ชนิดของดินและการกำเนิดของดิน

ในกลศาสตร์ดิน แบ่งดินออกเป็น 3 ประเภทหลัก ได้แก่ neve__zana, vezana และ tla organskog porekla. นอกจากนี้ยังมีหินด้วย แต่หินไม่ได้ศึกษาในกลศาสตร์ดิน หากศึกษาในสาขาวิชา mehanici stena

ดินไม่ยึดประสาน

ดินไม่มีการยึดเหนี่ยว หรือ ดินไม่เกาะตัว คือดินที่องค์ประกอบไม่ได้ยึดติดกันด้วยสารประสานใด ๆ ในสภาพแห้ง เมื่อไม่อยู่ภายใต้อิทธิพลของความชื้น องค์ประกอบแข็งของดินไม่มีการยึดเหนี่ยวจะเคลื่อนตัวได้อย่างอิสระในมวลดิน และระหว่างกันมีเพียงแรงเสียดทาน เรียกว่าแรงเสียดทานภายใน ดินไม่มีการยึดเหนี่ยวได้แก่:

• บล็อก ขนาดเม็ด 200 – 2000 mm
• กรวด ขนาดเม็ด 60 – 200 mm
• กรวด ขนาดเม็ด 2 – 60 mm
• ทราย, ขนาดเม็ด 0,02 – 2 mm
• ฝุ่น ขนาดเม็ด 0,002 – 0,02 mm.

ขอชี้แจงว่าเศษส่วนฝุ่นบางครั้งเรียกว่า mulj (อังกฤษ silt, เยอรมัน Schluff) อย่างไรก็ตาม เนื่องจากในภาษาของเรา mulj หมายถึงดินชนิดหนึ่งที่มีต้นกำเนิดจากอินทรีย์ ดังนั้นชื่อดังกล่าวสำหรับเศษส่วนที่ระบุอาจก่อให้เกิดความเข้าใจคลาดเคลื่อนได้

Sl. 1 - ดินทราย

ดินเชื่อมประสาน

Vezana หรือ koherentna tla คือดินที่ส่วนประกอบแข็งเชื่อมโยงกันด้วยแรงยึดเหนี่ยว ดินเชิงประสานอาจมีคุณสมบัติทางกายภาพที่ไม่เสถียรมาก ซึ่งเปลี่ยนแปลงได้ง่ายภายใต้อิทธิพลของน้ำ ดินชนิดนี้รวมถึงดินที่มีส่วนประกอบแข็งขนาดเล็กกว่า 0,002 mm ดินที่มีส่วนประกอบส่วนใหญ่ขนาด 0,002 – 0,0002 mm เรียกว่า glina และหากส่วนประกอบเหล่านี้มีขนาด 0,0002 – 0,00002 mm จะเรียกว่า koloidna glina

ในธรรมชาติ ดินเหนียวบริสุทธิ์พบได้น้อย มักจะผสมกับส่วนประกอบอื่น เช่น ทรายและฝุ่น ซึ่งเรียกว่า ดินร่วน; ดินเหนียวที่มีหินปูนเรียกว่า ดินเหนียวมาร์ล (มาร์ล) และดินเหนียวที่มีแมกนีเซียมคือ uma โดยทั่วไปยอมรับกันว่าดินที่มีส่วนประกอบเป็นดินเหนียวมากกว่า 50% เรียกว่า ดินเหนียวมัน หรือเรียกสั้น ๆ ว่า ดินเหนียว ส่วนดินที่มีส่วนประกอบเป็นดินเหนียวน้อยกว่า 50% เรียกว่า ดินเหนียวปนดิน ดินที่มีส่วนประกอบเป็นดินเหนียวน้อยกว่า 5% ถือว่ามีคุณสมบัติของดินไม่ยึดเกาะ

วิธีที่เร็วและง่ายที่สุดในการประเมินว่าดินใดอยู่ในกลุ่มใด คือทำให้ตัวอย่างแห้งแล้วลองบีบด้วยนิ้ว ดินไม่มีการยึดเกาะจะร่วนแตกทันที ดินเหนียวจะบดเป็นชิ้นเล็ก ๆ เมื่อใช้นิ้วกด และดินเหนียวจะกลายเป็นแข็งแทบเหมือนหิน

