Compoziția granulometrică a solului

Compoziția granulometrică a solului ( compoziția granulometrică a solului ) este o clasificare a nisipului și pietrișului, bazată pe dimensiunea particulelor conținute în acesta. [1] Textura solului este un indicator al altor proprietăți inginerești, cum ar fi compresibilitatea , rezistența la forfecare C u și conductibilitatea hidraulică k . În funcție de compoziția granulară a solului, se proiectează drenajul apei subterane. Solul slab gradat va avea un drenaj mai bun decât solul bine gradat [2] , cu excepția cazului în care conține argilă de înaltă calitate. $m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0)}}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{')))$

Solul este clasificat ca bine sortat sau slab sortat pe baza analizei prin sită sau analizei hidrometrice. [unu]

Procesul de clasificare a solului urmează fie Sistemul unificat de clasificare a solurilor, fie Sistemul de clasificare a solurilor AASHTO. Gradația solului este determinată prin citirea curbei de distribuție a dimensiunii particulelor obținute în urma testelor de laborator de sol. Gradația solului poate fi determinată și prin calcularea coeficientului de uniformitate, C u , a coeficientului de curbură, C c . [1] [3]

Gradările solului

Gradația solului este o clasificare a compoziției granulometrice a solului. Solurile cu granulație grosieră, mai ales pietriș sau nisip, sunt clasificate ca bune sau rele. Solurile slab gradate sunt subdivizate în continuare în fracții omogene sau lipsă (gap-graded). Solurile cu granulație fină, în principal nămoluri și argile, sunt clasificate în funcție de limitele lor Atterberg (nu se aplică gradarea solului). [1] [3]

Bine sortat

Solul bine gradat conține o gamă largă de dimensiuni de particule și are o bună reprezentare a tuturor dimensiunilor ecranului de la # 4 la # 200. [4] Pietrișul bine gradat este clasificat ca GW și nisipul bine gradat este clasificat ca SW. [unu]

Sortat prost

Solul slab gradat nu are o reprezentare bună, inclusivă a tuturor dimensiunilor particulelor de la sita # 4 la # 200. Pietrișul slab gradat este clasificat ca GP, în timp ce nisipul slab gradat este clasificat ca SP. Solurile slab gradate sunt mai susceptibile la lichefierea solului decât solurile bine gradate. [unu]

Soluri gradate în gol - sol cu un exces sau deficiență de particule de o anumită dimensiune sau sol din care lipsește cel puțin o dimensiune a particulelor. [1] [4] Un exemplu de sol crestat este acela în care nu există nisip din fracțiile nr. 10 și nr. 40, dar toate celelalte granule sunt prezente. [4] Un sol care conține toate particulele de aceeași dimensiune este, de asemenea, clasificat ca un sol clasificat în gol

Procesul de clasificare a solului

Procesul de clasificare a solului se desfășoară fie în conformitate cu Sistemul unificat de clasificare a solurilor, fie cu Sistemul de clasificare a solurilor AASHTO. Etapele de clasificare a solului includ colectarea datelor, calculul coeficienților de uniformitate și curbură și evaluarea solului pe baza criteriilor de evaluare specificate în sistemul de clasificare a solului utilizat. [unu]

Prelucrarea datelor

Gradația solului se determină prin analiză pe baza rezultatelor analizei prin sită sau hidrometrică . [5]

În analiza prin sită, o probă de sol cu granulație grosieră este scuturată printr-un șir de site de sârmă țesute cu ochiuri pătrate. Fiecare sită are deschideri succesiv mai mici, astfel încât particulele mai mari decât dimensiunea fiecărei site sunt reținute pe sită. [5] Procentul din fiecare dimensiune a solului este măsurat prin cântărirea cantității rămase pe fiecare sită și comparând greutatea cu greutatea totală a probei. Rezultatele analizei prin sită sunt reprezentate grafic ca o curbă de distribuție a dimensiunii particulelor, care este apoi analizată pentru a determina gradația unui anumit sol. [unu]

