Šiandien Savo Kusić daugiausia dėmesio skiria mediniams langams, mediniai-aliuminio langai, priskirti langai, durys ir prašymai pateikti citatą. Šis tekstas išlieka kaip techninis archyvas ir nėra geotechninio projektavimo, laboratorinių tyrimų ar žemės darbų pasiūlymas.

Medžiagų fazės dirvožemyje

Dirvožemis susideda iš trijų fazių: kietos, skystos ir dujinės. Kietąją fazę vaizduoja kietosios dalelės, skystas vanduo, o dujinę – uždaras oras arba vandens garai dirvožemio porose.
Tam tikrų tipų dirvožemis gali būti sudarytas iš vienos, dviejų arba trijų fazių, o tai reiškia, kad dirvožemis gali būti vienfazis, dvifazis arba trifazis. Fizinės dirvožemio savybės priklauso nuo atskirų fazių. Nerišlus dirvožemis, pavyzdžiui, visiškai sausas smėlis ar žvyras, susideda tik iš vienos fazės – kietųjų dalelių. To dirvožemio porose esantis oras nėra uždaras ir neprieštarauja kietųjų dalelių judėjimui, todėl jo negalima laikyti faze. Virš gruntinio vandens lygio esantis drėgnas vientisas gruntas, susidedantis iš kietųjų dalelių ir uždarų porų, iš dalies pripildytas vandens, iš dalies oro ar vandens garų, yra trifazės sistemos gruntas. Judant kietosioms medžiagoms, vanduo ir oras dirvožemio porose yra priešingi tuo pačiu metu. Dirvožemis, esantis žemiau gruntinio vandens lygio, kurio poros visiškai užpildytos vandeniu, todėl jose nėra oro ar vandens garų, yra dviejų fazių sistema. Daroma prielaida, kad gilesniuose sluoksniuose esantis dirvožemis yra dviejų fazių sistema, nes didesniame gylyje esantis uždaras oras dirvožemio porose neturi didelės įtakos jo fizikinėms savybėms, kurias tokiu atveju lemia kietosios ir skystosios fazės savybės.

Granulometrinė sudėtis

Kietosios dirvožemio sudedamosios dalys yra įvairaus dydžio mineralinės arba organinės medžiagos, nuo didelių akmenukų ir blokų, šimtų ir tūkstančių milimetrų dydžio iki vienos molekulės dydžio. Kaip žinote, molekulė yra viena milijoninė milimetro dalis, vienas milimikronas. Mažiausias dirvožemio kietųjų dalelių dydis yra 20 m arba mikronai.
Kietųjų dirvožemio dalelių dydis turi labai didelę įtaką jo fizinėms savybėms. Šis stambumas išreiškiamas granulometrine sudėtimi, kuri parodo atskirų grūdelių dydžių jų svorio dalimis ir bendro dirvožemio svorio santykį. Įvairiose šalyse dirvožemio skirstymas pagal granulometrinę sudėtį skiriasi. Mūsų padalinys yra toks:

Istorinis stambiagrūdžio ir smulkiagrūdžio dirvožemio skirstymas pagal dalelių dydį

Dalelių dydžio ribos

Dydis2 mm- riba tarp stambiagrūdžio ir smulkiagrūdžio dirvožemio. Kietosios dalelės iki2mmparodyti kapiliarinį vandens kilimą dirvožemyje. Stambiagrūdis dirvožemis neturi kapiliarumo. Dydis0,2 mm– riba tarp stambaus (aštraus) ir smulkiagrūdžio (minkšto) smėlio. Dydis0,02 mm- riba, iki kurios atskirus grūdus dirvoje galima atpažinti plika akimi. Dydis0,002 mm– riba tarp puraus dirvožemio ir molio Dydis0,0002 mm– riba tarp molio ir koloidinio molio. Žemiau nurodyto dydžio kietos sudedamosios dalys0,002 mmturi didelę įtaką fizinėms dirvožemio savybėms. Šie ingredientai suteikia dirvožemiui sanglaudą, o jei jų yra mažiau ir dirvoje daugiau, tuo dirva yra vientisesnė. Tačiau dirvožemio sanglauda taip pat priklauso nuo mineralinės sudėties kietųjų dalelių, mažesnių už0,002 mm. Jei šios dalelės susidaro irstant labai kietiems mineralams, tokiems kaip kvarcas, tai jų sanglauda yra labai maža arba jos visai nėra, o vandens įgeriamumas taip pat yra palyginti mažas. Jei dalelės yra žemiau0,002 mmsusidaro irstant molio medžiagoms, tada jos turi rišamąsias savybes, kurios yra dar stipresnės, jei dalelės yra mažesnės, o tokių dalelių vandens įgeriamumas yra labai didelis. Dirvožemio granulometrinė sudėtis suteikia svarbių ir patikimų duomenų apie kai kurias jo fizines savybes. Jei dirvožemyje vyrauja žemesnės nei 0,002 mm molio dalelės, tai jau galima daryti išvadą, kad toks gruntas yra plastiškas, vientisas, higroskopiškas, pasižymintis dideliu kapiliarumu, mažu pralaidumu ir mažu vidinės trinties kampu.
Dirvožemio granulometrinė sudėtis pavaizduota granulometrinės sudėties linijomis (1 pav.).