รูป 2 - ดินเหนียว

ดินกำเนิดอินทรีย์

ดินเหล่านี้ประกอบด้วยวัสดุอินทรีย์หรือวัสดุจากพืชเป็นส่วนใหญ่ ผสมกับส่วนประกอบที่เป็นดินเหนียวและอื่น ๆ เนื่องจากมีสารอินทรีย์ ดินเหล่านี้จึงไม่คงตัวอย่างมากและดูดซับน้ำได้สูง จึงไม่เสถียรและไม่สามารถใช้เป็นทั้งดินรองรับน้ำหนักหรือเป็นวัสดุสำหรับทำงานดินได้ ดินประเภทนี้ได้แก่ ฮิวมัส, mulj และ พีต

ฮิวมัส คือดินอุดมสมบูรณ์ซึ่งอยู่ในชั้นผิวของเปลือกโลก มีความหนาโดยทั่วไปเพียงไม่กี่เดซิเมตร ประกอบด้วยส่วนผสมของสารอินทรีย์และแร่ธาตุที่มีแบคทีเรียจำนวนมาก ในการทำคันดิน งานผิวทางถนน และงานดินลักษณะใกล้เคียงกัน ตลอดจนในการขุดแหล่งยืมวัสดุเพื่อใช้ทำโครงสร้างดิน ต้องขุดและนำชั้นฮิวมัสทั้งหมดออกไป ซึ่งสามารถนำไปใช้ได้เพียงเพื่อป้องกันลาดดินจากการชะล้างด้วยน้ำ

Sl. 3 - ฮิวมัส

ตะกอนเลน ประกอบด้วยส่วนผสมของสารอินทรีย์ในรูปอนุภาคละเอียดมากร่วมกับสารแร่ เช่น ดินเหนียว ฝุ่น และทราย พบที่ก้นแม่น้ำและทะเลสาบในอดีต

พีต ประกอบด้วยสารจากพืชและอินทรียวัตถุในปริมาณมากในรูปของเส้นใย โดยมีสารแร่ในสัดส่วนที่น้อยกว่า

การกำเนิดของดิน

หากเราตัดขวางผ่านเปลือกโลก เราจะพบว่าโดยทั่วไปประกอบด้วย ดินชั้นบน – ฮิวมัสที่มีความหนาเพียงชั้นบาง ๆ จากนั้นเป็น ดินชั้นล่าง ซึ่งประกอบด้วยหนึ่งหรือหลายชั้นที่มีองค์ประกอบแตกต่างกันและความหนาหลากหลาย และสุดท้ายคือ หินแข็ง ดินชั้นบนเกิดขึ้นเป็นหลักจากการสลายตัวของพืชและสารอินทรีย์ ขณะที่ดินชั้นล่างเกิดจากการผุพังของหินแข็ง

การสลายตัวของหินแข็งเกิดจาก อิทธิพลของบรรยากาศ หรือจาก การกระทำของภูเขาไฟ. อิทธิพลของบรรยากาศอาจเป็นเชิงกลหรือเชิงเคมี หากกระบวนการสลายตัวของหินแข็งเป็นการรวมตัวของแร่กับออกซิเจน ก็เรียกว่า การสลายตัวโดยออกซิเดชัน และหากเป็นการรวมตัวกับน้ำ ก็เรียกว่า การสลายตัว โดยการไฮเดรต. การกระทำของภูเขาไฟเป็นเชิงเคมี เนื่องจากความร้อนสูง หินแข็งจึงเปลี่ยนเป็นเถ้าภูเขาไฟ

