ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Το έδαφος είναι ένα πολυφασικό υλικό που αποτελείται από: στεεούς κόκκους κενά (πόους) οι οποίοι πειέχουν νεό ή/και αέα Οι εξωτεικώς επιβαλλόμενες δυνάμεις αναλαμβάνονται μέσω οθών δυνάμεων (Νπίεση) και διατμητικών δυνάμεων (Ττιβή) στις επαφές μεταξύ των κόκκων Το έδαφος πααμοφώνεται με την κύλιση και ολίσθηση μεταξύ των κόκκων. Ολίσθηση συμβαίνει όταν : Τ > Ν * tanφ μ ΦΥΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα γεω-υλικά διακίνονται σε : εδάφη και βάχους Γεωλογικός οισμός : Εδαφος: η επιφανειακή στώση στην οποία αναπτύσσονται τα φυτά Βάχος: τα υποκείμενα του εδάφους υλικά, ανεξατήτως του βαθμού συγκόλλησης Τεχνικός οισμός : Εδαφος: γεω-υλικά με μηδενική ή ασθενή συγκόλληση μεταξύ των κόκκων (οι κόκκοι διαχωίζονται με ήπια ανάδευση του υλικού στο νεό) Βάχος: γεω-υλικά με ισχυή συγκόλληση μεταξύ των κόκκων (οι κόκκοι δεν διαχωίζονται με ήπια ανάδευση του υλικού στο νεό) Στους βάχους, η συγκόλληση μεταξύ των κόκκων γίνεται σε γεωλογικούς χόνους με την επίδαση υψηλών πιέσεων και θεμοκασιών. Πάντως, κάποια συγκόλληση μεταξύ των κόκκων γίνεται και στα εδάφη, σε μικό χονικό διάστημα (π.χ. με ξήανση της αγίλου)
ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Τα εδάφη ποέχονται από την αποσάθωση βάχων. Η αποσάθωση των βάχων διακίνεται σε: Μηχανική αποσάθωση : Λόγω τεκτονισμού, κλιματικών μεταβολών, διάβωση από τη δάση νεού ή/και αέα, ανάπτυξη ιζών φυτών, κλπ. Η μηχανική αποσάθωση δημιουγεί κυίως χονδόκοκκα εδάφη (χάλικες και άμμους) Χημική αποσάθωση : Λόγω χημικών διαδικασιών όπως οξείδωση, αναγωγή, υδόλυση, ενυδάτωση, κλπ. Η χημική αποσάθωση δημιουγεί κυίως λεπτόκοκκα εδάφη (ιλείς και αγίλους) ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ Το είδος του πααγόμενου εδάφους εξατάται και από τον βαθμό μεταφοάς των ποϊόντων της αποσάθωσης των βάχων 1. Υπολειμματικά ή αυτόχθονα εδάφη (residual soils) πακτικώς χωίς μεταφοά παάδειγμα : επιτόπου αποσάθωση βάχων (επιφανειακός μανδύας) 2. Κοήματα (talus soils) μική μεταφοά έως τους πόποδες του βουνού κυίως μέσω βαύτητας (κώνοι κοημάτων)
ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ 3. Ιζηματογενή εδάφη (sedimentary soils) μεταφοά των ποϊόντων αποσάθωσης από το νεό και απόθεση στον πυθμένα θαλασσών ή λιμνών ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΔΑΦΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ Αναλόγως του μεγέθους των κόκκων, τα εδάφη διακίνονται σε : Χονδόκοκκα (χάλικες και άμμοι) - d > 60 μm Λεπτόκοκκα (ιλείς και άγιλοι) - d < 60 μm Κόκκοι μεγέθους άνω των 0.06 mm 60 μm διακίνονται με γυμνό μάτι
Χονδοί χάλικες (25-75mm Άμμος ( < 2mm) Λεπτοί Χάλικες (2-6mm)
Ποτάμιο αμμοχάλικο Ιλύς
