Maaperän granulometrinen koostumus

Maaperän granulometrinen koostumus ( ground granulometric composition ) on hiekan ja soran luokitus, joka perustuu sen sisältämien hiukkasten kokoon. [1] Maaperän rakenne on indikaattori muista teknisistä ominaisuuksista, kuten puristuvuus , leikkauslujuus C u ja vedenjohtavuus k . Maaperän rakeisen koostumuksen mukaan suunnitellaan pohjaveden salaojitus. Huonosti luokitellun maaperän vedenpoisto on parempi kuin hyvin luokitellun maaperän [2], ellei se sisällä korkealaatuista savea. ${\displaystyle m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0))}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{'))))$

Maaperä luokitellaan hyvin tai huonosti lajiteltuun seulaanalyysin tai hydrometrisen analyysin perusteella. [yksi]

Maaperän luokitusprosessi noudattaa joko Unified Soil Classification System -järjestelmää tai AASHTO-maaperäluokitusjärjestelmää. Maaperän gradaatio määritetään lukemalla maaperän laboratoriotesteistä saatu partikkelikokojakaumakäyrä. Maaperän gradaatio voidaan määrittää myös laskemalla tasaisuuskerroin C u , kaarevuuskerroin C c . [1] [3]

Maaperän gradaatiot

Maaperän gradaatio on maaperän granulometrisen koostumuksen luokitus. Karkearakeinen maaperä, enimmäkseen sora tai hiekka, luokitellaan hyviksi tai huonoiksi. Huonosti luokitellut maaperät jaetaan edelleen homogeenisiin tai puuttuviin jakeisiin (rakolajiteltu). Hienorakeiset maat, pääasiassa lietettä ja savea, luokitellaan niiden Atterberg-rajojen mukaan (maaperäluokitusta ei käytetä). [1] [3]

Hyvin lajiteltu

Hyvin lajiteltu maa sisältää laajan valikoiman hiukkaskokoja, ja se edustaa hyvin kaikkia seulan kokoja 4 - 200. [4] Hyvin lajiteltu sora luokitellaan GW:ksi ja hyvin lajiteltu hiekka luokitellaan SW:ksi. [yksi]

Huonosti lajiteltu

Huonosti luokitellulla maaperällä ei ole hyvää, kattavaa edustusta kaikista hiukkaskooista seulasta # 4 - # 200. Huonosti luokiteltu sora luokitellaan GP:ksi, kun taas huonosti luokiteltu hiekka luokitellaan SP:ksi. Huonosti lajiteltu maaperä on herkempi maaperän nesteytymiselle kuin hyvin lajiteltu maaperä. [yksi]

Gap-graded maaperät - maaperä, jossa on ylimäärä tai puute tietyn kokoisia hiukkasia tai maa, josta puuttuu vähintään yksi hiukkaskoko. [1] [4] Esimerkki rakeisesta maaperästä on sellainen, jossa ei ole jakeiden 10 ja 40 hiekkaa, mutta kaikkia muita raekokoja on läsnä. [4] Maaperä, joka sisältää kaikki samankokoiset hiukkaset, luokitellaan myös rakoluokkaiseksi maa-aineeksi

Maaperän luokitusprosessi

Maaperän luokitusprosessi suoritetaan joko Unified Soil Classification System -järjestelmän tai AASHTO-maaperäluokitusjärjestelmän mukaisesti. Maaperän luokitteluvaiheet sisältävät tiedonkeruun, tasaisuus- ja kaarevuuskertoimien laskemisen sekä maaperän arvioinnin käytetyssä maaperän luokitusjärjestelmässä määriteltyjen arviointikriteerien perusteella. [yksi]

Tietojenkäsittely

Maaperän asteikko määritetään analyysillä, joka perustuu seula- tai hydrometrianalyysin tuloksiin . [5]

Seula-analyysissä näyte karkearakeisesta maaperästä ravistetaan neliömäisten lankasiiviläisten rivin läpi. Jokaisessa seulassa on peräkkäin pienemmät aukot, joten kunkin seulan kokoa suuremmat hiukkaset jäävät seulalle. [5] Kunkin maa-ainekoon prosenttiosuus mitataan punnitsemalla kuhunkin seulaan jäljellä oleva määrä ja vertaamalla painoa näytteen kokonaispainoon. Seula-analyysin tulokset piirretään hiukkaskokojakautumakäyränä, joka sitten analysoidaan tietyn maaperän gradation määrittämiseksi. [yksi]

Hydrometrisessa analyysissä näyte hienorakeisesta maasta jätetään laskeutumaan viskoosiseen nesteeseen. Tämä menetelmä perustuu Stokesin lakiin, joka yhdistää hiukkasen lopullisen nopeuden viskoosissa nesteessä raehalkaisijaan ja raetiheyteen suspensiossa. Raehalkaisija lasketaan tunnetusta etäisyydestä ja hiukkasten putoamisajasta. Käytetään hienorakeisen maaperän luokittelemiseen. [yksi]

