2_fizikalna svojstva i klasifikacija_strucni (1)

7/25/2019 2_Fizikalna Svojstva i Klasifikacija_Strucni (1)

1/17

FIZIKALNA SVOJSTVA VRSTIH ESTICA

Tlo kao trofazni sustav: vrste estice - voda - zrak

V

VV

Vpora

~~~~

zrak

voda

V

Vuzorka

1/ SPECIFINA TEINA (G)-bezdimenzionalna veliina

odreuje se u piknometru...

mu mp mp+u

Gm

m m mu

p u p u

( )

G = 2,552,75 (karakteristina vrijednost); G = 2,52,8 (GEO podruje vrijednosti)

s wG * - gustoa mase vrstih estica (w= 1,0 g/cm3)

s wG * -jedinina teina vrstih estica (w= 9,81 kN/m3

)Korelacija izmeu jedinine teine i gustoe mase:

g*

V V


2/17

Piknometar ispunjen sa vodom i piknometar sa uzorkom tla i vodom

2/ VLANOST UZORKA (w)

ZRAK

VODA

vrste

estice

PORE

w

m

mw

Mjeri se: metoda suenja; radioaktivna metoda; metode kemijske reakcije sa vodom

3/ GUSTOA MASE TLA ()

JEDININA TEINA TLA ()

ZRAK

VODA

vrste

estice

PORE

zapremina teina

1


3/17

GUSTOA SE MJERI:

U laboratoriju: metodom volumena istisnute vode, metodom cilindra;

Na terenu: metodom cilindra, metodom kalibriranog pijeska, radioaktivnom metodom,...

Metoda mjerenja volumena uzorka metodom istiskivanja vode

Metoda cilindra za mjerenja gustoe tla

cilindar se

utiskuje u

tlo


4/17

Metoda za mjerenja gustoe tla s kalibiranim pijeskom

Nuklearni denzimetar


5/17

4/ GUSTOA MASE SUHOG TLA (d)

JEDININA TEINA SUHOG TLA (d)

ZRAK

VODA

vrste

estice

PORE

teine teine

d

w

1

d

w

w

1

1

1

1

d

5/ KOEFICIJENT PORA (e)

ZRAK

VODA

vrsteestice

PORE e

1

esticavrstihzapremina

poraaminzapree

6/ POROZITET (n)

nzapremina pora

ukupna zapremina

ZRAK

VODA

vrste

estice

POREn

1

e

1

n-1

ne

e1

en


6/17

7/ STUPANJ ZASIENJA (Sr)

Srzapremina vode

zapremina pora

SPECIFINA POVRINA odnos izmeu povrine oploja tijela i mase tijela

Specifina povrina montmorilonita: 800 m2/g

Fotografija izraena elektronskim mikroskopom- mineral montmorilonit

----------------------------------------------------------------------------------------------------

Primjeri:

* jedinina teina tla : ( )* * *1 n S ns r w

gustoa tla : ( )* *1 n S ns r

* jedinina teina tla uronjenog u vodu :

' ( )* * * * 1 1 1n ns w w

' ( )*( ) 1 ns w

* zadano : s re S, , = ?


7/17

INDEKSNI POKAZATELJI I KLASIFIKACIJA TLA

1. SADRAJ ZRNA ODREENE VELIINEGRANULOMETRIJSKI SASTAV

veliina zrna(mm)naziv oznaka

> 60 kamen

602 ljunak G

20,06 pijesak S

0,060,002 prah M

< 0,002 glina C

HRN EN ISO 14688-1:2008 (ISO 14688-1:2002); samo informativni prikaz

Identifikacija i klasifikacija tla1. dio: Identifikacija i opis

Frakcija tla Podfrakcija Oznaka Veliina zrna (mm)

Vrlo krupne estice veliki kamen LBo > 630

kamen (boulder) Bo 200 - 630

oblutak (cobble) Co 63 - 200

Krupne estice

(krupnozrno tlo)

ljunak (gravel)

krupni ljunak

srednji ljunak

sitni ljunak

Gr

CGr

MGr

FGr

2,063

2063

6,320

2,06,3

Pijesak (sand)

krupni pijesak

srednji pijesaksitni pijesak

Sa

CSa

MSaFSa

0,0632,0

0,632,0

0,20,630,0630,2

Sitne estice

(sitnozrno tlo)

Prah (silt)

krupni prah

srednji prah

sitni prah

Si

CSi

MSi

FSi

0,0020,063

0,02 - 0,063

0,00630,02

0,0020,0063

Glina (clay) Cl < 0,002


8/17

Sadraj zrna odreujemo:

za zrna do D 0.06 mm PROSI JAVANJE NDi= 100 - i1Ni

za zrna D < 0.06 mm AREOMETRIRANJE

STOKES-ov zakon; taloenje kugle u mirnojvodi

t

H*

18D

t

H=vD*

18v

ws

2ws

H = f(R)- kalibracijska krivulja areometra

K(%)= f(s, m, R) - udio estica sitnijihod D (postotak prolaza)

msuha masa uzorka u menzuri

Roitanje areometra (korekcija zbogmeniska i antikoagulansa, ovisno o izrazu...)


9/17

Princip areometriranja:

GRANULOMETRIJSKI DIJAGRAM - sijanjem

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0010.010.1110100

Log D (otvor sita)

postotakprolazaNi(%

)

60 2 0.06 0.002

G S M C

H


10/17

GRANULOMETRIJSKI DIJAGRAMsijanjem i areometriranjem (kombinirano)

Korekcija prolaza sitnozrnog tla ispod 0,06 mm na ukupni uzorak

Primjer

Areometriranje ('granulometrijska analiza sedimentacijom') prema BS 1377-2 : 1990 : 9.5

...1440 (24 h)


11/17

Indeksni pokazatelj krupnozrnog tla:

RELATIVNA ZBIJENOST (Dr)oznaava se i kao indeks gustoe ID

(%)100ee

eeD

minmax

maxr

Dr(%)

vrlo rahlo 0 -15

rahlo 15 -35

slabo zbijeno 35 - 70

zbijeno 70 - 85

jako zbijeno 85 - 100

Stanja materijala tla prema zbijenosti (ISO 14688-2 i dr.):

STANJE ID SPTN60 CPT qc[MPa]PMTpl[MPa]

presiometar

vrlo rahlo < 0,20 < 4 < 2,5 < 0,30

rahlo (rastresito) 0,20 - 0,40 47 2,55,0 0,30 - 0,50

srednje zbijeno 0,40 - 0,60 715 5,010,0 0,50 - 1,0

zbijeno 0,600,80 1530 10,020,0 1,02,0

vrlo zbijeno >0,80 > 30 >20,0 >2,0

2. ATTEBERG-OVE GRANICE GLINOVITIH MATERIJALA

V

VV

Vpora