Granulometrinės linijos žvyro smėliui, dulkėtam smėliui, smėlio dulkėms, molingam dirvožemiui ir moliui

pav. 1 - Granuliometrinės dirvožemio sudėties linijos: 1-žvyruotas smėlis; 2-dulkėtas smėlis; 3-smėlio dulkės; 4-molingas dirvožemis; 5-molis

Granuliometrinės kompozicijos ordinačių linija rodo kietųjų dalelių, mažesnių už skersmenį, pavaizduotą nurodyto taško abscisėmis, svorio dalį. Pavyzdžiui, tiesės 4 taške A ordinatės rodo, kad yra 92% dalelių, mažesnių už 2 mm, o likusios 8% yra didesnės nei 2 mm.

Dirvožemio klasifikacija pagal granulometrinę sudėtį

Dirvožemiai, kuriuose yra didesnių nei 2 mm kietųjų dalelių, klasifikuojami pagal bendrą dirvožemio skirstymą pagal granuliometrinę sudėtį, kaip parodyta fig. 1. Tai darant, ta, kuri daugiausia yra dirvožemyje, yra priimama kaip pagrindinė frakcija, o kitos yra papildomos. Pavyzdžiui, jei bendras dirvožemio granuliavimas daugiausia yra smėlis su mažesniu žvyro kiekiu, tada toks dirvožemis priskiriamas žvyruotam smėliui, o priešingai – smėlio žvyras. Klasifikacijoje galima nurodyti ir atskirų frakcijų dalis dirvožemyje. Pavyzdžiui, jei dirvožemyje yra 15% molio, 45% dulkių, 30% smėlio ir 10% žvyro, jis gali būti klasifikuojamas kaip molingas dirvožemis, kuriame yra 15% molio ir 10% žvyro.
Tačiau smulkiagrūdžiai dirvožemiai, kuriuose yra kietųjų dalelių, mažesnių nei 2 mm, klasifikavimas pagal granulometrinę sudėtį paprastai atliekamas pagal trikampę diagramą. Yra keletas tokių schemų, iš kurių pateiksime pačią paprasčiausią iš JAV Dirvožemio biuro, pav. 2.

Trikampė dirvožemio klasifikavimo diagrama pagal smėlio, dulkių ir molio santykį

pav. 2 – JAV dirvožemio biuro trikampė diagrama

Diagramą sudaro trys koordinačių ašys, sulankstytos į lygiakraštį trikampį, kuriame kiekviena ašis reiškia vieną frakciją, ty smėlį, dulkes ir molį procentais nuo visos dirvožemio masės. Diagramos paviršius suskirstytas į 10 zonas, kurių kiekviena žymi atskirą dirvožemio tipą. Kiekviena trikampio kraštinė žymi abscisę, iš kurios pakeliamos lygiagrečios kitoms dviem abscisėms ordinatės.
Kiekvienas šios diagramos taškas turi3koordinates, atitinkančias išvardytus procentus3frakcijas tam tikrame dirvožemyje ir nustatyti dirvožemio tipą. Taigi, pavyzdžiui, taškas M diagramoje reiškia molį. Jis gaunamas taip, kad iš granulometrinės sudėties diagramos pav.1nustatyti atskiras frakcijas, kurios šiuo atveju būtų (eil4pav.1):35%molis,25%dulkės,40%smėlio, kur kiekis8%žvyras apleistas, nes jo kiekis yra mažesnis nei10%. Ši klasifikacija reiškia smėlio, dulkių ir žvyro frakcijas pagal Amerikos skirstymą, tačiau ji priimta kaip tokia dėl lyginamųjų verčių ir patirties su tokia klasifikacija.

