Granulometrijski sastav tla

Transcript

1 Granulometrijski sastav tla Granlometrijski sastav je efinisan krivom koja opisuje saržaj zrna različite veličine izražen u procentima težine. Ovaj kalasifikacioni sistem je jenostavan za efinisanje graničnih veličina zrna (šljunk, pesak, prašina) i njihovih relativnih veličina (sitan, srenji, krupan). Veličina zrna prečnik se pripisuje zrnu koje može a prođe kroz skup sita sa različitim kvaratnim otvorima. Opit sejanja i korišćenje sita nije moguće u slučaju a se tlo sastoji o glinenih i prašinastih frakcija, veličina takvih zrna se obično oređuje opitom hirometrisanja ili aerometrisanja pomoću kojeg se veličini zrna sitnozrnog tla pripisuje prečnik kuglice koja tone u stubu voe brzinom posmatrane čestice u procesu seimentacije (JUS U.B1.018.) Osim oblika granulometrijske krive za opis krupnozrnog tla upotrebljavaju se i sleeći numerički pokazatelji: 10 -efektivna veličina zrna prestavlja najveće zrno o kojeg je 10% materijala u uzorku manje o ove veličine. 0 srenja veličina zrna 60 / 10 =C U -koeficijent jenoličnosti (koeficijent uniformnosti). Kaže se a je šljunak široko grauiran ako je C U >4 a pesak ako je C U >6. U tom slučaju može biti obro gauiran ako je ispunjen opunski uslov izražen koeficijentom zakrivljenosti. Koeficijent zakrivljenosti se koristi za bliže efinisanje grauiranosti: C z Kaže se a tlo može biti obro grauirano ako je C z =1-.

2 STRUKTURA TA Tlo je formirano o zrna i čestica i pora između njih. ore mogu biti ispunjene voom, vazuhom ili voenom parom. Nekoherntna tla mogu biti rastresita ili obro složena. oroznost tla je manja što je zastupljeno više različitih frakcija. Zavisnost između neke poroznosti i granične poroznosti se opisuje pokazateljem relativna zbijenost D r: e e D r 100% e e min ili preko jeinične težine u suvom stanju: D r min min 100% Umesto pokazatelja D r u novije vreme se koristi ineks zbijenosti I D ecimalan neimenovan broj 100 puta manji o D r. Na primer ako je D r =75% taa je I D =0.75. Relativna zbijenost (%) Opis 0-15 veoma rastresito rastresito srenje zbijeno zbijeno jako zbijeno Da bi se poboljšale karakteristike nasutog materijala on se povrgava zbijanju. Zbijanje je postupak kojim se povećava gustina, tj zapreminska težina tla, zrna se pakuju bliže jena rugom uz smanjivanje zapremine vazuha, ali zapremina voe se na ovaj način ne menja. Rastresito tlo se razastire u slojevima ebljine 10-50cm, a zatim zbija valjanjem, vibracijama ili uarcima malja. Generalno ukoliko je zbijenost veća, veća će biti smičuća čvrstoća i manja eformabilnost tla.

3 Sl Kriva zbijanja za različite tipove tla Stepen zbijenosti Rc 100(%) lastičnost tla GRANICE KONSISITENTNIH STANJA ili Aterbergove granice konsistencije (granice plastičnosti). Onose se isključivo na sitnozrna tla. GRANICA TEČENJA se oređuje stanarizovanim opitom u Kasagrane-ovoj treskalici. Kaže se a uzorak tla ima vlažnost na granici tečenja ako se on nakon obrae profilisanim nožem u stanarizovanoj posui sa sferičnim nom spoji na užini o 10-11mm posle 25 uaraca generisanih uzastopnim uarcima pri paovima sa visine o 10mm brzinom o 2 uarca u sekuni. Rezultati se nanose na polulogaritamski ijagram sa koga se očitava tražena vlažnost za propisani broj uarca. omoću ovog pokazatelja sitnozrne frakcije tla mogu se poeliti na: neplastično <20% niska plastičnost 20%< <5% srenja plastičnost 5%< <50% visoka plastičnost >50%