Ιλύς (διατηεί κατακόυφο πανές) Αγιλος Εκσκαφή κωπηλατοδομίου Σχοινιά
Αγιλος Χαακτηιστικές γυαλιστεές επιφάνειες Αγιλος πυήνα του φάγματος Γαδουά Ρόδου
Αγιλος μετά την ξήανση ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΔΑΦΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΗΝ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ Τα εδαφικά υλικά συνήθως πειέχουν μεγάλη ποικιλία μεγέθους κόκκων : χάλικες / άγιλος 20 mm / 0.002 mm 10000 10-όοφη πολυκατοικία / κόκκος φακής 30 m / 3 mm 10000 μειούμενη διάμετος οπής Η κατανομή του μεγέθους των κόκκων ποσδιοίζεται με κόσκινα
Αμεικανική σειά κοσκίνων κατά ASTM Βετανική σειά κοσκίνων κατά BSI Κόσκινο Μέγεθος οπής (mm) Κόσκινο Μέγεθος οπής (mm) 2" 1+1/2' 1" 3/4" 1/2" 1/4" No 4 No 10 No 20 No 40 No 60 No 100 No 140 No 200 50.8 38.1 25.4 19.0 12.7 6.35 4.75 2.00 0.85 0.425 0.25 0.15 0.106 0.075 χάλικες άμμοι ιλείς & άγιλοι 50.0 37.5 28.0 20.0 14.0 10.0 6.3 5.0 3.35 2.00 1.18 0.60 0.425 0.30 0.212 0.150 0.063 Κόκκοι μικότεου μεγέθους διαχωίζονται με τη μέθοδο του ααιομέτου Τυπικές κοκκομετικές καμπύλες εδαφικών υλικών Η μέθοδος του ααιομέτου βασίζεται στην διαφοετική ταχύτητα καθίζησης στο νεό κόκκων ποικίλων μεγεθών με ααιόμετο
Παάδειγμα ποσδιοισμού κοκκομετικής καμπύλης Μέγεθος οπής κοσκίνου (mm) Συγκατούμενο βάος (g) Διεχόμενο βάος (g) Διεχόμενο ποσοστό (%) 50.0 0 3150.0 100 37.5 44.1 3105.9 98.6 28.0 25.2 3080.7 97.8 20.0 31.5 3049.2 96.8 14.0 59.9 2989.4 94.9 10.0 72.5 2916.9 92.6 6.3 167.0 2750.0 87.3 5.0 226.8 2523.2 80.1 3.35 699.3 1823.9 57.9 2.0 589.1 1234.8 39.2 1.18 437.9 797.0 25.3 0.60 211.1 585.9 18.6 0.425 104.0 482.0 15.3 0.30 91.3 390.6 12.4 0.212 56.7 333.9 10.6 0.150 47.3 286.7 9.1 0.063 72.5 214.2 6.8 Τυφλό 214.2 0.0 0 Παάδειγμα ποσδιοισμού κοκκομετικής καμπύλης
Συντελεστής ανομοιομοφίας εδαφικών υλικών C u D D 60 10 Συντελεστής ανομοιομοφίας εδαφικών υλικών C u D D 60 10
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα χονδόκοκκα εδάφη ποέχονται κυίως από τη μηχανική αποσάθωση ασβεστολιθικών ή πυιτικών ουκτών, των οποίων οι κύσταλλοι έχουν τι-διάστατη δομή. Συνεπώς, οι κόκκοι των χονδόκοκκων εδαφικών υλικών είναι πείπου σφαιικοί Οι δυνάμεις μεταξύ των κόκκων είναι : 1. Το βάος 2. Οι οθές δυνάμεις (Ν) καιοιδυνάμειςτιβής(τ) στις επαφές ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα μηχανικά χαακτηιστικά των χονδόκοκκων εδαφών (χάλικες και άμμοι) εξατώνται από : 1. Την κοκκομετική διαβάθμιση (μέγεθος των κόκκων) 2. Την σχετική πυκνότητα (δομή ή διάταξη των κόκκων) Η δομή των χονδόκοκκων εδαφών κυμαίνεται μεταξύ πολύ χαλαής και πολύ πυκνής, αναλόγωςτουβαθμούσυμπύκνωσηςτουυλικού Ενα υλικό με πυκνή δομή έχει μικότεη συμπιεστότητα και καλύτεα χαακτηιστικά αντοχής απ ότι το ίδιο υλικό σε χαλαή δομή
