मातीमधील सामग्रीचे टप्पे आणि ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना

संबंधित माहिती: तुमच्या प्रकल्पानुसार बनवलेल्या लाकडी खिडक्या. · ऑर्डर-टू-ऑर्डर लाकडी-ॲल्युमिनियम खिडक्या. · घरे, प्रकल्प आणि निर्यातीसाठी कस्टम विंडो. · ऑर्डर-टू-ऑर्डर लाकडी आणि लाकूड-ॲल्युमिनियम दरवाजे. · कोट विनंती पाठवा.

मातीतील पदार्थांचे टप्पे

मातीचे तीन टप्पे असतात: घन, द्रव आणि वायू. घन टप्पा घन कण, द्रव पाणी आणि वायूचा टप्पा मातीच्या छिद्रांमधील बंद हवा किंवा पाण्याच्या वाफेद्वारे दर्शविला जातो. काही प्रकारच्या मातीमध्ये एक, दोन किंवा तीन टप्प्यांचा समावेश असू शकतो, याचा अर्थ माती ही एक-टप्प्या, दोन-टप्प्या किंवा तीन-टप्प्यांमध्ये असू शकते. मातीचे भौतिक गुणधर्म वैयक्तिक टप्प्यांवर अवलंबून असतात. विसंगत माती, जसे की पूर्णपणे कोरडी वाळू किंवा रेव, त्यात फक्त एक टप्पा असतो - घन कण. त्या मातीच्या छिद्रांमध्ये अस्तित्त्वात असलेली हवा बंद नसते आणि घन कणांच्या हालचालीला विरोध करत नाही, म्हणून ती एक अवस्था मानता येत नाही. भूजल पातळीच्या वरची ओलसर सुसंगत माती, ज्यामध्ये घन कण आणि बंद छिद्रे असतात, अंशतः पाण्याने भरलेली आणि अंशतः हवा किंवा पाण्याच्या बाष्पाने भरलेली, ही तीन-टप्प्या प्रणालीची माती आहे. घन पदार्थ हलविण्याच्या बाबतीत, मातीच्या छिद्रांमधील पाणी आणि हवा एकाच वेळी विरोध करतात. भूजल पातळीच्या खाली असलेली माती, ज्याची छिद्रे पूर्णपणे पाण्याने भरलेली असतात, ज्यामुळे त्यात हवा किंवा पाण्याची वाफ नसते, ही द्वि-चरण प्रणाली आहे. खोल थरांमधील माती ही द्वि-चरण प्रणाली आहे असे गृहीत धरले जाते, कारण जास्त खोलीवर असलेल्या मातीच्या छिद्रांमधील बंद हवेचा त्याच्या भौतिक गुणधर्मांवर लक्षणीय परिणाम होत नाही, जो अशा स्थितीत घन आणि द्रव टप्प्यांच्या गुणधर्मांद्वारे निर्धारित केला जातो.

ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना

मातीतील घन घटक म्हणजे विविध आकाराचे खनिज किंवा सेंद्रिय पदार्थ, मोठे खडे आणि ठोकळे, शेकडो आणि हजारो मिलिमीटर ते एका रेणूच्या आकारापर्यंत. तुम्हाला माहिती आहेच की, एक रेणू हा मिलिमीटरचा एक दशलक्षवावा भाग, एक मिलीमायक्रॉन असतो. मातीतील घन पदार्थांचा सर्वात लहान आकार 20 m किंवा मायक्रॉन मानला जातो.
मातीच्या घन कणांच्या आकाराचा त्याच्या भौतिक गुणधर्मांवर खूप मोठा प्रभाव पडतो. हा खडबडीतपणा ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेद्वारे व्यक्त केला जातो, जे वैयक्तिक धान्य आकारांचे त्यांच्या वजनाच्या भागांद्वारे मातीच्या एकूण वजनाचे गुणोत्तर दर्शवते. ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेनुसार मातीचे विभाजन वेगवेगळ्या देशांमध्ये भिन्न आहे. आमची विभागणी खालीलप्रमाणे आहे:

