Jordens granulometriske sammensætning

Jordgranulometrisk sammensætning ( jordgranulometrisk sammensætning ) er en klassificering af sand og grus baseret på størrelsen af partiklerne indeholdt i det. [1] Jordtekstur er en indikator for andre tekniske egenskaber såsom kompressibilitet , forskydningsstyrke C u og hydraulisk ledningsevne k . I henhold til jordens granulære sammensætning er grundvandsdræning designet. Dårligt sorteret jord vil have bedre dræning end godt sorteret jord [2] , medmindre den indeholder ler af høj kvalitet. ${\displaystyle m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0))}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{'))))$

Jorden er klassificeret som velsorteret eller dårligt sorteret baseret på sigteanalyse eller hydrometrisk analyse. [en]

Jordklassificeringsprocessen følger enten Unified Soil Classification System eller AASHTO Soil Classification System. Jordgradation bestemmes ved at aflæse partikelstørrelsesfordelingskurven opnået fra jordlaboratorietest. Jordens graduering kan også bestemmes ved at beregne ensartethedskoefficienten, C u , krumningskoefficienten, C c . [1] [3]

Jordgraderinger

Jordgradation er en klassificering af jordens granulometriske sammensætning. Grovkornet jord, for det meste grus eller sand, klassificeres som god eller dårlig. Dårligt sorteret jord er yderligere underopdelt i homogene eller manglende fraktioner (gap-graderet). Finkornet jord, hovedsageligt silt og ler, klassificeres i henhold til deres Atterberg-grænser (jordklassificering anvendes ikke). [1] [3]

Godt sorteret

Velgraderet jord indeholder en bred vifte af partikelstørrelser og har en god repræsentation af alle skærmstørrelser fra #4 til #200. [4] Velgraderet grus er klassificeret som GW og velgraderet sand er klassificeret som SW. [en]

Dårligt sorteret

Dårligt sorteret jord har ikke en god, inkluderende repræsentation af alle partikelstørrelser fra sigte #4 til #200. Dårligt sorteret grus er klassificeret som GP, mens dårligt sorteret sand er klassificeret som SP. Dårligt sorterede jorde er mere modtagelige for jordvæske end godt sorterede jorde. [en]

Gap-graded jorde - jord med over- eller underskud af partikler af en vis størrelse eller jord, hvori mindst en partikelstørrelse mangler. [1] [4] Et eksempel på en spaltejord er en, hvor der ikke er sand fra fraktion nr. 10 og nr. 40, men alle andre kornstørrelser er til stede. [4] En jord, der indeholder alle partikler af samme størrelse, er også klassificeret som en gap-graded jord

Jordklassificeringsproces

Jordklassificeringsprocessen udføres i overensstemmelse med enten Unified Soil Classification System eller AASHTO Soil Classification System. Jordklassificeringstrinene omfatter dataindsamling, beregning af ensartethed og krumningskoefficienter og jordbundsevaluering baseret på de evalueringskriterier, der er specificeret i det anvendte jordklassificeringssystem. [en]

Databehandling

Jordens graduering bestemmes ved analyse baseret på resultaterne af sigte eller hydrometrisk analyse . [5]

Ved sigteanalyse rystes en prøve af grovkornet jord gennem en række kvadratmaskede vævede trådsigter. Hver sigte har successivt mindre åbninger, så partikler, der er større end størrelsen af hver sigte, tilbageholdes på sigten. [5] Procentdelen af hver jordstørrelse måles ved at veje den resterende mængde på hver sigte og sammenligne vægten med prøvens samlede vægt. Resultaterne af sigteanalysen er plottet som en partikelstørrelsesfordelingskurve, som derefter analyseres for at bestemme gradueringen af en bestemt jord. [en]

