zeminy

Report
Projekt 1716/2011
Aktualizace a rozšíření výuky předmětu
experimentální analýza konstrukcí
F1 / a
ZKOUŠKY ZEMIN













zrnitost
měrná hmotnost
objemová hmotnost
sypná hmotnost
vlhkost
stupeň nasycení
ulehlost
mez tekutosti
mez plasticity
číslo plasticity
stupeň konzistence
ekvivalent písku
obsah organických příměsí





zhutnitelnost – Proctorova zkouška
Kalifornský poměr únosnosti –
CBR
smyková pevnost
stanovení PH
propustnost namrzavost
ZKOUŠKY ZEMIN
PEVNÁ FÁZE
 zrnitost
 měrná hmotnost
 obsah organických látek
KAPALNÁ FÁZE



PLYNNÁ FÁZE


pórovitost
objemová hmotnost



vlhkost
tekutost
stupeň nasycení zeminy vodou
mez tekutosti
optimální vlhkost
maximální objemová hmotnost
podle Proctora
KLASIFIKACE ZEMIN
 je závislá základních fyzikálních vlastnostech zeminy
- vlhkost,
- mez tekutosti,
- mez plasticity,
- objemové hmotnosti,
- pórovitosti
 dále na
- granulometrickém složení,
- stupni namrzavost,
- technických vlastnostech zeminy
VLHKOST
ČSN CEN ISO/TS 17892-1
Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin Část 1: Stanovení vlhkosti zemin
množství vody obsažené v zemině, které
odstraníme vysoušením zeminy při teplotě 105 až
110°C
NENÍ VLASTNOST
ale
STAV
VLHKOST: potřebná zařízení
Váženka
Váhy s přesností 0,03 g
VLHKOST: potřebná zařízení
Sušárna
VLHKOST: zkušební postup
 hmotnost prázdné váženky
 přidat vzorek zeminy
 hmotnost váženky se vzorkem
 vysušení do ustálené hmotnosti
 hmotnost vysušeného vzorku a váženky
VLHKOST
w = (m1 – m2) / (m1 – mc)
m1… hmotnost váženky a vzorku v g
m2… hmotnost váženky v g
mc… hmotnost váženky v g
Pozn. velikost navážky je závislá na velikosti max. zrna
MEZ PLASTICITY
 Je definována jako vlhkost wP, při níž je zemina ve stavu
plastickém až polopevném, zemina je natolik vysušená,
že ztrácí svou plasticitu
 Je definována vlhkostí, při které váleček o průměru 3
mm vyválený ze zkoušené zeminy se začíná drobit na
kousky 8 až 10 mm dlouhé.
MEZ PLASTICITY
ČSN CEN ISO/TS 17892-1
Geotechnický průzkum a zkoušení –
Laboratorní zkoušky zemin – Část 12 : Stanovení konzistenčních
mezí
ČSN 72 1013
Laboratorní stanovení meze plasticity zemin
MEZ PLASTICITY: potřebná zařízení
Váženka
Váhy s přesností 0,03 g
MEZ PLASTICITY: potřebná zařízení
Sušárna
MEZ PLASTICITY: zkušební
postup
 zkušební vzorek o hmotnosti cca 20 g
 zemina se musí ponechat na desce schnout, dokud nebude natolik plastická,




aby byla formovatelná do tvaru koule.
zkušební vzorek se musí rozdělit na dva zkušební vzorky o hmotnosti cca
10 g. Na každém z nich musí proběhnout samostatné stanovení. Každý ze
dvou dílčích vzorků musí být rozdělen do čtyřech rovnoměrných částí a
z každou z těchto částí se má zacházet následovně.
Zemina se musí hníst mezi prsty, aby se rovnoměrně rozložila vlhkost a
následně se musí formovat mezi ukazováčkem a palcem každé ruky do
válečků o průměru zhruba 6 mm. Tyto válečky se musí po té válet mezi prsty
ruky od špička po druhý kloub a povrchem válecí desky.
Výroba válečků se musí opakovat, dokud se válečky s průměrem blížícím se 3
mm, kontrolovaným porovnáním se šablonou, nerozpadávají jak v podélném,
tak v příčném směru.
Části rozpraskaných válečků zeminy s vlhkostí na mezi plasticity se musí
sesbírat a umístit do vhodné nádoby (váženky), která se musí okamžitě
uzavřít.
MEZ PLASTICITY: potřebná zařízení
nůž
srovnávací
šablony
Skleněná deska
MEZ TEKUTOSTI
 mez tekutosti: wL, empiricky stanovená vlhkost, při
které zemina přechází ze stavu tekutého do stavu
plastického