Dirvožemio nelygumo laipsnis

Pasak Alleno Hazeno, dirvožemio nelygumo laipsnis yra santykis (pav.3)

U=d60/d10

kur d60ordinatę atitinkančio grūdelio skersmens60%, ir d10 grūdelių skersmuo, atitinkantis ordinates10%. Už U< 5 tlo je ravnomernog sastava,
už U =5-15dirvožemis yra vidutiniškai netolygios sudėties, už U >15dirvožemis nelygios sudėties. Kai granuliometrinės sudėties linija yra stati, nelygumo laipsnio U reikšmė yra maža, o plokščios linijos - didelė. Mažiausia U reikšmė yra1. Jei granulometrinės sudėties linija yra plokščiesnė, U reikšmė yra didesnė. Smėliui tai paprastai yra U=1-15, molingoms dirvoms U=10-90, tačiau labai nevienodos sudėties dirvožemiuose U gali turėti labai dideles reikšmes.

Grafinis granulometrinės linijos būdingų grūdelių skersmenų nustatymas

Sl.3- Grūdelių skersmens d nustatymas60ir d10

Filtro taisyklė

Ši taisyklė pagrįsta granulometrine filtro sudėtimi, kurios užduotis yra sumažinti hidraulinį gradientą dirvos ir akmens drenažo sluoksnio sąlytyje pereinamuoju grūdelių dydžiu, kad požeminis vanduo neplautų smulkių dirvožemio dalelių. Pagrindinės sąlygos, kurias turi atitikti filtro sluoksnis, yra tai, kad jis būtų laidus vandeniui ir stabilus. Yra keletas filtrų sudėties taisyklių, tarp kurių tik Terzaghi taisyklė čia bus išvardinta kaip labiausiai žinoma.

Terzaghi taisyklė

Terzaghi taisyklė skelbia: Filtro granuliacija turi būti tokia, kad jo grūdeliai atitiktų kiekį15%visos filtro masės masės dalys (F15) būti mažiausiai4kartų didesnis už stambiausias grunto daleles, ant kurių laikosi (pagrindai) filtras15%pagrindo masės dalių (B15), nebūdami didesni nei4kartus B85, tai yra mažiausių dalelių dydis85%pagrindo masės dalys. Šią taisyklę galima išreikšti santykiais: F15/B15 >4ir F15/B85< 4.
Pirmasis santykis užtikrina filtro vandens pralaidumą, o antrasis – jo stabilumą. Pagrindo ir filtro ribinės granulometrinės linijos pagal Terzaghi taisyklę

Sl.4- Terzaghia filtro taisyklė

Mažiausios ir didžiausios pagrindo dalelės pateiktos fig.4pasienio linijos1ir2. Filtro ribinės linijos yra3ir4. Būklė F15 >4_B15_ vaizduojamas tašku a ribinėje linijoje3, sąlyga F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
Rekomenduojama, kad filtro granulometrinės sudėties linija būtų maždaug lygiagreti pagrindo granulometrinės sudėties linijai. Vietoj dviejų kraštutinių pagrindo granulometrinės sudėties linijų, kaip parodyta fig.4, gali būti viena vidutinio grūdėtumo linija. Tokiu atveju taškai B15 ir B85 yra toje pačioje eilutėje (kaip pav.5). Dažniausiai granuliacijos skirtumas tarp pagrindo ir drenažo sluoksnio yra toks, kad perėjimui tarp pagrindo ir sluoksnio neužtenka vienos filtro zonos. Šiuo atveju filtras susideda iš kelių filtravimo zonų, kurios nustatomos pagal tą pačią taisyklę, kol pasiekiamas didžiausias drenažo nuosėdų grūdelių dydis.

Kelių filtrų sluoksnių tarp dirvožemio ir drenažo sluoksnio nustatymo pavyzdys

Sl.5- Filtro sluoksnių skaičiavimo pavyzdys

Aukščiau pateikti skirstymai, ribiniai dydžiai ir taisyklės yra perkelti iš istorinio šaltinio ir nepakeičia esamos geotechninės klasifikacijos, laboratorijos ataskaitos, filtro projekto ar veiklos plano. Faktinei grunto ir drenažo sistemai reikalingas reprezentatyvus mėginių ėmimas, tinkami tyrimai, požeminio ir paviršinio vandens, erozijos ir vidinio stabilumo patikrinimas, taip pat įgalioto eksperto įvertinimas pagal galiojančius konkretaus projekto reglamentus ir sąlygas.