กระบวนการสลายตัวของหินแข็งและการเปลี่ยนเป็นดินอาจเกิดขึ้น ณ ที่เดิม “in situ” หรือเกิดร่วมกับการขนส่ง การเคลื่อนย้ายชิ้นส่วนที่สลายตัวเกิดขึ้นโดย น้ำ ซึ่งในกรณีนี้จะเกิด ดินตะกอนน้ำพา โดย ลม ซึ่งจะเกิด ดินลมพัดพา หรือโดย น้ำแข็ง ซึ่งจะเกิด ดินธารน้ำแข็ง ระหว่างการขนส่ง ชิ้นส่วนและเศษของหินแข็งจะถูกบดให้ละเอียดลงต่อไปจากการกระแทก การเสียดสี และการชะล้างที่เกิดขึ้นระหว่างการขนส่ง ผลจากการกระทำนั้น ขอบของชิ้นที่แตกจะมนลง เศษใหม่จะละเอียดลง ขอบของมันจะมนลงอีก และเป็นเช่นนี้ต่อไปตราบเท่าที่มีการขนส่ง ขนาดและรูปร่างของส่วนประกอบแข็งขึ้นอยู่กับความแข็งของหิน ความยาวของการขนส่ง ประเภทของการขนส่ง เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ รูปร่างของอนุภาคแข็งในดินจึงมีความหลากหลายมาก: กลม รี มีขอบคม หรือขอบมน สามเหลี่ยม เป็นต้น ส่วนประกอบแข็งขนาด 0,02 – 0,002 mm ซึ่งในกลศาสตร์ดินเรียกว่า ฝุ่น ส่วนใหญ่มีรูปร่างกลมหรือรี ส่วนประกอบลักษณะนี้ที่มีขนาดเล็กกว่า 0,002 mm ซึ่งเรียกว่ากลุ่ม ดินเหนียว จะมีลักษณะเป็นแผ่นบาง อนุภาคที่ใหญ่กว่าของทราย กรวด และก้อนกรวดอาจมีรูปร่างต่าง ๆ กัน: ทรงลูกบาศก์ มน แผ่น เป็นต้น อนุภาคทรงลูกบาศก์เปลี่ยนรูปได้ยากกว่า ส่วนที่เป็นแผ่นเปลี่ยนรูปได้ง่ายกว่า ดังนั้นดินที่ประกอบด้วยอนุภาคแผ่นเป็นหลักจึงสามารถเปลี่ยนองค์ประกอบได้ง่าย

ขอชี้แจงว่า ดินบางชนิดซึ่งการเกิดตัวเสร็จสมบูรณ์แล้ว บางครั้งภายหลังถูกทับด้วยตะกอนใหม่ ทำให้ดินที่เกิดขึ้นก่อนหน้านั้นยังคงอยู่ลึกลงไป ขณะที่บนตะกอนใหม่นั้นเกิดดินอีกชนิดหนึ่งซึ่งอาจไม่มีความเกี่ยวข้องใด ๆ กับดินเดิม ดินที่เกิดขึ้นก่อนหน้านั้นและถูกทับด้วยตะกอนใหม่ภายหลังเรียกว่า pogrebeno tlo โดยมากเป็นที่ดินเพื่อการเพาะปลูกที่เคยถูกใช้งาน แล้วต่อมาถูกทับด้วยตะกอนฝุ่นลอยตัวจากลมหอบพาเข้ามา แต่ตะกอนอาจเป็นตะกอนแม่น้ำได้เช่นกัน ดินที่ถูกฝังนี้สังเกตได้จากสีเข้ม และอาจมีชั้นดินลักษณะดังกล่าวหลายชั้น หากกระบวนการนี้เกิดซ้ำหลายครั้ง

ดินตะกอนน้ำพา

ดินตะกอนน้ำพัดพาเกิดจากการทับถมของอนุภาคของแข็งระหว่างการขนส่งด้วยน้ำ การทับถมขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย โดยปัจจัยสำคัญที่สุดคือความเร็วของกระแสน้ำ ความหยาบละเอียดของวัสดุที่ถูกพาไป และปริมาณขององค์ประกอบอื่น ๆ เช่น เกลือ ปูนขาว ฯลฯ ที่ความเร็วของกระแสน้ำสูง จะมีเพียงวัสดุเม็ดใหญ่ที่ทับถม ส่วนเม็ดละเอียดจะไม่ตกตะกอน แต่ถูกพาไปต่อ ดังนั้นวัสดุของแข็งเม็ดหยาบกว่าจะทับถมในส่วนบนของกระแสน้ำ ใกล้แหล่งกำเนิดมากกว่า ซึ่งเป็นบริเวณที่ความเร็วของกระแสน้ำสูง เมื่อความเร็วของกระแสน้ำลดลง วัสดุที่ทับถมจะมีขนาดเล็กลงเรื่อย ๆ ในน้ำที่นิ่งและไม่มีการไหล โดยทั่วไปจะทับถมวัสดุของแข็งที่มีขนาดเล็กที่สุด ทุกที่ที่กระแสน้ำชะลอตัวจะเกิดการทับถมมาก เช่น ในพื้นที่น้ำท่วมเมื่อแม่น้ำล้นตลิ่ง ที่ปากแม่น้ำ หน้าเขื่อน ฯลฯ

