 92% Partikele méi kleng wéi 2 mm sinn, an datt déi verbleiwen 8% méi grouss si wéi 2 mm.
Buedemklassifikatioun no der granulometrescher Zesummesetzung
Buedem mat festen Partikelen méi grouss wéi 2 mm ginn no der allgemenger Divisioun vum Buedem duerch granulometresch Zesummesetzung klasséiert, an der Fig. 1. Dobäi gëtt deen, deen am Buedem am meeschte vertrueden ass, als Basisfraktioun ugeholl, während déi aner zousätzlech sinn. Zum Beispill, wann déi allgemeng Granuléierung vum Buedem meeschtens Sand mat enger méi klenger Quantitéit Kies ass, da gëtt esou Buedem als Kies Sand klasséiert, während de Géigendeel Sand Kies wier. An der Klassifikatioun kënnen d’Aktie vun eenzelne Fraktiounen am Buedem och uginn. Zum Beispill, wann e Buedem 15% Lehm, 45% Stëbs, 30% Sand an 10% Kies enthält, kann et als Lehmbuedem mat 15% Lehm a 10% Kies klasséiert ginn.
Wéi och ëmmer, fir feinkorneg Buedem, déi fest Partikele méi kleng wéi 2 mm enthalen, gëtt d’Klassifikatioun op Basis vun hirer granulometrescher Zesummesetzung normalerweis no engem dreieckegen Diagramm gemaach. Et gi verschidde sou Diagrammer, vun deenen mir déi meescht Basis aus dem US Bureau of Soils lëschten, Fig. 2.
Abb. 2 - US Bureau of Soil Dräieck Diagramm
D’Diagramm besteet aus dräi Koordinatenachsen, déi an en equilateralen Dräieck geklappt sinn, an deem all Achs eng Fraktioun duerstellt, nämlech Sand, Stëbs a Lehm a Gewiicht% vun der ganzer Buedemmass. D’Uewerfläch vum Diagramm ass an 10 Zonen opgedeelt, jidderee vun deenen eng getrennten Aart vu Buedem duerstellt. All Säit vum Dräieck stellt eng Abscissa duer, aus där d’Ordinate parallel zu deenen aneren zwee Abscissen opgehuewe sinn.
All Punkt an dësem Diagramm huet3Koordinate representéieren déi opgezielt Prozentzuelen3Fraktiounen an engem bestëmmte Buedem a bestëmmen d’Aart vum Buedem. Also zum Beispill de Punkt M am Diagramm representéiert Lehm. Et gëtt op déi Manéier kritt datt aus dem Diagramm vun der granulometrescher Zesummesetzung Fig.1bestëmmt eenzel Fraktiounen, déi an dësem Fall (Linn4an fig.1):35%Lehm,25%Stëbs,40%Sand, wou de Montant vun8%Kies vernoléissegt well et manner wéi10%.
Dës Klassifikatioun bezitt sech op d’Fraktioune vu Sand, Stëbs a Kies no der amerikanescher Divisioun, awer et gëtt als solch ugeholl wéinst de komparative Wäerter an d’Erfahrung déi et mat esou enger Klassifikatioun huet.
Grad vun Ongläichheet vum Buedem
Laut Allen Hazen ass de Grad vun der Ongläichheet vum Buedem de Verhältnis (Fig.3)
U=d60/d10
wou d60Korndurchmesser entsprécht der Ordinate60%an d10 Kär Duerchmiesser entspriechend der Ordinate10%.
fir U< 5 tlo je ravnomernog sastava,
fir U =5-15de Buedem ass mëttelméisseg ongläich an der Zesummesetzung,
fir U >15de Buedem ass vun ongläiche Kompositioun.