vlhkost, která odpovídá 10 mm penetraci
kužele při použití kužele 60 g/60º, nebo
vlhkost, která odpovídá 20 mm penetraci
kužele při použití kužele 80 g/30º.
MEZ TEKUTOSTI
ČSN CEN ISO/TS 17892-1
Geotechnický průzkum a zkoušení –
Laboratorní zkoušky zemin – Část 12 : Stanovení konzistenčních
mezí
ČSN 72 1014
Laboratorní stanovení meze tekutosti zemin
MEZ TEKUTOSTI: potřebná zařízení
Váženka
Váhy s přesností 0,03 g
MEZ TEKUTOSTI: potřebná zařízení
Sušárna
MEZ TEKUTOSTI: zkušební
postup
 připravit pastu (zkušební vzorek)
 nastavit hrot kužele na povrch zeminy.
 kužel musí být uvolněn a ponechán ve spuštěné pozici po dobu 5 s
±1s
 konečná pozice kuželu musí být zaznamenána s přesností 0,1 mm
 penetrační zóny kužele musí být odebrán vzorek (± 10 g) a má se
na něm stanovit vlhkost
 celý postup penetrační zkoušky se musí opakovat nejméně třikrát
za použití stejného zkušebního vzorku, avšak s jinými vlhkostmi
MEZ TEKUTOSTI:
potřebná zařízení
kužel
MEZ TEKUTOSTI: vyjádření
výsledků
MEZ TEKUTOSTI: vyjádření
výsledků
MEZ TEKUTOSTI ČSN 72 1014 Laboratorní stanovení
meze tekutosti zemin
Casgrandeho přístroj
MEZ TEKUTOSTI ČSN 72 1014 Laboratorní stanovení meze
tekutosti zemin
Koláček zeminy, rozdělení nožem, 2 otáčky za vteřinu, dopad z výšky 1 cm,
slití koláčku na 12,5 mm (15-35 úderů, výsledek 25 úderů)
ČÍSLO PLASTICITY
Ip = wL - wp
Ip… číslo plasticity
wL… mez tekutosti
wp… mez plasticity
Ip = 40 – 20 = 20
Ip = 60 – 20 = 40
Index plasticity charakterizuje schopnost dané zeminy vázat
vodu, aniž dojde ke změně stavu zeminy.
STUPEŇ KONZISTENCE
Ic = (wl - w) \ Ip
Ic… stupeň konzistence
Ip… číslo plasticity
wL… mez tekutosti
w… vlhkost zeminy
ZRNITOST
Stanovení zrnitosti je jednou z nejdůležitějších
identifikačních zkoušek zemin. Klasifikace zemin je
založena především na zrnitosti. K zrnitosti zemin
se vztahuje řada geotechnických a
hydrogeologických vlastností zemin.
ČSN CEN ISO/TS 17892-4
Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin –
Část 4: Stanovení zrnitosti zemin
ZRNITOST
pro zeminy s menším zrnem jak 125 mm
pro zeminy s obsahem částic nad 90 % většího
průměru 0,063 mm – zkouška proséváním
pro zeminy s obsahem částic nad 10 % menšího
průměru 0,063 mm – zkouška prosévání +
sedimentace
ZRNITOST: rozsítování – mokrá cesta
Zkušební vzorek
Kvartace
Vysušení
Zvážení vzorku
Rozmočení vzorku
ZRNITOST: rozsítování – mokrá cesta
Promytí zkušebního vzorku
přes síta 2 mm a 0,063 mm
vysušení
zvážení
rozsítování
vyhodnocení
ZRNITOST: sedimentace
Zkušební vzorek
Výroba disperze
rozsítování
Stanovení vlhkosti
ZRNITOST: sedimentace
suspenze
promíchání
měření
hustoměrem
ZRNITOST: sedimentace
Čtení hustoměru v
různých
(definovaných)
časech
ZRNITOST: sedimentace
Stokesův zákon
ZRNITOST: sedimentace
Hmotnostní podíl částic
ZRNITOST: sedimentace
Výsledná čára zrnitosti