Ποσδιοισμός της σχετικής πυκνότητας (D r ) 1. Πολύ χαλαή διάταξη με ήπια απόθεση του υλικού. Μετάται η ελάχιστη πυκνότητα : m M m / V m 2. Πολύ πυκνή διάταξη με έντονη δόνηση του υλικού. Μετάται η μέγιστη πυκνότητα : Μ M Μ / V Μ 3. Μετάται η επιτόπου πυκνότητα : M / V Σχετική πυκνότητα (D r ) : D r 1 1 m 1 1 m M M ( m ) ( ) M m Παάδειγμα : m 1.7 Mg/m 3, Μ 2.1 Mg/m 3, 1.9 Mg/m 3 Αα: D r 55.3% ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα λεπτόκοκκα εδάφη ποέχονται κυίως από την χημική αποσάθωση πλαγιοκλάστων (feldspars) και μαμαυγία (mica) τα οποία έχουν φυλλώδη δομή λόγω της δι-διάστατης ανάπτυξης των κυστάλλων τους Πααδείγματα : 1. Φύλλο πυιτίου :
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ 1. Φύλλο πυιτίου (συνέχεια) : ΠΛΑΓΙΑ ΟΨΗ ΚΑΤΟΨΗ ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ 2. Φύλλο γυπσίτη : 3. Φύλλο βουσίτη :
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Δημιουγία αγιλικών ουκτών με συγκόλληση αγιλικών φύλλων Λόγω των ασθενών δεσμών μεταξύ των φύλλων, το συνολικό πάχος είναι μικό (2-3 φύλλα) Αντιθέτως, οι άλλες δύο διαστάσεις των φύλλων είναι ακετά μεγάλες Αγιλικό ουκτό πάχος t (μm) Μήκος / πάχος Καολινίτης Ιλλίτης Μοντμοιλλονίτης 0.05-0.2 0.02-0.2 0.001-0.01 3-10 10-100 100-1000 Πλακοειδής δομή του μοντμοιλλονίτη Πλακοειδής δομή του καολινίτη
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα μηχανικά χαακτηιστικά των λεπτοκόκκων εδαφών δεν εξατώνται τόσο από το μέγεθος και την διάταξη των κόκκων (όπως στα χονδόκοκκα εδάφη). Λόγω του πολύ μικού μεγέθους των κόκκων : 1. Οι κόκκοι είναι πλακοειδείς (αγιλικά πλακίδια) 2. Οι επιφανειακές (ηλεκτικές) δυνάμεις μεταξύ των κόκκων υπετεούν των δυνάμεων βαύτητας (δηλαδή του βάους), αφού : Οι ηλεκτικές δυνάμεις (Ε) είναι ανάλογες της επιφάνειας ( d 2 ) Οι δυνάμεις βαύτητας (W) είναι ανάλογες του όγκου (d 3 ) Αα ο λόγος (Ε / W) είναι ανάλογος του ( 1 / d ) Παάδειγμα: άμμος (d1mm) και άγιλος (d0.001 mm) E W αγιλος 1000 E W αμμος Στην άγιλο οι ηλεκτικές δυνάμεις είναι 1000 φοές μεγαλύτεες απ ότι το βάος σε σχέση με την άμμο ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τα αγιλικά πλακίδια εμφανίζουν : θετικά ηλεκτικά φοτία στις αιχμές και ανητικά ηλεκτικά φοτία στις μεγάλες επιφάνειες Το συνολικό φοτίο του πλακιδίου είναι μηδέν Τα πλακίδια έλκονται και συγκολλώνται μέσω των ισχυών ηλεκτικών δυνάμεων Για παάδειγμα, η ξηή άγιλος έχει μεγάλη αντοχή λόγω της συγκόλλησης των πλακιδίων
