TALAJOK AZONOSÍTÁSA...Szemcsefrakciók Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret...

© 2008 PJ

TALAJOK AZONOSÍTÁSA

BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék

Tartószerkezet-rekonstru

kciós Szakmérnöki K

épzés

BME Geotechnikai Tanszék

* Szerves talajok osztályozása a szervesanyag-tartalom alapján történik

Szemcsés talajok

Azonosítás:Szemeloszlásuk alapján

Vizsgálatok:

- szitálás

- hidrometrálás

Kötött talajok

Azonosítás:Konzisztencia határaik alapján

Vizsgálatok:

- plasztikus határ

- folyási határ

Talajok azonosítása


anszék



épzés


Szemcsés talajok Kötött talajok



anszék



épzés


Szemeloszlási görbe

0,063

ha> 10%

Hidrometrálás Szitálás


anszék



épzés


Szemcseméret


anszék



épzés


Szemcseméret

Szemcseméret definíció:

Durva szemcsék (d > 0.063-0.075 mm) esetén:Azon legkisebb kör vagy négyzet alakú nyílás mérete (átmérő/oldalhossz), amin a szemcse még éppen átesik.

Finom szemcsék (d < 0.063-0.075 mm) esetén:Annak a gömbnek az átmérője, ami folyadékban a szemcsével azonos sebességgel ülepedik (feltételzve, hogy azonos sűrűségűek)BME Szilárdságtani és T

artószerkezeti Tanszék



épzés


Kavics


anszék



épzés


Homok


anszék



épzés


TALAJAZONOSÍTÁS

SZEMCSÉS TALAJOKMSZE CEN ISO/TS 17892-4:2004 – Szemeloszlás meghatározása

Szitálás Hidrometrálás

KÖTÖTT TALAJOKMSZE CEN ISO/TS 17892-12:2004 – Atterberg határok meghatározása

Plasztikus határ Folyási határBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés


Szemcsés talajok - szitálás

Lyukbőség, mm

64

32

16

8

4

2

1

0.5

0.25

0.125

0.074

(0.063)


anszék



épzés


Szitálás

Szemcsés talajok: SZITÁLÁS


anszék



épzés


Szemeloszlási görbe

0,063

ha> 10%

Hidrometrálás Szitálás


anszék



épzés


TALAJAZONOSÍTÁS




Plasztikus határ Folyási határBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés


Szemcsés talajok: HIDROMETRÁLÁS

Casagrande-féle hidrométeres eljárás:

Az eljárás elve:Különböző méretű szemcsék a folyadékban különböző sebességgel ülepednek.

Az ülepedés sebessége függ:- szemcseátmérőtől- szemcse testsűrűségétől- folyadék sűrűségétől- folyadék viszkozitásátólBME Szilárdságtani és T




épzés


Szemcsés talajok: HIDROMETRÁLÁS

Vizsgálati eszközök


anszék



épzés

SZEMELOSZLÁSI GÖRBE JELLEMZŐI

d60d10 dm

deff ~ d10

)(10

60 Ud

dCu Egyenlőtlenségi mutató:

Mértékadó szemcseátmérő:

Hatékony szemcseátmérő:

dm


anszék



épzés

(A)

Egyenlőtlenségi mutató

(A) Cu < 5

(B) Cu > 5


anszék



épzés

Egyenlőtlenségi mutató

(A) Cu < 5

(B) Cu > 5

(B)BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés


TALAJAZONOSÍTÁS

SZEMELOSZLÁSI GÖRBE ALAPJÁN


anszék



épzés

Szemcsefrakciók

Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret

Nagyon durva

Kőtömb Lbo >630

Görgeteg Bo 200-630

Macskakő Co 63-200

Durva

Durva kavics CGr 20-63

Közepes kavics MGr 6,3-20

Apró kavics FGr 2,0-6,3

Durva homok CSa 0,63-2,0

Közepes homok MSa 0,2-0,63

Finom homok FSa 0,063-0,2

Finom

Durva iszap CSi 0,02-0,063

Közepes iszap MSi 0,0063-0,02

Finom iszap FSi 0,002-0,0063

Agyag Cl <0,002


anszék



épzés

HOMOK = 80%

KAVICS = 6%

ISZAP = 11%

AGYAG = 3%


anszék



épzés


Szemcsés talajok Kötött talajok

Azonosítás:Konzisztencia határaik alapján

Vizsgálatok:

- plasztikus határ

- folyási határ



anszék



épzés


AGYAG, ISZAP


anszék



épzés


AGYAGÁSVÁNYOK


anszék



épzés


Konzisztencia-határok

A kötött talajok állapotát a víztartalmuk befolyásolja →konzisztencia állapotuk változó (puha, gyúrható, merev,kemény, stb.)

A konzisztencia-határok önkényesen (Atterberg nyomán atalajtanból átvéve) megállapított víztartalmak, ahol akülönböző talajok egyik konzisztencia-állapotból a másikbaátmennek (telítettség mindig S=1).

