Jordens granulometriska sammansättning

Jordgranulometrisk sammansättning ( jordgranulometrisk sammansättning ) är en klassificering av sand och grus, baserad på storleken på partiklarna som finns i den. [1] Jordens struktur är en indikator på andra tekniska egenskaper såsom kompressibilitet , skjuvhållfasthet C u och hydraulisk konduktivitet k . Enligt jordens granulära sammansättning utformas grundvattendränering. Dåligt graderad jord kommer att ha bättre dränering än välgraderad jord [2] om den inte innehåller högkvalitativ lera.

Jorden klassificeras som välsorterad eller dåligt sorterad utifrån siktanalys eller hydrometrisk analys. [ett]

Markklassificeringsprocessen följer antingen Unified Soil Classification System eller AASHTO Soil Classification System. Jordgraderingen bestäms genom att läsa av partikelstorleksfördelningskurvan erhållen från jordlaboratorietester. Jordgradering kan också bestämmas genom att beräkna enhetlighetskoefficienten, Cu , krökningskoefficienten, C c . [1] [3]

Jordgraderingar

Jordgradering är en klassificering av jordens granulometriska sammansättning. Grovkorniga jordar, mestadels grus eller sand, klassas som bra eller dåliga. Dåligt graderade jordar delas ytterligare in i homogena eller saknade fraktioner (gap-graded). Finkorniga jordar, främst silt och lera, klassificeras enligt sina Atterberggränser (jordklassning tillämpas inte). [1] [3]

Väl sorterad

Välgraderad jord innehåller ett brett spektrum av partikelstorlekar och har en bra representation av alla siktstorlekar från #4 till #200. [4] Välgraderat grus klassificeras som GW och välgraderat sand klassificeras som SW. [ett]

Dåligt sorterad

Dåligt graderad jord har inte en bra, inklusive representation av alla partikelstorlekar från sil #4 till #200. Dåligt graderad grus klassas som GP, medan dåligt graderad sand klassas som SP. Dåligt graderade jordar är mer mottagliga för jordflytande än välgraderade jordar. [ett]

Gapklassade jordar - jord med över- eller brist på partiklar av en viss storlek eller jord där minst en partikelstorlek saknas. [1] [4] Ett exempel på en slitsad jord är en där det inte finns någon sand av fraktioner nr 10 och nr 40, men alla andra kornstorlekar är närvarande. [4] En jord som innehåller alla partiklar av samma storlek klassificeras också som en spaltklassad jord

Markklassificeringsprocessen

Markklassificeringsprocessen utförs i enlighet med antingen Unified Soil Classification System eller AASHTO Soil Classification System. Markklassificeringsstegen inkluderar datainsamling, beräkning av likformighets- och krökningskoefficienter samt markutvärdering baserat på de utvärderingskriterier som anges i det markklassificeringssystem som används. [ett]

Databehandling

Jordens gradering bestäms genom analys baserad på resultaten av sikt eller hydrometrisk analys . [5]

Vid siktanalys skakas ett prov av grovkornig jord genom en rad kvadratiska vävda trådsilar. Varje sikt har successivt mindre öppningar så partiklar större än storleken på varje sikt hålls kvar på sikten. [5] Procentandelen av varje jordstorlek mäts genom att väga mängden som återstår på varje sikt och jämföra vikten med provets totala vikt. Resultaten av siktanalysen plottas som en partikelstorleksfördelningskurva, som sedan analyseras för att bestämma graderingen av en viss jord. [ett]

Vid hydrometrisk analys lämnas ett prov av finkornig jord att sedimentera i en trögflytande vätska. Denna metod är baserad på Stokes lag, som relaterar sluthastigheten för en partikel i en viskös vätska till korndiametern och korndensiteten i suspension. Korndiametern beräknas från det kända avståndet och tiden för partikelfall. Används för att klassificera finkornig jord. [ett]

Beräkning av koefficienter för homogenitet och krökning

För att beräkna koefficienterna för enhetlighet och krökning behövs pepparrotens diametrar. Korndiametern kan hittas för varje procentandel jord som har passerat en viss såll. Detta betyder att om 40 % av provet finns kvar på sikten nr 200, så passerar 60 % genom sikten nr 200. [ett]

Likformighetsfaktorn Cu är en grov formparameter och beräknas med hjälp av följande ekvation:

där D60  är korndiametern vid 60% pass och Dio är  korndiametern vid 10% pass . C u =1 om alla jordpartiklar är lika.

Krökningskoefficienten Cc är en formparameter och beräknas med hjälp av följande ekvation:

där D60  är korndiametern vid 60% pass, D30 är  korndiametern vid 30% pass, D10 är  korndiametern vid 10% pass .

När enhetlighetsfaktorn och krökningsfaktorn har beräknats måste de jämföras med publicerade graderingskriterier. [ett]

Markklassificeringskriterier

Följande kriterier överensstämmer med Unified Soil Classification System:

För att grus ska klassas som välklassat måste följande kriterier vara uppfyllda:

C u > 4 & 1 < C c < 3

Om båda dessa kriterier inte är uppfyllda klassas gruset som låggradigt eller GP. Om båda dessa kriterier är uppfyllda klassificeras gruset som välgraderat eller GW.

För att sand ska klassificeras som välklassad måste följande kriterier vara uppfyllda:

C u ≥ 6 och 1 < C c < 3

Om båda dessa kriterier inte uppfylls klassificeras sanden som låghalt eller SP. Om båda dessa kriterier är uppfyllda klassificeras sanden som välskärmad eller SW. [ett]

Betydelse

Jordens struktur är en indikator på andra tekniska egenskaper såsom kompressibilitet , Cu -skjuvhållfasthet och hydraulisk konduktivitet. Enligt jordens granulära sammansättning utformas grundvattendränering. Dåligt graderad jord kommer att ha bättre dränering än välgraderad jord [2] om den inte innehåller högkvalitativ lera. Dåligt graderad jord kommer att ha bättre dränering än välgraderad jord eftersom det finns fler tomrum i dåligt graderad jord.

Vid val av fyllnadsmaterial för en motorvägsvall eller markvall tas hänsyn till jordens gradering. Välsorterad jord kan packa mer än dåligt sorterad jord. Dessa typer av projekt kan också ha graderingskrav som måste uppfyllas innan den mark som ska användas accepteras.

När markåterställningsalternativ väljs är jordgraderingen en avgörande faktor. [2]

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Holtz, R. och Kovacs, W. (1981), An Introduction to Geotechnical Engineering , Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-484394-0
  2. ↑ 1 2 3 " ASTM D6913 - 04(2009) Arkiverad 10 augusti 2011 på Wayback Machine ". ASTM International . ASTM International. 1996-2009 13 oktober 2009
  3. ↑ 1 2 Coduto, Donald P. Grundläggande designprinciper och praxis (andra upplagan). 02:a uppl. Upper Saddle River: Prentice Hall, 2000. Tryck. ISBN 0-13-589706-8
  4. ↑ 1 2 3 " Jordgradering arkiverad 8 augusti 2009 på Wayback Machine ". Integrerad publicering . integrerad publicering. 2003-2007. 13 oktober 2009
  5. ↑ 1 2 " Sivanalys arkiverad 22 maj 2010 på Wayback Machine ". Integrerad publicering . integrerad publicering. 2003-2007. 13 oktober 2009