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Με την παουσία νεού, τα μόια του νεού (ηλεκτικά δίπολα) έλκονται από τα αγιλικά πλακίδια και ποσκολλώνται επ αυτών (ποσοφημένο νεό ή διπλή στώση νεού) ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Οταν το νεό είναι άφθονο, οι διπλές στώσεις έχουν μεγάλο πάχος και συνεπώς δεν υπάχει επαφή μεταξύ των αγιλικών πλακιδίων Αα: Η αντοχή της αγίλου είναι μική (μική τιβή νεού με νεό) και ηάγιλος γλυστάει Η συμπιεστότητα είναι μεγάλη (με τη συμπίεση φεύγει το νεό και οι κόκκοι έχονται πιο κοντά)
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Οταν το νεό είναι λίγο, οι διπλές στώσεις έχουν μικό πάχος και συνεπώς υπάχει ηλεκτική έλξη μεταξύ των αγιλικών πλακιδίων Αα : Η αντοχή της αγίλου αυξάνει η συμπιεστότητα μειώνεται όσο μειώνεται η ποσότητα του νεού και οι κόκκοι έχονται πιο κοντά ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Πααδείγματα : Η ξηή άγιλος έχει μεγάλη αντοχή Εάν βαχεί η αντοχή μειώνεται καθώς τα πλακίδια αποοφούν νεό, οι διπλές στώσεις διογκώνονται, τα πλακίδια απομακύνονται και οι μεταξύ τους ηλεκτικές έλξεις μειώνονται. Το τούβλο (άγιλος ψημένη σε μεγάλη θεμοκασία) έχει πολύ μεγάλη αντοχή. Το νεό έχει φύγει τελείως, και τα πλακίδια έχουν καλή επαφή. Οι έλξεις μεταξύ των πλακιδίων είναι τόσο μεγάλες που δεν αφήνουν το νεό να εισέλθει και να δημιουγήσει διπλές στώσεις. Τα καλά ψημένα τούβλα δεν επηεάζονται από το νεό.
ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Τυπικές διατάξεις αγιλικών πλακιδίων Αγιλος που αποτέθηκε σε γλυκό νεό. Οι διπλές στώσεις είναι πλήως αναπτυγμένες Αγιλος που αποτέθηκε σε αλμυό νεό. Οι διπλές στώσεις έχουν μικό πάχος Στο θαλασσινό νεό, τα κατιόντα ( Na + ) ποσκολλώνται στην ανητικά φοτισμένη επιφάνεια των αγιλικών πλακιδίων (αντί των διπόλων του νεού) με συνέπεια να εξαφανίζονται οι διπλές στώσεις Τι θα συμβεί αν μια άγιλος που αποτέθηκε σε θαλάσσιο πειβάλλον εκπλυθεί από το (γλυκό) βόχινο νεό ; Σχέσεις μεταξύ των φάσεων κενά νεό αέας κόκκοι (στεεό) V v Κενά (πόοι) νεό + αέας V s κόκκοι (στεεό) V V v + V s
Σχέσεις μεταξύ των φάσεων - Οισμοί μεγεθών Ποώδες : n V V v M Δείκτης πόων : e V V v s M s 1 n V v + V V v s 1 + 1 e n 1 e + e Βαθμός κοεσμού : S V V v ξηό έδαφος : S0 κοεσμένο έδαφος : S1 Ποσοστό υγασίας : M M s ξηό έδαφος : 0 υγό έδαφος : >0 Μέτηση του ποσοστού υγασίας εδαφικού υλικού 1. Μάζα υγού εδαφικού δείγματος : Μ 1 127.5 g 2. Ξήανση του δείγματος στους 105 ο C επί 24 ώες Μάζα του δείγματος μετά την ξήανση : Μ 2 78.4 g Ποσοστό υγασίας : (M 1 -M 2 ) / M 2 49.1 / 78.4 0.626 62.6 % Πόβλημα: Εδαφικό δείγμα μάζας 1000g έχει υγασία 15%. Πόσο νεό πέπει να ποστεθεί ώστε η υγασία του να γίνει 25% ; 0.15 M / (1000-M ) -> M 176.47 g -> M s 823.53 g 0.25 m / 823.53 -> m 205.88 g Αα : Δm 205.88-176.47 29.41g