4 Sl Konsistentna stanja sitnozrnog tla u zavisnosti o vlažnosti GRANICA ASTIČNOSTI (granica valjanja) oređuje se stanarizovanim opitom. Kaže se a uzorak tla ima vlažnost na granici plastičnosti ako se o njega valjanjem na krutoj polozi mogu napraviti valjčići prečnika oko mm i užine oko 70mm, tako a se pri tome na njemu mestimično pojavljuju pukotine. INDEKS ASTIČNOSTI efiniše interval I = -. Najznačajniji ili najveći eo mehanike sitnozrnog tla se bavi poručjem u ovom rasponu. Karakteristično je a se nerenirana smičuća čvrstoća prerađenog uzorka tla u ovom intervalu vlažnosti menja za oko 100 puta. Zato se uvoi pokazatelj ineks konsistencije: I C I

5 tako a se pomoću ovog ineksa mogu efinisati sleeća konsistentna stanja: tečno stanje I C <0 plastično stanje 0<I C <1 polutvro stanje 1<I C <1.25 tvro stanje I C >1.25 Tlo sa I C <0 je premet izučavanja Mehanike fluia. U intervalu I C =0-1 mogu se bliže opisati empirijski kriterijumi. I C = vrlo meko konzistentno stanje, može se utisnuti pesnica I C = meko konzistentno stanje, može se utisnuti palac I C = srenje plastično konzistentno stanje, može se utisnuti palac sa značajnim naporom I C = tvro-plastično konzistentno stanje, ne može se utisnuti palac, ali može vrh zašiljene olovke I C = polutvro konzistentno stanje, tlo se praktično ne eformiše po opterećenjima koja se nanose rukom ili zašiljenim premetom I C >1.25 tvro tlo, praktično neeformabilno za uobičajena opterećenja o građevina uobičajenih imenzija. INDEKS TEČENJA I je alternativni pokazatelj konsistentnog stanja koji se poneka koristi umesto ineksa konsisitencije: I I (1.6) Ukoliko je I >1 vlažnost prironog tla je veća o granice tečenja tako a se ponaša kao tečnost. Ukoliko je ineks tečenja negativan, vlažnost tla je manja o granice plastičnosti i zato je sitnozrno tlo u polučvrstom ili čvrstom stanju. GRANICA SKUJANJA S sa fizičke tačke gleišta je vlažnost koja je ovoljna a voom popuni sve pore kaa je sitnozrno tlo neopterećeno spoljnim naponima ostiglo minimalnu zapreminu pri sušenju, najmanja vlažnost pri kojoj se neopterećeno tlo može potpuno zasititi voom.

6 S W V W S ge je ΔV promena zapremine uzorka između va opisana stanja težina čvrstih čestica W S ineks stišljivosti C c =0.009 ( -10%) KOOIDNA AKTIVNOST GINE A (aktivnost) je inirekna mera specifične površine izražena empirijskim pokazateljem (Skempton, 195): A I CF ge je CF procenat zrna manjih o 2mikrona (0.002mm) Neaktivne gline Normalne gline Aktivne gline A< <A<1.25 A>1.25 Tla sa većom aktivnošću imaju veću tenenciju a menjaju zapreminu pri promeni vlažnosti i bez značajne promene napona.

7

8 JEDINSTVENA KASIFIKACIJA rvobitan prelog ao je Kasagrane, poznat kao AC klasifikacija, a naši omaći stanari su JUS U.B1.001/1990 i JUS U.B1.00/1190. RIMARNE OZNAKE OISNE OZNAKE Krupnozrna tla: sa preko 50% zrna većih o mm W obra grauiranost ŠJUNAK G U jenolična grauiranost ESAK S slaba grauiranost Sitnozrna tla: primese sa preko 50% zrna manjih o F prašinaste primese mm C primese gline RAŠINA M niska plastičnost GINA C I srenja plastičnost ORGANSKO TO O H visoka plastičnost Vlaknasta struktura t - treset Zaaci 1. esak mase 0,1 kg ima osobine V =207 cm V min =171 cm što je ustanovljeno u laboratoriji. rironi pesak iz nasipa V=450 cm ima masu u suvom stanju M 1 =0.78 kg i s =27,10 kn/m. Oreiti relativnu zbijenost (Dr) i Stepen zbijenosti (Rc). Kolika je vlažnost ovakvog uzorka kaa se zasiti voom. M V min 10 g 9,807 17,8kN/ m 171 min M V 10 g 9,807 14,7kN/ m 207