~~~~

zrak

voda

V

Vuzorka

Atteberg-ove granice: mjerenje sadraja vode pri promjeni fizikog ponaanja tla

1. granica STEZANJA - wS

2. granicaPLASTINOSTI - wP

3. granica TEENJA - wL


12/17

S obzirom na sadraj vode - KONZISTENTNA stanja - razgraniena Atteberg-ovimgranicama:

vrsto poluvrsto plastino itko---------------+--------------------+------------------+-------------------

wS wP wL (w)

Granica stezanja wS toka (vrijednost vlanosti u %) u kojojprestaje smanjenje volumenauzorka sa daljnjim smanjenjem njegove vlanosti

Granica plastinostiwPse definira kao vlanost tla pri kojoj se na valjiima promjera 3 mmpoinju javljati vlaknaste pukotine (gornja slika prikazuje obradu valjia).


13/17

Treskalica za odreivanje granice teenja wL

Granica teenja wLje vlanost pri kojoj je potrebno 25 udaraca da bi se "zarez" nainjenstandardiziranim noem na uzorku tla u posudi spojiona duljini 1 cm.

Indeksni pokazatelji sitnozrnih materijala:

indeksplastinosti IP w wL P

indeks konzistencije ICw w

IPL o

(wo-prirodna vlanost)

IC 1 kruto konzistentno stanje

0 < IC < 1 plastino konzistentno stanje

IC 0 itko konzistentno stanje

standardizirani no


14/17

JEDINSTVENA ILI AC (airfield classification) KLASIFIKACIJA

prema A. Casagrande

TLO

KRUPNOZRNO SITNOZRNO treset

(visokoorgansko

tlo)

LJUNAK (G) PIJESAK (S) PRAH (M) GLINA (C) ORGANSKOTLO (O)

W - dobro graduirano

P - slabo graduirano

U - uniformno (jednolino)

FS(S) - slabo graduirano sa

vikom praha

FC(C) - slabo graduirano sa

vikom gline

L - niskoplastino

I - srednjeplastino

H - visokoplastino

klasificira se premagranulometrijskom dijagramu

klasificira se prema dijagramu plastinosti

KOEF. UNIFORMNOSTI : CD

DU

60

10

KOEF. ZAKRIVLJENOSTI: CD

D DC

302

10 60*

0

10

20

30

40

50

60

70

8090

100

0.0010.010.1110100Log D (otvor sita)

postotakprolazaNi(%

)

60 2 0.06 0.002

G S M C

D60

Definicija veliine zrna (D60) pri prolazu od 60%


15/17

Primjeri granulometrijskih krivulja

DIJAGRAM PLASTINOSTI (A. Casagrande)klasifikacija sitnozrnih materijala

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60 80 100wL (%)

I

P

(%)

IP= 0.73 (wL- 20)

CLCI

CH

SFSC MIML

MH


16/17

ZBIJANJE TLA - ODNOSI VLANOSTI I GUSTOE

PROCTOR-OV POKUS

Ureaj...; zbijanje uzorka u tri sloja, 25 udaraca standardnog utega po sloju; vie pokusa naistom uzorku sa razliitom vlanou materijala...

jedinina teina vlanog uzorka: V

G

jedinina teina suhog uzorka:w1

d

woptoptimalna vlanost pri kojoj se za zadanu energiju zbijanja dobiva najvea jedininateina suhog materijala


17/17

15,0

15,5

16,0

16,5

17,0

17,5

18,0

18,5

19,0

19,5

20,0

10 11 12 13 14 15 16

Suhap

rostorna

teina

dmax

(kN/m3)

Vlanost w(%)

ZBIJENOST PO PROCTORU

d max = 18,4 kN/m3

wopt = 12,8 %

Rezultati Proctorovog pokusa

Promjena postignute suhe jedinine teine sa poveanjem rada utroenog na zbijanje(poveanje broja udaraca po sloju)

2_fizikalna svojstva i klasifikacija_strucni (1)

Documents