Σχέσεις μεταξύ των φάσεων - Οισμός της πυκνότητας Μάζα του εδάφους : Μ M s + M M M s Πυκνότητα του εδάφους : Πυκνότητα των κόκκων : Πυκνότητα του νεού : s M V M Vs M V s Σχέσεις μεταξύ των ποηγούμενων μεγεθών : s 1+ 1+ e s S e Σχέσεις μεταξύ των φάσεων s 1+ 1+ e s S e M M s Ειδικό βάος του εδάφους : Υπό άνωση ειδικό βάος του εδάφους : Πυκνότητα του ξηού εδάφους : d s 1 1+ e Πυκνότητα του κοεσμένου εδάφους : γ sat g s γ γ + e 1+ e γ ( ) g
Εκφαση της σχετικής πυκνότητας μέσω του δείκτη πόων Πυκνότητα του ξηού εδάφους : d s 1 1+ e Σχετική πυκνότητα (D r ) : D r M ( m ) ( ) M m Αλλά : m s 1 1+ e max M s 1 1+ e min s 1 1+ e Οπότε : D r e e max max e e min Παάδειγμα εφαμογής Η ποδιαγαφή συμπύκνωσης ενός επιχώματος απαιτεί D r > 80% και 10-14%. Ποκειμένου να ελεγχθεί η συμπύκνωση ενός κατασκευαζόμενου επιχώματος, ανοίχθηκε οπή όγκου V1232 cm 3 με αφαίεση υλικού μάζας Μ2.403 kg. Μετά την ξήανση, ημάζα του υλικού έγινε 2.127 kg. Η πυκνότητα των κόκκων του υλικού είναι s 2.75 Mg/m 3. Η ελάχιστη και μέγιστη ξηή πυκνότητα είναι : m 1.615 Mg/m 3, M 1.763 Mg/m 3. Να ελεγχθεί η ποιότητα του επιχώματος. Λύση : (2403-2127) / 2127 0.13 13%, άα ΟΚ M / V 2403 / 1232 1.95 g/cm 3 1.95 Mg/m 3 s (1+) / (1+e) -> e 0.5936 Γιατοξηόυλικό: s / (1+e) Άα : e min 0.56, e max 0.703 D r (e max - e) / (e max -e min ) 0.765 76.5% < 80% άα όχι ΟΚ
ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΤΩΝΕΔΑΦΙΚΩΝΥΛΙΚΩΝ Με την συμπύκνωση μειώνονται τα κενά που πειέχουν αέα. Ετσι : Αυξάνει η αντοχή Μειώνεται η συμπιεστότητα (άα μικές υποχωήσεις) Μειώνεται η διαπεατότητα Τα επιχώματα (οδοποιίας, φαγμάτων, λιμενικών έγων κλπ) κατασκευάζονται με συμπυκνωμένα υλικά Τα χονδόκοκκα υλικά : Συμπυκνώνονται με δόνηση Η διαβοχή βοηθά στην έκπλυση τυχόν λεπτοκόκκων που εμποδίζουν την ολίσθηση μεταξύ των κόκκων και την αναδιάταξή τους σε πυκνή δομή. Το ποσοστό της υγασίας δεν είναι σημαντικό. Τα λεπτόκοκκα υλικά και τα μίγματα χονδοκόκκων-λεπτοκόκκων : Συμπυκνώνονται με πίεση και αναμόχλευση (οδοστωτήες) Το ποσοστό της υγασίας έχει τεάστια σημασία στον βαθμό της επιτυγχανόμενης συμπύκνωσης ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΤΩΝΕΔΑΦΙΚΩΝΥΛΙΚΩΝ Πότυπη δοκιμή PROCTOR ASTM D698 Τοποποιημένη δοκιμή PROCTOR ASTM D1557 Ενέγεια συμπύκνωσης : 12400 ft-lbs Ενέγεια συμπύκνωσης : 56200 ft-lbs (τεταπλάσια)
ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΤΩΝΕΔΑΦΙΚΩΝΥΛΙΚΩΝ Επιοή του ποσοστού της υγασίας στο βαθμό συμπύκνωσης Σε μική υγασία οι κόκκοι κολλούν και δεν αναδιατάσσονται Σε μεγάλη υγασία, οι πόοι είναι γεμάτοι με νεό (που δεν μποεί να διαφύγει), με συνέπεια την αδυναμία συμπύκνωσης. Το υλικό ζυμώνει. Η μέγιστη συμπύκνωση επιτυγχάνεται σε μια ενδιάμεση υγασία που ονομάζεται βέλτιστη υγασία συμπύκνωσης ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΤΩΝΕΔΑΦΙΚΩΝΥΛΙΚΩΝ Επιοή του ποσοστού της υγασίας () στο βαθμό συμπύκνωσης Η επιτυγχανόμενη συμπύκνωση μετάται μέσω της πυκνότητας του εδάφους μετά την ξήανση ( d ) d + Για S100% : d + S S ( ) ( ) Παάδειγμα : s 2.30, 1, 0.105, S0.94 -> d 1.83 s s
ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΤΩΝΕΔΑΦΙΚΩΝΥΛΙΚΩΝ Επιοή της ενέγειας συμπύκνωσης Καμπύλες συμπύκνωσης τυπικών εδαφών αύξηση του W Επιοή της υγασίας συμπύκνωσης στη διαπεατότητα στην αντοχή (CBR) Στους πυήνες φαγμάτων, η συμπύκνωση γίνεται σε σχετικά υψηλή υγασία (> opt ) Στα επιχώματα οδοποιίας, η συμπύκνωση γίνεται σε σχετικά χαμηλή υγασία (< opt )
Πότυπη δοκιμή PROCTOR - ASTM D698 Τυπικά αποτελέσματα από την συμπύκνωση του πυήνα φάγματος Αποσελέμη 2.0 Ξηή πυκνότητα (Mg/m3). 1.9 1.8 1.7 επιτόπου τιμές STD PROCTOR S100% S90% 1.6 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ποσοστό υγασίας (%) Δοκιμή αντοχής CBR - ASTM D1883 P διείσδυση Συμπύκνωση δοκιμίου στις επιτόπου συνθήκες (υγασία, ξηή πυκνότητα) σε μήτα Proctor Κοεσμός επί 4 μέες και μέτηση της διόγκωσης Φότιση και μέτηση του φοτίου (Ρ) σε kn, για διείσδυση 2.5mm (Ρ 1 ) και 5mm (Ρ 2 ). ΗδοκιμήCBR μποεί να γίνει και στο επιτόπου υλικό (χωίς ποηγούμενο κοεσμό) CBR P 1 P 13.6 20.4 2 (%) 100 max,
Tα μηχανικά χαακτηιστικά των λεπτόκοκκων εδαφών εξατώνται από την υγασία () Οια Atterberg : Oιο πλαστικότητας ( P ) και όιο υδαότητας ( L ) συνήθεις καταστάσεις LI L P P Μείωση του όγκου με την ξήανση στα λεπτόκοκκα εδάφη συνήθεις καταστάσεις
Ποσδιοισμός του οίου υδαότητας με τη συσκευή Casagrande Το όιο υδαότητας είναι ποσοστό υγασίας Ποσδιοισμός του οίου υδαότητας με τη συσκευή Casagrande Στοόιουδαότητας, το υλικό έχει μια πολύ μική αντοχή (~ 2 kpa)
Ποσδιοισμός του οίου υδαότητας με τη συσκευή Casagrande Το όιο υδαότητας είναι ποσοστό υγασίας Στοόιουδαότητας, το υλικό έχει μια πολύ μική αντοχή (~ 2 kpa) Ποσδιοισμός του οίου πλαστικότητας Οταν η υγασία, μειούμενη βαθμιαία, φθάσει στο όιο πλαστικότητας, το υλικό αχίζει να γίνεται εύθυπτο Στο όιο πλαστικότητας το υλικό τεμαχίζεται όταν μοφωθεί σε κυλίνδους διαμέτου 3mm και κάτω. Το όιο πλαστικότητας είναι ποσοστό υγασίας Στοόιοπλαστικότητας, το υλικό έχει αντοχή ~ 200 kpa Δείκτης πλαστικότητας : Το εύος της ζώνης μεταξύ των οίων υδαότητας - πλαστικότητας PI L - P LL - PL
Ταξινόμηση των εδαφών με βάση τα όια Atterberg Δείκτης πλαστικότητας : PI L - P LL - PL Χάτης πλαστικότητας του Casagrande Ταξινόμηση των εδαφών με βάση τα όια Atterberg