การตกตะกอนของอนุภาคดินเหนียวคอลลอยด์ที่มีขนาดเล็กมากอาจดำเนินไปได้เป็นเวลานานไม่จำกัด เนื่องจากการกระทำทางไฟฟ้าเคมีที่เกิดขึ้นระหว่างอนุภาคเล็กที่มีขนาดต่ำกว่า 0,0002 mm เมื่ออนุภาคเหล่านั้นจุ่มอยู่ในน้ำ ในกรณีนี้ อนุภาคของแข็งจะมีประจุไฟฟ้าชนิดเดียวกัน (ประจุลบ) อยู่บนผิว จึงผลักกันเองและเคลื่อนที่ในมวลของเหลวด้วยความเร็วที่ยิ่งมากเมื่ออนุภาคยิ่งเล็ก นี่คือการเคลื่อนที่แบบบราวน์ ด้วยการเคลื่อนที่เหล่านี้ การตกตะกอนของอนุภาคของแข็งในน้ำจึงช้าลงอย่างมากและอาจดำเนินไปได้นานไม่จำกัด

รูป 4 - ดินตะกอนน้ำพา

ดินลมพัดพา

ดินกำเนิดลมเกิดจากการพัดพาอนุภาคแข็งโดยลม ดินกำเนิดลมแบ่งเป็นสองชนิด คือ เลิสส์ และ เนินทราย เลิสส์ ประกอบด้วยอนุภาคแข็งที่มีขนาดประมาณ 0,05 mm หรือเล็กกว่าเล็กน้อย ซึ่งยึดเกาะกันด้วยแคลเซียมคาร์บอเนต ด้วยเหตุนี้ เมื่ออยู่ในสภาพแห้ง เลิสส์จึงมีความแข็งแรงสูง ร่องตัดในเลิสส์สามารถคงอยู่ด้วยด้านตั้งฉากที่ระดับความสูงมากได้ อย่างไรก็ตาม หากเลิสส์เปียกชื้นมากขึ้น จะสูญเสียความแข็งแรงและเคลื่อนตัวได้ง่าย เป็นที่รู้จักกันว่าชั้นเลิสส์ที่ Bežanijska kosa ใกล้เบลเกรด ซึ่งสามารถคงอยู่ด้วยด้านตั้งฉากที่ความสูงมากกว่า 20m อย่างไรก็ตาม ในส่วนที่มีการตั้งถิ่นฐานใกล้ขอบ เช่น กรณีของถนน Čunarska ใน Zemun ซึ่งเกิดการชุ่มน้ำอย่างต่อเนื่องบริเวณลาดของที่ราบเลิสส์จากการไหลซึมของน้ำใช้ ลาดเลิสส์จะพังทลายและเสถียรภาพของดินเลิสส์ใกล้ขอบจะถูกคุกคาม

Dine คือเนินทรายที่เคลื่อนที่ได้ ซึ่งเกิดจากทรายที่ไม่ยึดเกาะกันและถูกลมพัดพามาทับถม เนินเหล่านี้จะถูกลมพัดกระจายและก่อตัวขึ้นใหม่อย่างรวดเร็ว จึงเป็นอันตรายต่อการถูกฝังกลบและการพังทลายของบ้านเรือนและยานพาหนะ

รูป 5 - ดินลมพัดพา

ดินธารน้ำแข็ง

ดินธารน้ำแข็งเกิดจากการขนย้ายอนุภาคของดินที่เป็นของแข็งด้วยน้ำแข็ง ดินธารน้ำแข็งมีองค์ประกอบต่างจากดินตะกอนลำน้ำ เพราะประกอบด้วยอนุภาคของแข็งที่มีขนาดใกล้เคียงกัน ได้แก่ ก้อนกรวด กรวด (โมเรน) หรือทราย ซึ่งเหลืออยู่หลังจากน้ำแข็งละลาย ในชั้นของทะเลสาบธารน้ำแข็งในอดีตจะพบดินร่วนธารน้ำแข็ง

รูป 6 - ดินธารน้ำแข็ง