Ved hydrometrisk analyse efterlades en prøve af finkornet jord til at bundfælde sig i en viskøs væske. Denne metode er baseret på Stokes' lov, som relaterer den endelige hastighed af en partikel i en viskøs væske til korndiameteren og korndensiteten i suspension. Korndiameteren beregnes ud fra den kendte afstand og tidspunkt for partikelfald. Bruges til at klassificere finkornet jord. [en]

Beregning af koefficienter for homogenitet og krumning

For at beregne koefficienterne for ensartethed og krumning er diametrene for peberrod nødvendige. Korndiameteren kan findes for hver procent jord, der har passeret en bestemt sigte. Det betyder, at hvis 40 % af prøven forbliver på nr. 200-sien, så passerer 60 % gennem nr. 200-sien. [en]

Ensartethedsfaktoren Cu er en grov formparameter og beregnes ved hjælp af følgende ligning:

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

hvor D 60 er korndiameteren ved 60 % passage og D 10 er korndiameteren ved 10 % passage. C u =1 hvis alle jordpartikler er ens.

Krumningskoefficienten C c er en formparameter og beregnes ved hjælp af følgende ligning:

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

hvor D 60 er korndiameteren ved 60 % gennemløb, D 30 er korndiameteren ved 30 % gennemløb, D 10 er korndiameteren ved 10 % gennemløb.

Når ensartethedsfaktoren og krumningsfaktoren er beregnet, skal de sammenlignes med offentliggjorte gradueringskriterier. [en]

Kriterier for jordklassificering

Følgende kriterier er i overensstemmelse med Unified Soil Classification System:

For at grus kan klassificeres som velklassificeret, skal følgende kriterier være opfyldt:

C u > 4 & 1 < C c < 3

Hvis begge disse kriterier ikke er opfyldt, klassificeres gruset som lavkvalitet eller GP. Hvis begge disse kriterier er opfyldt, klassificeres gruset som velsorteret eller GW.

For at sand kan klassificeres som velklassificeret, skal følgende kriterier være opfyldt:

C u ≥ 6 og 1 < C c < 3

Hvis begge disse kriterier ikke er opfyldt, klassificeres sandet som lavkvalitet eller SP. Hvis begge disse kriterier er opfyldt, klassificeres sandet som godt afskærmet eller SW. [en]

Vigtigt

Jordtekstur er en indikator for andre tekniske egenskaber såsom kompressibilitet , Cu- forskydningsstyrke og hydraulisk ledningsevne. I henhold til jordens granulære sammensætning er grundvandsdræning designet. Dårligt sorteret jord vil have bedre dræning end godt sorteret jord [2] , medmindre den indeholder ler af høj kvalitet. Dårligt sorteret jord vil have bedre dræning end godt sorteret jord, fordi der er flere hulrum i dårligt sorteret jord. ${\displaystyle m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0))}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{'))))$

Ved valg af fyldmateriale til en motorvejsdæmning eller jordvold tages der hensyn til jordens graduering. Velsorteret jord kan komprimere mere end dårligt sorteret jord. Disse typer af projekter kan også have graderingskrav, der skal være opfyldt, før den jord, der skal bruges, accepteres.

Når jordgenopretningsmuligheder er valgt, er jordgraduering en afgørende faktor. [2]

Noter

↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. og Kovacs, W. (1981), An Introduction to Geotechnical Engineering , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
↑ 1 2 3 " ASTM D6913 - 04(2009) Arkiveret 10. august 2011 på Wayback Machine ". ASTM International . ASTM International. 1996-2009 13. oktober 2009
↑ 1 2 Coduto, Donald P. Foundation Design Principles and Practices (2. udgave). 02. udg. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Tryk. ISBN 0-13-589706-8
↑ 1 2 3 " Soil Gradation Arkiveret 8. august 2009 på Wayback Machine ". Integreret udgivelse . integreret udgivelse. 2003-2007. 13. oktober 2009
↑ 1 2 " Sive Analysis Arkiveret 22. maj 2010 på Wayback Machine ". Integreret udgivelse . integreret udgivelse. 2003-2007. 13. oktober 2009