hustoměrná zkouška
sítování
NAMRZAVOST ZEMIN
Orientačně lze určit namrzavost zeminy podle zrnitosti
zeminy.
NAMRZAVOST ZEMIN
NAMRZAVOST ZEMIN
ZHUTNITELNOST – PROCTOROVA
ZKOUŠKA
• Závislost mezi vlhkostí wopt a objemovou
hmotností vysušeného vzorku ρd.
ČSN EN 13286-2
Nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy – Část 2:
Zkušební metody pro stanovení laboratorní srovnávací objemové
hmotnosti a vlhkosti – Proctorova zkouška
ZHUTNITELNOST ZEMINY
• Zhutnitelnost zeminy je ovlivněna mnoha
faktory:
- granulometrické složení,
- tvar zrn,
- pevnost zrn,
- podíl výplně jemných částic,
- vlastnosti výplně jemných částic,
- vlhkost
- a další.
ZHUTNITELNOST ZEMINY
Proctor standard
Proctor modifikovaný
0,6 MJ/m3
2,7 MJ/m3
ZHUTNITELNOST ZEMINY
A: d=100, h=120 mm
B: d=150, h=120 mm
3 druhy rozměrů
C: d=250, h=200 mm
ZHUTNITELNOST ZEMINY
3 druhy pěchů
A: m=2,5 kg, d=50 mm,
h=305 mm
B: m=4,5 kg, d=50 mm,
h=457 mm
C: m=15 kg, d=125 mm,
h=600 mm
ZHUTNITELNOST ZEMINY
4 metody
A: moždíř 101.5 mm, zemina propadlá 5 mm
B: moždíř 101.5 mm, zemina propadlá 16 mm
C: moždíř 152 mm, zemina propadlá 5 mm
D: moždíř 152 mm, zemina propadlá 5 mm
STANDARD: pěch 2.5 kg, výška 300 mm, tři vrstvy 25 úderů (A,B), tři
vrstvy 56 úderů (C,D)
MODIFIKOVANÁ: pěch 4.5 kg, výška 450 mm, pět vrstev 25 úderů
(A,B), pět vrstev 56 úderů (C,D)
ZHUTNITELNOST – PROCTOR
 = (m2 – m1) x 1000/ V
d = (100 x ) / (w + 100)
m2 … hmotnost hrnce s vlhkým vzorkem
m1 … hmotnost hrnce
w … vlhkost vzorku
d … objemová hmotnost suché zeminy
 … objemová vlhkost vlhké zeminy
CBR = (p / ps ) 100
CBR x IBI
Poměr odporu zeminy proti vniknutí ocelového trnu
o průměru 50 mm. Rychlost penetrace je 1.27
mm/min. Slouží pro hodnocení pevnosti podloží.
Zkouška probíhá za optimální vlhkosti. Srovnávací
hodnoty jsou na úrovni 2,5 a 5 mm. Velikost
srovnávacích sil je 12 kN a 20 kN.
ČSN EN 13286-47
Nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy – Část 47:
Zkušební metody pro stanovení kalifornského poměru únosnosti,
okamžitého indexu únosnosti a lineárního bobtnání
CBR x IBI
CBR (Kalifornský poměr únosnosti: index užívaný pro
stanovení charakteristik únosnosti směsi, stanovený ihned po
zhutnění nebo po době zrání
IBI (okamžitý poměr únosnosti: okamžitá hodnota
Kalifornského poměru únosnosti stanovená bez zatěžovacího
prstence
CBR x IBI: potřebná zařízení
 Proctorova forma B
 pěch A nebo B
 váhy
 zařízení pro stanovení vlhkosti
 válcový penetrační trn o průměru 50 mm
 lis s rychlostí penetrace 1,27 mm/min
CBR x IBI: podmínky zrání
 Stav, kdy se zabrání odpařování vody (klimatizační
komora, vosk, umístění na formu a utěsnění, jiný
postup)
 Stav, který umožní nasycení vzorku (ponoření do
vody)
 Stav, kdy se zabrání odpařování po nasycení vzorku
CBR x IBI
CBR zemina
CBR x IBI

similar documents