A talajok alapvető jellemzői

Átírás

1 A talajok alapvető jellemzői

2 A talajok felépítése és a tulajdonságaikat meghatározó fő jellemzők

3 Főalkotók A talaj alkotórészei szemcsék - szilárd fázis víz - folyékony fázis levegő - légnemű fázis Egyéb alkotórészek szerves anyagok mész vagy más kötőanyagok

4 A talajok tulajdonságait meghatározza az alkotók saját tulajdonságai állandó, azonosító jellemzők az alkotórészek aránya állapotjellemzők az alkotók kapcsolatrendszere talajszerkezet a talajt érő hatások talajtörténet

5 A talajalkotók tulajdonságai

6 A szemcsék tulajdonságai méret alak anyagi összetétel sűrűség fajlagos felület

7 A szemcsék mérete névleges átmérő nagy szemcséknél a szita lyukbősége, melyen még átesett kis szemcséknél folyadékban azonos sebességgel ülepedő (azonos anyagú) gömb átmérője frakciók nagyon durva kavics homok iszap agyag d mm ,063 0,002 szemeloszlás szemcsék, ill. frakciók súlyaránya

8 A szemcseméretek beosztása Szemcsecsoport Szemcsefrakció Jelölés Nagyon durva Durva Finom Kőtömb LBo > 630 Szemcseméret (mm) Görgeteg Bo > Macskakő Co > Kavicsok Gr > 2,0 63 Durva kavics CGr > Közepes kavics MGr > 6,3 20 Apró kavics FGr > 2,0 6,3 Homokok Sa > 0,063 2,0 Durva homok CSa > 0,63 2,0 Közepes homok MSa > 0,2 0,63 Finom homok FSa > 0,063 0,2 Iszapok Si > 0,002 0,063 Durva iszap CSi > 0,02 0,063 Közepes iszap MSi > 0,0063 0,02 Finom iszap FSi > 0,002 0,0063 Agyag CI 0,002

9 A szemcseösszetétel jellemzése szemeloszlási görbe valamely d átmérőnél kisebb szemcsék súlyszázaléka legtöbb információt adó ábrázolás háromszögdiagramos ábrázolás három frakcióra bontás külföldön elterjedt számszerű paraméterek százalékos összetétel Gr, Sa, Si, Cl % mértékadó átmérő d m egyenlőtlenségi mutató C u =d 60 /d 10 görbületi mutatató C c =(d 30 ) 2 /(d 60.d 10 ) hatékony átmérő d h

10 100 kavics homok iszap agyag tömegszázalék S % A B C ,2 0,063 0,02 0,005 0,002 0,0002 szemcseátmérő D mm

11 A szemeloszlás háromszögdiagramos ábrázolása B 100 C 0 Sa % Gr % A Si + Cl % 0 100

12 Szemeloszlás vizsgálata szitálással és hidrometrálással

13 Anyagi összetétel ásványfajták kavics kőzettörmelék, kvarc homok kvarc agyag agyagásványok jelentősége kavics, homok agyagok mechanikai szemcsekapcsolat, a víz szerepe a kapcsolatban jelentéktelen elektrosztatikus szemcsekapcsolat erős kapcsolódás a vízhez is

14 A víz fizikai tulajdonságai gyakorlatilag összenyomhatatlan viszkozitása Newton törvénye szerint felületi feszültség kapilláris emelkedés a csőátmérővel fordítottan arányban halmazállapot-változások a nyomástól és a hőmérséklettől függően

15 A kapilláris feszültség oka, nagysága T s p r e 1 és következménye a kapilláris emelkedés h k 2 T s v cos g r

16 A víz kémiai tulajdonságai dipólus jelleg oka következménye: hidratáció disszociáció - ph elektrolitikus viselkedés koncentráció jelentősége

17

18

19 A talajalkotók arányai

20 A talajok térfogatarányának értelmezése V V l V v V s V h 1+e e 1 e.s r

21 Az alkotók egymáshoz viszonyított arányai víztartalom w = m v / m s homok 5 % agyag % hézagtényező e = V h / V s homok 0,3-0,6 agyag 0,5-1,0 telítettség S r = V v / V h talajvíz alatt minden talaj 1,0 talajvíz felett homok 0,2-0,4 agyag 0,8-0,9 w= m m v s V V v s. ρ. ρ v s e.s r. ρ 1. ρ s v

22 Térfogatsűrűségek természetes ("nedves") térfogatsűrűség n = m n / V súly- és nyomásszámításhoz jellemző érték 1,8...2,0 g/cm 3 száraz térfogatsűrűség d = m d / V tömörségi mutatóként jellemző érték 1,7...2,0 g/cm 3 telített térfogatsűrűség t = m t / V talajvíz alatti talajra jellemző érték 1,9...2,1 g/cm 3 víz alatti térfogatsűrűség = t - v felhajtóerővel csökkentett súlyból jellemző érték 0,9 1,1 g/cm 3