În analiza hidrometrică, o probă de sol cu granulație fină este lăsată să se depună într-un lichid vâscos . Această metodă se bazează pe legea lui Stokes, care leagă viteza finală a unei particule într-un lichid vâscos de diametrul granulelor și densitatea granulelor în suspensie. Diametrul boabelor este calculat din distanța și timpul cunoscut de cădere a particulelor. Folosit pentru clasificarea solurilor cu granulație fină. [unu]

Calculul coeficienților de omogenitate și curbură

Pentru a calcula coeficienții de uniformitate și curbură, sunt necesare diametrele de hrean. Diametrul boabelor poate fi găsit pentru fiecare procent de sol care a trecut de o anumită sită. Aceasta înseamnă că dacă 40% din probă rămâne pe sita nr. 200, atunci 60% trece prin sita nr. 200. [unu]

Factorul de uniformitate C u este un parametru de formă brută și este calculat folosind următoarea ecuație:

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

unde D 60 este diametrul granulelor la trecerea de 60% și D 10 este diametrul granulelor la trecerea de 10%. C u =1 dacă toate particulele de sol sunt aceleași.

Coeficientul de curbură C c este un parametru de formă și se calculează folosind următoarea ecuație:

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

unde D 60 este diametrul granulelor la trecerea de 60%, D 30 este diametrul granulelor la trecerea de 30%, D 10 este diametrul granulelor la trecerea de 10%.

Odată ce factorul de uniformitate și factorul de curbură au fost calculate, acestea trebuie comparate cu criteriile de gradare publicate. [unu]

Criterii de clasificare a solului

Următoarele criterii sunt în concordanță cu Sistemul unificat de clasificare a solurilor:

Pentru ca pietrișul să fie clasificat la fel de bine clasificat, trebuie îndeplinite următoarele criterii:

C u > 4 & 1 < C c < 3

Dacă ambele criterii nu sunt îndeplinite, pietrișul este clasificat ca grad scăzut sau GP. Dacă ambele criterii sunt îndeplinite, pietrișul este clasificat ca bine gradat sau GW.

Pentru ca nisipul să fie clasificat la fel de bine clasificat, trebuie îndeplinite următoarele criterii:

C u ≥ 6 și 1 < C c < 3

Dacă ambele criterii nu sunt îndeplinite, nisipul este clasificat ca grad scăzut sau SP. Dacă ambele criterii sunt îndeplinite, nisipul este clasificat ca bine ecranat sau SW. [unu]

Importanță

Textura solului este un indicator al altor proprietăți de inginerie, cum ar fi compresibilitatea , rezistența la forfecare a Cu și conductivitatea hidraulică. În funcție de compoziția granulară a solului, se proiectează drenajul apei subterane. Solul slab gradat va avea un drenaj mai bun decât solul bine gradat [2] , cu excepția cazului în care conține argilă de înaltă calitate. Solul slab gradat va avea un drenaj mai bun decât solul bine gradat, deoarece există mai multe goluri în solul slab gradat. $m_{v}={\frac {\Delta e}{1+e_{0)}}{\frac {1}{\Delta \sigma _{v}^{')))$

La selectarea materialului de umplutură pentru un terasament de autostradă sau terasament de pământ, se ia în considerare gradația solului. Solul bine sortat poate compacta mai mult decât solul slab sortat. Aceste tipuri de proiecte pot avea, de asemenea, cerințe de gradare care trebuie îndeplinite înainte ca solul care urmează să fie utilizat să fie acceptat.

Când sunt selectate opțiunile de refacere a solului, gradația solului este un factor determinant. [2]

Note

↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. și Kovacs, W. (1981), An Introduction to Geotechnical Engineering , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
↑ 1 2 3 „ ASTM D6913 - 04(2009) Arhivat 10 august 2011 la Wayback Machine ”. ASTM International . ASTM International. 1996-2009 13 octombrie 2009
↑ 1 2 Coduto, Donald P. Foundation Design Principles and Practices (Ediția a II-a). Ed. 02. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Tipărire. ISBN 0-13-589706-8
↑ 1 2 3 „ Soil Gradation Arhivat 8 august 2009 la Wayback Machine ”. Editura integrată . editura integrata. 2003-2007. 13 octombrie 2009
↑ 1 2 „ Sieve Analysis Arhivat 22 mai 2010 la Wayback Machine ”. Editura integrată . editura integrata. 2003-2007. 13 octombrie 2009