कण आकार मर्यादा

आकार2 mm- खडबडीत आणि बारीक मातीची सीमा. पर्यंतचे घन कण2mmजमिनीतील पाण्याची केशिका वाढ दर्शवा. खडबडीत जमिनीत केशिका नसते. आकार0,2 mm- खडबडीत (तीक्ष्ण) आणि सूक्ष्म (मऊ) वाळू यांच्यातील सीमा. आकार0,02 mm- जमिनीतील वैयक्तिक धान्य उघड्या डोळ्यांनी ओळखता येईल अशी मर्यादा. आकार0,002 mm- सैल माती आणि चिकणमाती दरम्यानची सीमा आकार0,0002 mm- चिकणमाती आणि कोलाइडल चिकणमाती दरम्यानची सीमा. खाली आकाराचे घन पदार्थ0,002 mmजमिनीच्या भौतिक गुणधर्मांवर मोठा प्रभाव पडतो. हे घटक मातीला एकसंधता देतात आणि जर ते लहान आणि जास्त प्रमाणात जमिनीत असतील तर मातीची एकसंधता अधिक स्पष्ट होते. तथापि, मातीची एकसंधता देखील घन कणांच्या खनिज रचनेवर अवलंबून असते.0,002 mm. जर हे कण क्वार्ट्जसारख्या अत्यंत कठीण खनिजांच्या विघटनाने तयार झाले असतील तर त्यांची एकसंधता फारच कमी किंवा अस्तित्वात नसलेली असते आणि त्यांचे पाणी शोषणही तुलनेने कमी असते. कण खाली असल्यास0,002 mmचिकणमातीच्या पदार्थांच्या विघटनाने तयार होतात, नंतर त्यांच्यामध्ये बंधनकारक गुणधर्म असतात जे कण लहान असल्यास सर्व मजबूत असतात, तर अशा कणांचे पाणी शोषण खूप जास्त असते. मातीची ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना तिच्या काही भौतिक गुणधर्मांवरील महत्त्वपूर्ण आणि विश्वासार्ह डेटा प्रदान करते. जर माती खाली आकाराच्या चिकणमाती कणांचे वर्चस्व असेल0,002 mm, मग आधीच त्यावर आधारित असा निष्कर्ष काढला जाऊ शकतो की अशी माती प्लास्टिक, सुसंगत, हायग्रोस्कोपिक आहे, उच्च केशिका आहे, कमी पारगम्यता आहे आणि अंतर्गत घर्षण कमी कोन आहे. मातीची ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेच्या रेषांद्वारे दर्शविली जाते (चित्र.1).

क्र.1- ग्रॅन्युलोमेट्रिक माती रचनेच्या रेषा:1- रेवयुक्त वाळू;2- धूळयुक्त वाळू;3- वालुकामय धूळ;4- चिकणमाती माती;5- चिकणमाती

ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना रेषांचे निर्देशांक दिलेल्या बिंदूच्या ऍब्सिसाद्वारे दर्शविलेल्या व्यासापेक्षा लहान घन कणांचे वजन अंश दर्शवतात. उदाहरणार्थ, रेषेच्या A बिंदूवर4ऑर्डिनेट दाखवते की तेथे आहे92%पेक्षा कमी कण आकार2 mm, आणि ते उर्वरित आहेत8%आकार संपला2 mm.

ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेनुसार मातीचे वर्गीकरण

2 mm पेक्षा मोठे घन कण असलेल्या मातीचे वर्गीकरण ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेनुसार मातीच्या सामान्य विभाजनानुसार केले जाते, अंजीर मध्ये दाखवले आहे. 1. असे करताना, मातीमध्ये सर्वात जास्त दर्शविलेले एक मूलभूत अपूर्णांक म्हणून स्वीकारले जाते, तर इतर अतिरिक्त असतात. उदाहरणार्थ, जर मातीचे सामान्य दाणेदार बहुतेक रेतीचे असते ज्यामध्ये कमी प्रमाणात रेव असते, तर अशी माती रेवयुक्त वाळू म्हणून वर्गीकृत केली जाते, तर याच्या उलट वालुकामय रेव असते. वर्गीकरणामध्ये, जमिनीतील वैयक्तिक अंशांचे समभाग देखील सूचित केले जाऊ शकतात. उदाहरणार्थ, जर मातीमध्ये 15% चिकणमाती, 45% धूळ, 30% वाळू आणि 10% खडी असेल, तर ती 15% चिकणमाती आणि 10%gravel सह चिकणमाती माती म्हणून वर्गीकृत केली जाऊ शकते.
तथापि, 2 mm पेक्षा लहान घन कण असलेल्या सूक्ष्म-दाणेदार मातीसाठी, त्यांच्या ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेवर आधारित वर्गीकरण सहसा त्रिकोणी आकृतीनुसार केले जाते. अशा अनेक आकृत्या आहेत, ज्यापैकी आम्ही यू.एस. ब्युरो ऑफ सॉइल, अंजीर मधील सर्वात मूलभूत आकृत्या सूचीबद्ध करू. 2.

चित्र. 2 - यूएस ब्युरो ऑफ सॉइल त्रिकोणीय आकृती

आकृतीमध्ये समभुज त्रिकोणामध्ये दुमडलेल्या तीन समन्वय अक्षांचा समावेश आहे, ज्यामध्ये प्रत्येक अक्ष संपूर्ण मातीच्या वजनाच्या % मध्ये वाळू, धूळ आणि चिकणमाती हा एक अंश दर्शवतो. आकृतीचा पृष्ठभाग 10 झोनमध्ये विभागलेला आहे, त्यातील प्रत्येक मातीचा वेगळा प्रकार दर्शवतो. त्रिकोणाची प्रत्येक बाजू एक ॲब्सिसा दर्शवते ज्यातून इतर दोन ॲब्सिसिसांच्या समांतर ऑर्डिनेट उठतात.
या चित्रात प्रत्येक बिंदू आहे3सूचीबद्ध टक्केवारी दर्शविणारे निर्देशांक3दिलेल्या मातीतील अपूर्णांक आणि मातीचा प्रकार निश्चित करा. तर, उदाहरणार्थ, आकृतीवरील बिंदू M मातीचे प्रतिनिधित्व करतो. हे ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचना अंजीरच्या आकृतीवरून अशा प्रकारे प्राप्त होते.1वैयक्तिक गट निश्चित करा, जे या प्रकरणात असेल (रेषा4अंजीर मध्ये1):35%चिकणमाती25%धूळ40%वाळू, जेथे रक्कम8%पेक्षा कमी प्रमाण असल्याने रेव दुर्लक्षित10%. हे वर्गीकरण अमेरिकन विभागणीनुसार वाळू, धूळ आणि रेव यांच्या अपूर्णांकांना सूचित करते, परंतु तुलनात्मक मूल्ये आणि अशा वर्गीकरणासह मिळालेल्या अनुभवामुळे ते असे स्वीकारले जाते.

माती असमानतेची डिग्री

ॲलन हॅझेनच्या मते, मातीच्या असमानतेचे प्रमाण हे प्रमाण आहे (अंजीर.3)

U=d60/d10

कुठे डी60ऑर्डिनेटशी संबंधित धान्य व्यास60%, आणि d10 धान्य व्यास ऑर्डिनेटशी संबंधित आहे10%. U साठी< 5 tlo je ravnomernog sastava,
U = साठी5-15माती रचना मध्ये मध्यम असमान आहे, U > साठी15माती असमान रचना आहे. जेव्हा ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेची रेषा उंच असते, तेव्हा असमानतेच्या डिग्रीचे मूल्य U लहान असते, तर सपाट रेषेसाठी ते मोठे असते. U साठी सर्वात लहान मूल्य आहे1. ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेची रेषा अधिक सपाट असल्यास, U चे मूल्य जास्त असेल. वाळूसाठी ते सहसा U= असते1-15, चिकणमाती मातीसाठी U=10-90, परंतु अत्यंत असमान रचना असलेल्या मातीच्या बाबतीत, U ची मूल्ये खूप मोठी असू शकतात.