Homogeenisuus- ja kaarevuuskertoimien laskenta

Tasaisuus- ja kaarevuuskertoimien laskemiseksi tarvitaan piparjuuren halkaisijat. Raehalkaisija löytyy kullekin tietyn seulan läpäisseelle maaperän prosentille. Tämä tarkoittaa, että jos 40 % näytteestä jää nro 200 seulalle, niin 60 % kulkee nro 200 seulan läpi. [yksi]

Tasaisuustekijä C u on karkea muotoparametri, ja se lasketaan seuraavan yhtälön avulla:

$C_{u}={\frac {D_{60}}{D_{10}}}$

jossa D60 on rakeen halkaisija 60 %:n läpimitalla ja D10 on raehalkaisija 10 %:n läpimitalla . C u =1, jos kaikki maapartikkelit ovat samoja.

Kaarevuuskerroin C c on muotoparametri, ja se lasketaan käyttämällä seuraavaa yhtälöä:

${\displaystyle C_{c}={\frac {(D_{30})^{2}}{D_{10}\times \ D_{60))))$

missä D60 on raehalkaisija 60 %:n läpimitalla, D30 on raehalkaisija 30 %:n läpimitalla, D10 on raehalkaisija 10 %:n läpimitalla.

Kun tasaisuustekijä ja kaarevuuskerroin on laskettu, niitä on verrattava julkaistuihin asteikkokriteereihin. [yksi]

Maaperän luokituskriteerit

Seuraavat kriteerit ovat yhdenmukaisia Unified Soil Classification System -järjestelmän kanssa:

Jotta sora luokitellaan hyvin luokiteltuksi, seuraavat kriteerit on täytettävä:

C u > 4 & 1 < C c < 3

Jos molemmat kriteerit eivät täyty, sora luokitellaan huonolaatuiseksi tai GP:ksi. Jos molemmat kriteerit täyttyvät, sora luokitellaan hyvin luokiteltuun tai GW-luokkaan.

Jotta hiekka voidaan luokitella hyvin, seuraavien kriteerien on täytyttävä:

C u ≥ 6 ja 1 < C c < 3

Jos molemmat kriteerit eivät täyty, hiekka luokitellaan huonolaatuiseksi tai SP:ksi. Jos molemmat kriteerit täyttyvät, hiekka luokitellaan hyvin seulotuksi tai SW:ksi. [yksi]

Tärkeys

Maaperän rakenne on indikaattori muista teknisistä ominaisuuksista, kuten puristuvuus , Cu- leikkauslujuus ja vedenjohtavuus. Maaperän rakeisen koostumuksen mukaan suunnitellaan pohjaveden salaojitus. Huonosti luokitellun maaperän vedenpoisto on parempi kuin hyvin luokitellun maaperän [2], ellei se sisällä korkealaatuista savea. Huonosti luokitellun maaperän vedenpoisto on parempi kuin hyvin luokitellussa maaperässä, koska huonosti luokitellussa maaperässä on enemmän tyhjiä tiloja. ${\displaystyle m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0))}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{'))))$

Kun valitaan täytemateriaalia maantiepenkereen tai maanpenkereen, otetaan huomioon maaperän asteikko. Hyvin lajiteltu maa voi tiivistää enemmän kuin huonosti lajiteltu maa. Tämäntyyppisissä hankkeissa voi myös olla luokitteluvaatimuksia, jotka on täytettävä ennen kuin käytettävä maaperä hyväksytään.

Kun maaperän ennallistamisvaihtoehtoja valitaan, maaperän asteikko on ratkaiseva tekijä. [2]

Muistiinpanot

↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. ja Kovacs, W. (1981), An Introduction to Geotechnical Engineering , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
↑ 1 2 3 " ASTM D6913 - 04(2009) Arkistoitu 10. elokuuta 2011 Wayback Machinessa ". ASTM International . ASTM kansainvälinen. 1996-2009 13. lokakuuta 2009
↑ 1 2 Coduto, Donald P. Foundation Design Principles and Practices (2. painos). 02. painos Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Print. ISBN 0-13-589706-8
↑ 1 2 3 " Soil Gradation Arkistoitu 8. elokuuta 2009 Wayback Machinessa ". Integroitu julkaisu . integroitu julkaisu. 2003-2007. 13. lokakuuta 2009
↑ 1 2 " Sieve Analysis Arkistoitu 22. toukokuuta 2010 Wayback Machinessa ". Integroitu julkaisu . integroitu julkaisu. 2003-2007. 13. lokakuuta 2009