A talajmechanikában használt határok:- folyási határ (wL)- plasztikus határ (wp)- zsugorodási határ (ws)- telítési határ (wt)

} talajazonosítás

} térfogatváltozó agyagok


anszék



épzés


anszék



épzés


TALAJAZONOSÍTÁS




Plasztikus határ Folyási határ


anszék



épzés


Vizsgálat eszközei

Konzisztencia határok – plasztikus határ (wp)


anszék



épzés


Talajminta



anszék



épzés


Plasztikus (sodrási) határ:

Az a víztartalom, amikor a talajból

sodort szál a 3 mm átmérő elérésekor

éppen töredezni kezd.



anszék



épzés


TALAJAZONOSÍTÁS




Plasztikus határ Folyási határ


anszék



épzés


Folyási határ (wL) – ejtőkúpos vizsgálat


anszék



épzés


Minta keverése vízzel – pépszerű, homogén (légbuborékoktól mentes) minta létrehozása

Ejtőkúpos vizsgálat – minta előkészítése


anszék



épzés


Folyási határ (wL) – ejtőkúpos vizsgálat

Vizsgálat lépései:

1. A talajpép elhelyezése a csészébe (légbuborék nélkül);2. A felesleges talajt egy késsel lehúzni, ezáltal sík vízszintes felület kialakítása;3. Kúp csúcsának felszínre helyezése (kis elmozdításnál éppen karcolja a felszínt)4. A kúpot 5 másodpercre elengedni (a kúp a talajpépbe nyomódik)5. Leolvasni a behatolást;6. Meghatározni a víztartalmat;7. A vizsgálatot min. 3 mintán megismételni.


anszék



épzés


Kúptípusok 80g / 30˚ 60g / 60˚

A folyási határhoz tartozó kúpbehatolás

20 mm 10 mm

Behatolási tartomány 15-25 mm 7-15 mm

Legnagyobb eltérés két egymást követő mérés között

0,5 mm 0,4 mm

wL


anszék



épzés


Folyási határ (wL) – Casagrande vizsgálat

Vizsgálat eszközei


anszék



épzés


A talajminta „bekenése” a csészébe


Szabványos árkolókéssel trapéz alakú árkot mélyítünk


anszék



épzés

A csészét 10 mm magasságból ejtegetjük (másodpercenként 2 ejtés ütemben), amíg az árok 1 cm hosszon össze nem záródik.

Folyási határ:

Az a víztartalom, amikor a minta 25 ejtés hatására 1 cm hosszon záródik össze.BME Szilárdságtani és T




épzés


Vizsgálati jegyzőkönyv

s

Drop No.

wL

wL



anszék



épzés

Talajazonosítás – Plaszticitási index

wL-wp = Ip

Ip [%]

Plaszticitási index

(plasztikus index)


anszék



épzés

Kötött talajok azonosítása –MSZ EN ISO 14043-2:2006

Plaszticitási index

Ip [%]

Csoportnév

MSZ EN ISO 14688-2 szerintMegnevezés

0-10 nem plasztikus (szemeloszlás alapján)

10-15 kissé plasztikus iszap

15-20közepesen plasztikus

sovány agyag

20-30 közepes agyag

30- nagyon plasztikus kövér agyagBME Szilárdságtani és T




épzés

Konzisztencia index

A konzisztencia index a talaj állapotánakmeghatározására szolgál

Konzisztencia index:

Ha

w = wL → Ic = 0,0

w = wp → Ic = 1,0

p

L

pL

Lc

I

ww

ww

wwI

Iszapok és agyagok konzisztenciája

Konzisztencia – index

Nagyon puha < 0,25

Puha 0,25 – 0,50

Gyúrható 0,50 – 0,75

Merev 0,75 – 1,00

Kemény > 1,00BME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Konzisztencia index

(A) Ic= 0,0-0,5

(B) Ic= 0,5-1,0

(C) Ic= 1,0-1,5

(A)


anszék



épzés

Konzisztencia index

(A) Ic= 0,0-0,5

(B) Ic= 0,5-1,0

(C) Ic= 1,0-1,5

(B)BME Szilárdságtani és T




épzés

Konzisztencia index

(A) Ic= 0,0-0,5

(B) Ic= 0,5-1,0

(C) Ic= 1,0-1,5

(C)BME Szilárdságtani és T




épzés

SZERVES TALAJOKTőzeg

- Növényi eredetű anyagok anaerob lebomlásából alakul ki

- Jellemzően savas környezet- Sötétbarna, fekete szín- Magas víztartalom (w>100%)- Alacsony száraz térfogatsűrűség

(d = 0.3-1.3 g/cm3)- Kis teherbírás- Erősen kompresszibilis


anszék



épzés

SZERVES TALAJOKHumusz

- Oxigén jelenlében lebomlott anyagok, szervetlen összetevőkkel vegyesen

- Ez alkotja a termőtalajt


anszék



épzés

SZERVES TALAJOKSzerves anyagot tartalmazó ásványi talajok

- Szervesanyagtartalma a tőzeghez hasonlóan alakult ki.