क्र.3- धान्य व्यासाचे निर्धारण d60आणि डी10

फिल्टर नियम

हा नियम फिल्टरच्या ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेवर आधारित आहे, ज्याचे कार्य भूजलाद्वारे मातीचे लहान कण धुण्यास प्रतिबंध करण्यासाठी, संक्रमणकालीन धान्य आकाराने माती आणि दगड निचरा थर यांच्यातील संपर्कात हायड्रॉलिक ग्रेडियंट कमी करणे आहे. फिल्टर लेयरने ज्या मूलभूत अटी पूर्ण केल्या पाहिजेत ते म्हणजे ते पाणी-पारगम्य आणि स्थिर असावे. फिल्टरच्या रचनेसाठी अनेक नियम आहेत, त्यापैकी फक्त तेरझाघीचा नियम येथे सर्वात प्रसिद्ध म्हणून सूचीबद्ध केला जाईल.

तेरझाघीचा नियम

तेरझाघीचा नियम असे वाचतो: फिल्टरचे दाणेदार प्रमाण असे असावे की त्यातील धान्य15%संपूर्ण फिल्टर वस्तुमानाच्या वजनानुसार भाग (एफ15) किमान व्हा4खडबडीत मातीच्या कणांपेक्षा पटींनी जास्त ज्यावर गाळणी (बेस) प्रमाणात असते15%पायाच्या वजनानुसार भागांचे (B15), पेक्षा मोठे न होता4वेळा B85, ते सर्वात लहान कणांचा आकार आहे85%पायाच्या वजनानुसार भाग. हा नियम संबंधांद्वारे व्यक्त केला जाऊ शकतो: एफ15/बी15 >4आणि F15/बी85< 4.
पहिला गुणोत्तर फिल्टरची पाण्याची पारगम्यता सुनिश्चित करतो, तर दुसरा त्याच्या स्थिरतेची हमी देतो.

क्र.4- तेरझाघियाचा फिल्टर नियम

बेसचे सर्वात लहान आणि मोठे कण अंजीर मध्ये सादर केले आहेत.4सीमा रेषा1आणि2. फिल्टरच्या सीमारेषा आहेत3आणि4. अट F15 >4_बी15_ हे सीमारेषेवरील बिंदू a द्वारे दर्शविले जाते3, अट F15< 4_B85_ tačkom b na liniji 4.
फिल्टरच्या ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेची रेषा बेसच्या ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेच्या रेषेच्या अंदाजे समांतर असावी अशी शिफारस केली जाते. अंजीर प्रमाणे बेसच्या ग्रॅन्युलोमेट्रिक रचनेच्या दोन टोकाच्या ओळींऐवजी.4, सरासरी ग्रेनिंगची एक ओळ असू शकते. त्या बाबतीत, गुण B15 आणि B85 समान ओळीवर आहेत (अंजीर प्रमाणे.5). बहुतेकदा, बेस आणि ड्रेनेज लेयरमधील ग्रॅन्युलेशनमधील फरक असा असतो की बेस आणि लेयरमधील संक्रमणासाठी एक फिल्टर झोन पुरेसे नाही. या प्रकरणात, फिल्टरमध्ये अनेक फिल्टर झोन असतात, जे समान नियमानुसार निर्धारित केले जातात, जोपर्यंत ड्रेनेज डिपॉझिटचा सर्वात मोठा धान्य आकार गाठला जात नाही.

क्र.5- फिल्टर स्तरांच्या गणनेचे उदाहरण

वरील विभाग, मर्यादा आकार आणि नियम ऐतिहासिक स्त्रोताकडून हस्तांतरित केले जातात आणि वर्तमान भू-तांत्रिक वर्गीकरण, प्रयोगशाळा अहवाल, फिल्टर डिझाइन किंवा कार्यप्रदर्शन योजनेसाठी पर्याय नाहीत. वास्तविक माती आणि ड्रेनेज सिस्टमसाठी प्रातिनिधिक नमुने, योग्य चाचणी, भूगर्भातील आणि पृष्ठभागाच्या पाण्याची तपासणी, धूप आणि अंतर्गत स्थिरता तसेच विशिष्ट प्रकल्पाच्या लागू नियम आणि अटींनुसार अधिकृत तज्ञाद्वारे मूल्यांकन आवश्यक आहे.