23 A talajok szerkezete

24 Talajszerkezet Szemcsekapcsolatok Szemcse-víz kapcsolat Szemcsék elrendeződése Hézagrendszerek Erőhatások

25 Szemcsekapcsolatok szegletvíz közvetlen érintkezés diszpergált. kapcsolat koagulált

26 Szemcse-víz kapcsolat Szemcsés talajok Agyagok vékony hidrátburok szegletvíz kapilláris hatások kapilláris kohézió vastag hidrátburok változó vízmegkötés elektromos felületi erők változó konzisztencia jelentéktelen szerep meghatározó szerep

27 A kötött talajok konzisztenciája a konzisztencia definiciója az anyagi összetartás mértéke a konzisztencia változása a víztartalom növekedésével merev képlékeny folyós konzisztenciahatárok a változás felmérése sodrási és folyási határ

28 Konzisztencia- vagy Atterberg-határok konzisztenciahatár sodrási folyási jele w P w L célja a kemény és a képlékeny állapot elválasztása a folyós és a képlékeny állapot elválasztása gyakorlati tartalma jól megmunkálható 10 % lejtőn lefolyik meghatározása sodrási vizsgálattal Casagrande vagy kúpos vizsgálattal

29 Casagrande-készülék

30 finom szemcséjű talajok plasztikus index a képlékeny tartomány hossza a vízfelvevő képesség mérőszáma egy talaj állandó tulajdonsága jellemző értékek I P 15 % vízérzékeny talaj I P 25 % nagy vízfelvevő képességű, duzzadásra-zsugorodásra is hajlamos talaj I P w L w P

31 finom szemcséjű talajok konzisztenciaindex az aktuális talajállapot jellemzője szilárdsági index jellemző értékek I C = 0 folyós állapot (természetes módon nem áll elő csak átgyúrással) I C 1,0 a természetes fekvésű agyagok e körül vannak I C 1,5 jó teherbírás I C w w L L w w P

32 Talajszerkezet vázszerkezet sejtszerkezet diszpergált szerk. pehelyszerkezet

33 Vegyes összetételű talajok durva szemcsék vázszerkezete kitöltve finom szemcsékkel finom szemcsék mátrixában úszó durva szemcsék S 0, %

34 tömörségi index durva szemcséjű talajok az aktuális talajállapot jellemzője mechanikai index e max és e min laboratóriumban megállapítható e nehezen állapítható meg, mert nehéz mintát venni I D becslése fúrásból és közvetett mérésekből jellemző értékek I D = 0 laza állapot (lehulló por) I D = 1,0 tömör állapot (vibrációs tömörítés) I D e e max max e e min

35 A talajszerkezet következményei homokok-kavicsok agyagok vázszerkezet sejt-, diszpergált-, pehelyszerkezet csekély összenyomhatóság vibrációs tömöríthetőség súrlódási ellenállás nagy vízáteresztőképesség jelentős összenyomhatóság gyúró tömöríthetőség kohéziós ellenállás kicsi vízáteresztőképesség

36 A talajtörténet

37 Talajtörténet Jelentősége: a talajok emlékeznek az őket ért hatásokra Keletkezés tengeri üledékek folyóvízi üledékek szélhordta üledékek reziduális talajok Keletkezés utáni hatások feszültségváltozások ülepedés tehermentesülés vízszintingadozások vízmozgások kiszáradás-elnedvesedés fagyás-olvadás cementálódás talajmozgások földrengés gravitációs mozgások

38 A talajosztályozás rendje, szabványai

39 szerves szennyeződés kis mennyiség szétszórt megjelenés Szervesség MSZ EN ISO jellegzetes szag és szín intenzitása Jellemzés A szervesanyag-tartalom ( 2 mm) tömegszázalékban Kissé szerves 2 6 Közepesen szerves 6 20 Nagyon szerves > 20

40 Talajtípusok Nagyon durva és durva szemcséjű talajok Szemcsés talajok Finom szemcséjű talajok Kötött talajok Szárazon ömleszthetők Nem plasztikusak Szárazon szilárdak Plasztikusan viselkednek

41 Durva szemcéjű (szemcsés) talajok megnevezése az MSZ :2006 és az MSZ :2006 szerint

42 Finom szemcséjű (kötött) talajok megnevezése az MSZ :2005 és az MSZ :2006 szerint plaszticitási index I p csoportnév megnevezés 10 % alatt nem plasztikus szemeloszlás alapján 10 és 15 % között kis plaszticitású iszap 15 és 20 % között közepes sovány agyag 20 és 30 % között plaszticitású közepes agyag nagyobb 30 %-nál nagy plaszticitású kövér agyag

43 Szemcsés talajok tömörsége Megnevezés Tömörségi index I D % Nagyon laza 0 15 Laza Közepesen tömör Tömör Nagyon tömör

44 Finom szemcséjű talajok állapota Az iszapok és agyagok konzisztenciája Konzisztencia index I C Nagyon puha < 0,25 Puha 0,25 0,50 Gyurható 0,50 0,75 Merev 0,75 1,00 Kemény > 1,00

45 Osztályozási példák sárgásbarna, legömbölyödött szemcséjű, dunai tömör homokos kavics kékesszürke, kissé szerves, pannon kemény közepes agyag szürke, finom homokerekkel átszőtt, barna, pleisztocén puha közepes agyag