Talajmechanika. Aradi László

Átírás

1 Talajmechanika Aradi László 1

2 Tartalom Szemcsealak, szemcsenagyság A talajok szemeloszlás-vizsgálata Természetes víztartalom Plasztikus vizsgálatok Konzisztencia határok Plasztikus- és konzisztenciaindex Szerves anyag tartalom, kőzetek csop. Állapot jellemzők (γ d, I c ) Állapot jellemzők (T rρ ) 2

3 3 Talajok fogalma, osztályozása Talaj: A földkéreg felső néhány száz méteres rétege, mely a kőzetek aprózódásából, mállásából jön létre. Vagy a mérnöki létesítmények alapjául, vagy pedig annak építőanyagául szolgál. Talajok elnevezése és osztályozása: Szemcsés: szemeloszlás-vizsgálatból szemcseméret Kötött: konzisztencia vizsgálatokból plasztikus index Talajok azonosító és állapotvizsgálata: Közvetlen talajfeltárásból nyert mintán végzett labor kísérlet. Közvetett talajfeltárások (szondázások, próbaterhelések, geofizikai módszerek).

4 Közvetlen talajfeltárás rendje 4 A terep gyalogos bejárása a terület geográfiai, geológiai térképei alapján. A fúrások számának és mélységének meghatározása, helyeinek kitűzése. [A fúrások távolsága tanulmánytervekhez m, engedélyezési, illetve építési tervhez m. Mélysége 3m-nél alacsonyabb töltéseknél 3m, ennél nagyobb mélységek esetén a süllyedések meghatározásához szükséges mélységig (feszültségek mélységi hatása). Bevágásoknál a tervezett pályaszint alatt minimum 3m, szükség esetén a rézsűállékonysági vizsgálatokhoz keresztszelvényekben is kell feltárás.] A talajmechanikai fúrások elvégzése, jegyzőkönyv vezetés, helyszíni adottságok rögzítése, talajminta vételezés. Talajmechanikai labor vizsgálatok és szakvélemény elkészítése.

5 5 Talajok alkotórészei, felépítése, tulajdonságaikat meghatározó tényezők Fő alkotók: Szemcsék (szilárd fázis) Víz (folyékony fázis) Levegő (légnemű fázis) Egyéb alkotók: Szerves anyagok Mész vagy más kötőanyagok Talajok tulajdonságait meghatározó tényezők: Az alkotók saját tulajdonságai Az alkotórészek aránya (állapotjellemzők) Az alkotók kapcsolatrendszere (szerkezet) A talajt érő hatások (keletkezés talajtörténet)

6 A talajokat alkotók saját tulajdonságai A szemcsék tulajdonságai: méret alak anyagi összetétel sűrűség fajlagos felület A szemcsék mérete: névleges átmérő nagy szemcséknél a szita lyukbősége, melyen még átesett kis szemcséknél folyadékban azonos sebességgel ülepedő (azonos anyagú) gömb átmérője 6

7 7 Frakciók története

8 8 Frakciók jelene: Eurocode 7

9 A szemcseösszetétel jellemzése Szemeloszlási görbe: valamely D átmérőnél kisebb szemcsék súlyszázaléka Számszerű paraméterek: százalékos összetétel K, H, Hl, I, A% egyenlőtlenségi mutató U=d 60 /d 10 mértékadó átmérő d m hatékony átmérő d h Szemeloszlás vizsgálata: szitálás hidrometrálás 9

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

11 11 Szemeloszlás vizsgálata szitálással és ülepítéssel (hidrometrálással)

12 Szemcsealak 12 Geometriai forma zömök lemezes hosszúkás tűszerű Felületi érdesség éles érdes legömbölyödött sima

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

14 Szemcse anyagsűrűsége Jele, mértékegysége: ρ s g/cm 3 Mérése: piknométeres módszer - ritkán Felvehető értéke: Kavics, homok 2,65 Iszap 2,70 Agyag 2,75 14

15 Fajlagos felület Definíciója: egységnyi súly szemcse felülete Szélsőséges értékei: kavics 1 cm 2 /g agyag 1millió cm 2 /g Jelentősége: a felületi erők szerepe nő Jellemzője: hatékony szemcseátmérő (d h d 10 ) 15

16 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 16

17 Plasztikus vizsgálatok Plasztikus vizsgálatok (Cassagrande, sodrási, zsugorodási vizsgálat) kötött talajok esetében. Osztályozásuk plasztikus index ( I p = w l -w p ) alapján: I p [%] Gyűjtő név gyengén kötött közepesen kötött erősen kötött Név homokliszt iszapos homokliszt iszap sovány agyag közepes agyag kövér agyag 17

18 Szerves anyag tartalom, kőzetek csop. Szerves anyag vizsgálat (izzítási, fotometriás kísérlet) 18

19 Állapot jellemzők: Állapot jellemzők (γ d, I c ) Szemcsés talajok a száraz térfogatsúly ( γ d [kn/m 3 ] ) alapján: laza, közepesen tömör, tömör Kötött talajok a konzisztencia index ( I c = [ w l -w ] / I p ) alapján: I c < 0,25 0,25 0,50 0,50 0,75 0,75 1,00 1,00 1,50 1,50 < Állapot nagyon puha puha könnyen sodorható sodorható kemény nagyon kemény 19

20 Állapot jellemzők (T rρ ) Bármely talaj tömörségi fok ( T rρ = ρ d / ρ d,max ) alapján: T rρ [%] < < Állapot nagyon laza laza közepesen tömör tömör nagyon tömör 20