- Tipikus formái a szerves iszap/agyag- A szervesanyagtartalom alapján

osztályozható.


anszék



épzés

SZERVES TALAJOK OSZTÁLYOZÁSA

Izzítási veszteség[%] Besorolás

2-6 % Enyhén szerves

6-20 % Szerves

>20 % Nagyon szerves

Szerves anyag tartalom meghatározása izzítással:

- a talajmintát kályhában 60C fokon kiszárítjuk, - lemérjük a száraz tömeget: m0,- nyílt láng felett a mintát ~600 C-ra hevítjük – a szerves tartalmát elégetjük- meghatározzuk a minta száraz tömegét: mh,- Az izzítási veszteség számítható: (m0-mh)/mh x 100%


anszék



épzés

© 2008 PJ

VÍZMOZGÁS TALAJOKBAN

Talajokban történő vízmozgás előidézői:

- gravitációs

- kapilláris

- terhelés

- hőhatás

- elektromos áram

- kémiai folyamatokBME Szilárdságtani és Tartószerkezeti T

anszék



épzés

Gravitációs vízmozgás


anszék



épzés

Sr = 1,0

B A C

h

L

Referencia szintAZ

v

Ap

Bernoulli egyenlet

A

2A

v

AA Z

g2

vph

Mivel „v” kicsi:

A

v

AA Z

ph

Hidraulikus gradiens (egységnyi hosszra jutó nyomásesés): L

hi

- Mozgási energia (v)

- Feszültség energia (p)

- Potenciál energia (z)

Áramló víztömeg tetszőleges „A” pontjában az energia:


anszék



épzés

© 2008 PJ

v

i

Lamináris áramlás

Átmeneti zóna

Turbulens áramlás

Talajokban történő vízáramlás esetén érvényes zóna.

iv

ikv

q

AL

Darcy (1856):

DARCY TÖRVÉNYE:


anszék



épzés


v = ki

v: a szivárgás sebessége [m/s]k: a talaj áteresztőképességi

együtthatója [m/s]i: a hidraulikus gradiens

(egységnyi hosszra jutó nyomáskülönbség)

i = h/l

h: a szivárgást működtető nyomásmagasság-különbség [m]

l: szivárgási hossz

i

k

vBME Szilárdságtani és T




épzés

© 2008 PJ

VÍZÁTERESZTŐKÉPESSÉGI EGYÜTHATÓ: k

Az áramlási egyenlet alapján az elméleti vízáteresztőképességi együttható:

Kk v

s/mk

K cm2

abszolút áteresztőképességi

együttható

„k” függ: - Az áramló folyadék viszkozitásától ().

- Pórusok méretétől és eloszlásától.

- Szemcsék méretétől és eloszlásától.

- Hézagtényező (e).

- Ásványi részek durvaságától.

- Telítettségi foktól (Sr). BME Szilárdságtani és T




épzés

© 2008 PJ

DARCY TÖRVÉNYE:

v = ki

v: a teljes keresztmetszetre vonatkozó sebességvs=v/n a hézagokban mozgó víz sebessége


anszék



épzés

Talaj neve Szemcseátmérő

d(mm)

k

(cm/sec)

közepes kavics

finom kavics

folyami homok

Duna homok

agyagos homok

homokliszt

iszap

agyag

4-7

2-4

0,1-0,3

0,1

0,1-0,02

0,02-0,002

0,002

102-101

101-1

1-10-1

10-1-10-2

10-2-10-3

10-3-10-4

10-4-10-6

10-6-10-9

A talajok vízáteresztőképességi együtthatója a tág határok között mozog:


anszék



épzés

© 2008 PJ

Áteresztőképességi együttható meghatározása

‚k’ értékének meghatározás

Laboratóriumi vizsgálat

Állandó víznyomás

Változó víznyomás

Helyszíni vizsgálat

PróbaszivattyúzásNyeletésesvizsgálat

Tapasztalati adatok

Tapasztalati értékek

Tapasztalati képletek


anszék



épzés

© 2008 PJ

Kapilláris vízmozgás

Talajvízszint

Kapilláris zóna

Száraz

Kis teherbírás

Kis teherbírásJobb teherbírás


anszék



épzés

© 2008 PJ

Kapilláris vízszintemelkedés

Kapilláris em.[m]

Laza Tömör

Durva homok 0,03-0,12 0,04-0,15

Közepes homok 0,12-0,5 0,35-1,1

Finom homok 0,3-2,0 0,4-3,5

Iszap 1,5-8,0 2,5-9,0

Agyag >9-10


anszék



épzés

TALAJOK AZONOSÍTÁSA...Szemcsefrakciók Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret...

Documents

Transcript of TALAJOK AZONOSÍTÁSA...Szemcsefrakciók Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Szemcseméret...