Διαφοές ιλύων και αγίλων Οι ιλείς είτε δεν έχουν πλαστικότητα είτε έχουν πολύ χαμηλή πλαστικότητα Οταν η ιλύς ξεαθεί γίνεται εύθυπτη (τίβεται), ενώ η άγιλος γίνεται σκληή και δεν τίβεται Οι ιλείς συμπυκνώνονται με δόνηση όπως οι άμμοι, ενώ οι άγιλοι δεν συμπυκνώνονται με δόνηση (μόνον με πίεση και ταυτόχονη αποβολή νεού των πόων) Πακτικός τόπος διαχωισμού ιλύων - αγίλων : Δείγμα υγού εδαφικού υλικού δονείται στην παλάμη του χειού. Εάν είναι ιλύς, αποκτά γυαλιστεή επιφάνεια (με τη δόνηση συμπυκνώνεται και αποβάλλει νεό). Στη συνέχεια, το δείγμα της ιλύος πιέζεται ανάμεσα στα δάκτυλα και χάνει την γυαλιστεή μοφή του, επειδή διογκώνεται και αποοφά το νεό που είχε αποβάλει. Η άγιλος δεν αντιδά στο πείαμα αυτό αφού πααμοφώνεται με σταθεό όγκο και δεν αποβάλλει ούτε αποοφά νεό. Συνεκτικότητα των λεπτοκόκκων υλικών Συνήθως μετάται μέσω της αντοχής σε μοναξονική θλίψη ( q u ) Ηαντοχήαυξάνει σημαντικά με τη μείωση της υγασίας qu (kpa) Ονομασία Πειγαφή < 25 πολύ μαλακή διαφεύγει ανάμεσα από τα δάκτυλα 25-50 μαλακή μοφώνεται με τα δάκτυλα με ελαφή πίεση 50-100 μέση μοφώνεται με τα δάκτυλα με ισχυή πίεση 100-200 στιφή πιέζεται με τον δείκτη 200-400 πολύ στιφή πιέζεται με το νύχι του δείκτη > 400 σκληή χαάζεται με το νύχι
Αντιστοιχία μεταξύ χονδοκόκκων και λεπτοκόκκων υλικών Χονδόκοκκα : 1. Κοκκομετική διαβάθμιση Εκφάζει το μέγεθος των κόκκων 2. Σχετική πυκνότητα max min Εκφάζει την δομή του υλικού ως πος τα όια : χαλαή - πυκνή Λεπτόκοκκα : emin e L P e max 1. Οια Atterberg Εμμεση έκφαση του μεγέθους των κόκκων μέσω της L P πλαστικότητας (οι μικοί κόκκοι έχουν μεγαλύτεη πλαστικότητα) 2. Σχετική υδαότητα Εκφάζει την υγασία του υλικού ως πος τα όια υδαότητας - πλαστικότητας D r LI e e e max e e P ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ Ενιαίος τόπος πειγαφής των εδαφών που έχουν όμοια χαακτηιστικά και συνεπώς (κατά τεκμήιο) όμοιες μηχανικές ιδιότητες
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΤΩΝ ΕΔΑΦΩΝ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΕΔΑΦΩΝ
< 35% διεχόμενο από Νο 200 < 25% διεχόμενο από Νο 200 Ταξινόμηση των εδαφών κατά AASHTO ASTM D3282-93(2004) Standard Practice for Classification of Soils and Soil- Aggregate Mixtures for Highay Construction Purposes > 35% διεχόμενο από Νο 200 25 35 % διεχόμενο από Νο 200 PI < 10% PI > 10% < 50% διεχόμενο από Νο 40 > 50% διεχόμενο από Νο 40 PI < 10% PI > 10% No 200 0.075mm - No 40 0.46mm A < 25% διεχ. Νο 200 < 50% διεχ. Νο 40 PI < 6% άλλως < 10% διεχόμενο από Νο 200 LL < 40% LL > 40% LL < 40% LL > 40% άλλως GOTO A GOTO A A-1 A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 LL < 40% A-4 LL > 40% A-5 (ακατάλληλο) LL < 40% A-6 LL > 40% A-7-5 (PI < LL-30 ή PL>30%) A-7-6 (PI > LL-30 ή PL<30%) Κατάταξη εδαφών σε σχέση με την καταλληλότητά τους για χήση ως υλικών κατασκευής επιχωμάτων κατά AASHTO (American Association of State Highay and Transportation Officials)