2.cvičení. Vlastnosti zemin

Transkript

1 2.cvičení lastnosti zemin

2 Složení zemin a hornin

3 Fyzikální a popisné vlastnosti Porovitost Číslo pórovitosti n = e = p p s.100 [%] [ ] n e = e = n 1 + e 1 n lhkost Měrná Objemová w w m m w =.100 [%] = w s = m m m s s Stupeň nasycení S r = Zrnitost cvičení 2 w p.100 [%] S r Zeminy 0 Suché 0,01-0,25 Zavlhlé 0,25-0,5 lhké 0,5-0,75 Mokré 0,75-0,99 elmi mokré 1 Nasycené

4 Fyzikální a popisné vlastnosti zemin Pro nesoudržné zeminy (štěrky a písky) Index relativní ulehlosti I D = e e max max e e min ρd = ρ d max ( ρd ρd min ) ( ρ ρ ) d max d min I D Stav 0 až 15 elmi kyprý 15 až 35 Kyprý 35 až 65 Středně ulehlý 65 až 85 Ulehlý 85 až 100 elmi ulehlý Stav Kyprý Středně ulehlý Ulehlý Pro soudržné zeminy (prachů a jílů) Index konzistence I C w = w L L w w tvrdá pevná tuhá měkká kašovitá (tekutá) 0 w s w P w L w P Dříve Podle EN I C Konzistence < 0,05 Kašovitá až tekutá 0,05 0,5 Plastická měkká 0,5 1,0 Plastická tuhá > 1 Pevná >> 1 Tvrdá I C Konzistence < 0,25 elmi měkké 0,25 0,5 Měkké 0,5 0,75 Tuhé 0,75 1 Pevné > 1 elmi pevné Index plasticity plastická I P = w L w P Plasticita: Nízká Střední ysoká elmi vysoká Extrémně vysoká

5 Fyzikální a popisné vlastnosti zemin Objemová hmotnost ρ [kg m -3 ] -přirozeně vlhké zeminy ρ= m / -vysušené zeminy ρ d = m d / -skeltetu(měrná hmotnost, zdánlivá hustota pevných částic) ρ s = m d / s ρ s > ρ d -saturovaná(zemina plně nasycen vodou) ρ sat = (1-n)ρ s + nρ w -zeminy pod HP (Archimédův zákon) ρ su = (1-n)*(ρ s - ρ w ) Objemová tíha γ [knm -3 ] (popisná vlastnost) γ= ρ* g (pozor na dosazené jednotky)(1kg=10n) -> γ d, γ s, γ sat, γ su γ w 10 kn m -3 γ su = (γ sat - γ w )(např.: 10,5 kn m -3 ) γ d např.: 17,5 kn m -3 γ např.: 19 γ sat = (γ su + γ w )(např.: 20,5 kn m -3 ) γ s např.: 26 kn m -3

6 Mechanické vlastnosti zemin Pevnostní vlastnosti Úhel vnitřního tření ϕ [ ] Soudržnost zeminy c [kpa] Přetvárné vlastnosti Poissonovo číslo µ(ν) [ ] Modul pružnosti a přetvárnosti E [kpa, Mpa, GPa] Chemické vlastnosti zemin Rozbor vody Obsah jednotlivých částic (vápna uhličitanů, chloridů, síranů, ) Určení mineralogického složení

7 Zemina jako třífázové prostředí Hmotnosti Objemy m w zduch Póry oda a w P n m m d = m s = m z Skelet (zrna) s 1-n Objemová hmotnostpřirozeně vlhké zeminy ρ= m / [kg m -3 ]

8 Zemina jako třífázové prostředí Hmotnosti Objemy m w zduch Póry oda a w P n m m d = m s = m z Skelet (zrna) s 1-n Pórovitost lhkost n w = m p w / 100[%] / m s 100[%] Číslo Stupeň pórovitosti nasycení e S r = p w // s 100[%] p 100[%] Objemová hmotnost vysušené zeminy ρ d = m d / [kg/m 3 ] Objemová hmotnost skeletu ρ s = m d / s [kg/m 3 ]

9 Zemina jako třífázové prostředí Hmotnosti Objemy m w zduch oda a w P n m m d = m s = m z Skelet (zrna) s 1-n Objemová lhkost hmotnostpřirozeně w = m vlhké zeminy ρ= m / [kg m -3 w / m s 100[%] ] Stupeň nasycení S r = w / p 100[%]

10 Příklad 1 Zadání: Určete: U neporušeného vzorku zeminy o průměru 120 mm a výšce 30 mm byla vážením zjištěna hmotnost m = 671g. Po vysušení při 105 C do stálé hmotnosti byla hmotnost suchého vzorku m z = m d = 558g. Měrná hmotnost zeminy je ρ s = 2680 kg.m -3, objemová hmotnost v nejnakypřenějším uložení ρ d,min = 1450 kg.m -3, objemová hmotnost vnejhutnějšímuložení ρ d,max =1680kg.m -3 - objemovou hmotnost v přirozeném uložení - objemovou hmotnost vysušené zeminy - pórovitost - číslo pórovitosti -vlhkost - stupeň nasycení - relativní ulehlost zeminy.

11 Příklad 1 m = 671 g m z = m d = 558 g ρ s = 2680 kg.m -3 ρ d,min = 1450 kg.m -3 ρ d,max = 1680 kg.m -3

12 Příklad 1

13 Příklad 2 Zadání: Určete: Zásobník o výšce 1 m je zcela zaplněn zeminou, jejíž pórovitost je 35 % a stupeň nasycení S r = 42 %. Na tuto zeminu začalo pršet. Napršené množství vody, které se vsáklo do zeminy odpovídá výšce vodního sloupce 21,5mm. - stupeň nasycení.

14 Příklad 3 Zadání: Počáteční pórovitost zeminové vrstvy o tloušťce 4,5 m je 38%. Po stlačení vrstvy se pórovitost redukuje na 34%. Určete: - tloušťku vrstvy po stlačení.

15 Příklad 4 Zadání: laboratořích máme vzorek zeminy, který má přirozeně vlhkou hmotnost 427g a vlhkost je 32%. Pro zlepšení výzkumných účelů potřebujeme, aby měl vzorek vlhkost 59%. Určete: Jaké množství vody je třeba přilít do zeminy

16 Příklad 5 Zadání: Na základě laboratorních zkoušek byly stanoveny následující popisné charakteristiky neporušeného vzorku zeminy: přirozená vlhkost w=13 %, pórovitost n = 36 % a měrná tíha ρ s = 2650 kg.m -3. Určete: Dopočtěte následující objemové tíhy: γ, γ d, γ sat, γ su.