Wann d’Linn vun der granulometrescher Zesummesetzung steil ass, ass de Wäert vun der Ongläichheetsgrad U kleng, während déi fir eng flaach Linn grouss ass. De klengste Wäert fir U ass1. Wann d’Linn vun der granulometrescher Zesummesetzung méi flaach ass, ass de Wäert vun U méi héich. Fir Sand ass et normalerweis U=1-15, fir Lehmbuedem U=10-90, awer am Fall vu Buedem mat enger ganz ongläicher Zesummesetzung kann U ganz grouss Wäerter hunn.
Sl.3- Bestëmmung vum Kärdurchmesser d60an d10
Filterregel
Dës Regel baséiert op der granulometrescher Zesummesetzung vum Filter, d’Aufgab vun deem ass den hydraulesche Gradient am Kontakt tëscht dem Buedem an der Steendrainage Schicht duerch d’Iwwergangskorngréisst ze reduzéieren, fir d’Wäschung vu klenge Buedempartikelen duerch Grondwaasser ze verhënneren. D’Basisbedéngungen, déi d’Filterschicht erfëllen soll, sinn datt et Waasserpermeabel a stabil ass. Et gi verschidde Reegelen fir d’Zesummesetzung vu Filteren, dorënner nëmmen Terzaghi’s Regel gëtt hei als déi bekanntst opgezielt.
Terzaghis Regel
D’Regel vum Terzaghi liest: D’Granulatioun vum Filter soll esou sinn datt seng Kären an der Quantitéit15%Gewiichtsdeeler vun der ganzer Filtermass (F15) am mannsten sinn4mol méi grouss wéi déi groberste Buedempartikelen, op deenen de Filter (Basis) riicht an der Quantitéit15%vun Deeler vum Gewiicht vun der Basis (B15), ouni méi grouss ze sinn wéi4mol B85, dat ass d’Gréisst vun de klengste Partikelen bei85%Deeler vum Gewiicht vun der Basis. Dës Regel kann duerch d’Relatiounen ausgedréckt ginn:
F15/B15 >4an F15/B85< 4.
Den éischte Verhältnis garantéiert d’Waasserpermeabilitéit vum Filter, während déi zweet seng Stabilitéit garantéiert.
Sl.4- D’Filterregel vun Terzaghia
Déi klengst a gréisste Partikel vun der Basis ginn an der Fig.4Grenz Linnen1an2. D’Grenzlinne vum Filter sinn3an4. Zoustand F15 >4_B15_ gëtt duerch Punkt a op der Grenzlinn duergestallt3, Zoustand F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Et ass recommandéiert datt d’Linn vun der granulometrescher Zesummesetzung vum Filter ongeféier parallel zu der Linn vun der granulometrescher Zesummesetzung vun der Basis ass.
Amplaz vun zwou extrem Linnen vun der granulometrescher Zesummesetzung vun der Basis wéi an der Fig.4, kann eng Linn vun Moyenne graining ginn. An deem Fall, Punkten B15 an B85 sinn op der selwechter Linn (wéi an der Fig.5).
Déi meescht Oft ass den Ënnerscheed an der Granulatioun tëscht der Basis an der Drainageschicht esou datt eng Filterzone net genuch ass fir den Iwwergang tëscht der Basis an der Schicht. An dësem Fall besteet de Filter aus verschiddene Filterzonen, déi no der selweschter Regel festgeluegt ginn, bis déi gréisste Korngréisst vum Drainageablagerung erreecht gëtt.
Sl.5- Beispill vun der Berechnung vu Filterschichten
Déi uewe genannte Divisiounen, Limitgréissten a Regele ginn aus enger historescher Quell transferéiert a sinn net Ersatz fir eng aktuell geotechnesch Klassifikatioun, Laborrapport, Filterdesign oder Leeschtungsplang. Den aktuellen Buedem an Drainage System erfuerdert representativ Proben, entspriechend Tester, Iwwerpréiwung vun ënnerierdesch an Uewerflächewaasser, Erosioun an intern Stabilitéit, souwéi eng Bewäertung vun engem autoriséierten Expert no applicabel Reglementer a Konditioune vum spezifesche Projet.