9 rastresit pesak zauzima V zapreminu i aje min zapreminsku težinu zbijen pesak zauzima V min zapreminu i aje zapreminsku težinu U prironom stanju M1 780 g 9,807 17,0kN/ m V1 450 sređivanje jeinica je pokazano u prethonim vežbama e min s 27,1 17,8 17,8 0,522 e s min min 27,1 14,7 0,844 14,7 e s 27,1 17 0, e Dr e ili Dr e e min 0,844 0,594 0,776 0,844 0,522 min min 17, , ,8 14,7 0,777 Stepen zbijenosti 17 Rc ,5% 17,8 Vlažnost pri zasićenju z 9, ,5% s 17 27,1

10 2. eskovito tlo ima relativnu zbijenost Dr=0,8. U laboratoriji je ustanovljeno a je zapremina uzorka mase M s =00gr u najzbijenijem stanju V min =175 cm a V =200 cm Specifična težina je G s =2.65 Oreiti: Zapreminu uzorka u prironom stanju i zapreminske težine u suvom i zasićenom stanju. Rešenje: s Gs s Gs 2,65 9,807 25,99kN/ m Ws Ms g Ms g s Vs Vs Vs Vs m kg m Ms g 009, ,1gr 2,94 2,94 10 kn 2 2 s s 2, Vs m 11,2cm 25,99 V Vs V kako je e 1 obijamo Vs Vs V 200 e 1 1 0,767 Vs 11,2 Vmin 175 emin 1 1 0,546 V 11,2 iz e Dr e e 0,59 s s V V e V s e e min V V s e e 1 V Dr(e e min ) 0,767 0,8(0,767 0,546) e 1V 0,59 111,2 180cm Ws ,5kN/ m 6 V e 0,59 n 0,71 1 e 1 0,59 n 16,5 0,719,807 19,99 20kN/ m z s

11 . Dat je ineks plastičnosti glinovitog tla I =20%, ineks stišljivosti C c =0.6 i ineks konsistencije I C =0.90. Oreiti: -prironu saržinu voe u tlu = -granicu plastičnosti = -ineks tečenja I = Rešenje: C 0,009 C 10% 0,6 0,009 0,6 0,009 IC 10% % I I % 50 0, % 50 0 I 0,2 0, 100 0, % 0,5 0, kontrola: I C +I =1 0,9+0,1= Za ato tlo oređeni su: -ineks skupljanja I S =4,0 -ineks plastičnosti I =14,0 -ineks konsistencije I C =1,0 -ineks stišljivosti C C =0,2 Kolika je prirona saržina voe ovog tla Koliki su: -ineks tečenja I =

12 -granica tečenja = -granica plastičnosti = -granica skupljanja S = Rešenje: CC 0,009 10% 0,20 0,20 0,009 0,009 2,22% -granica tečenja 10% 10 22, ,22% I I 2, ,22% 18,22% -granica plastičnosti IS S S IS 18, ,22% S 14,22% -granica skupljanja IC ICI ICI 2,22 1,0 14,0 18,22% I 18,22% -prirona vlažnost ista kao granica plastičnosti kontrola: I C +I =1 0,1822 0,1822 I % I 14 1,0+0,0=1,0

13

14 Uzorak 1 Tabela granulometrijskog sastava tla RAŠINA GINA sitna ŠJUNAK ESAK srenj a krupna sitni sre nj i krupni sitni sre nj i KAME NJE krupni prolaz kroz sito (%) rečnik zrna D (mm) Opis tla: 1. Više o 50% zrna krupnijih o 0.075mm - KRUNOZRNO TO Više o 50 % zrna krupnijih o 2mm šljunak G Manje o 5% sitnozrnih primesa GW, GU ili G

15 2. CU=D60/D10=11mm/1.2mm=9.2>4 tlo nejenakog sastava Cz = = izmeju 1 i Tlo je obro grauirani šljunak GW Uzorak 2

16 Tabela granulometrijskog sastava tla RAŠINA GINA sitna ŠJUNAK ESAK srenj a krupna sitni sre nj i krupni sitni sre nj i KAME NJ E krupni prolaz kroz sito (%) rečnik zrna D (mm) Casagraneov ijagram plastič nosti 70 Ineks plastičnosti Ip (%) CH 0) ij a lin -2 ( A 7 O. I= 40 0 CI 20 MH ili OH C SC SC- SF SF 0 10 MI ili OI M ili O granica teč enj a (%) Opis tla: 1. Više o 50% zrna sitnijih o 0.075mm - SITNOZRNO TO Granica tečenja 50 % - prašine, gline i organska tla visoke plastičnosti

17 2. Na ijagramu plastičnosti tlo paa izna A linije (W=57% i I=6%) u gline visoke plastičnosti. Tlo je CH visoko plastična glina