Pri stavebných prácach súvisiacich s výstavbou základov v miestach s veľkým množstvom podzemných vodných tokov je hlina mimoriadne dôležitým stavebným materiálom. Tento typ materiálu je obľúbený vďaka svojim výborným vlastnostiam absorbovať a zadržiavať vodu. Dokonca aj keď je úplne suchá, tento druh pôdy naďalej zadržiava vodu a premieňa ju na ľadové kryštály.
Hlina má tiež vysokú pórovitosť, čo jej dáva rovnako dôležitú vlastnosť expandovať, čím sa zväčšuje objem pôdy. Preto je mimoriadne dôležité pred začatím výstavby viac či menej presne určiť hmotnosť hliny.
Na začatie správnych výpočtov je potrebné určiť, čo znamená pojem špecifická hmotnosť. Špecifická hmotnosť hliny je pomer hmotnosti pevných častíc k ich objemu. Keďže hlina má vysokú pórovitosť, hlavným faktorom ovplyvňujúcim špecifickú hmotnosť tohto materiálu bude jeho zloženie.
Tabuľka objemovej hmotnosti 1m3 hliny.
Z vyššie uvedeného vyplýva, že bez potrebných informácií nie je možné vykonať správny a presný výpočet takého parametra, akým je merná hmotnosť kocky hliny. Výpočet priemernej hodnoty je však pomerne jednoduchý. Priemerná hmotnosť 1 m3 hliny je všeobecne od 2580 do 2730 kg.
Pre väčšinu stavebných prác tento parameter postačuje. Niekedy je však potrebný presnejší výpočet. Na tieto účely je uvedená tabuľka špecifickej hmotnosti hliny:
| Hlinité zloženie | Objemová hmotnosť hliny | Objemová hmotnosť | Počet kilogramov v kocke |
| Plast, mäkký bez nečistôt | 1.70 | 1.5-1.6 | 1700 |
| Plast, mäkký s nečistotami drveného kameňa, stavebnej sutiny (do 10%) a kamienkov, ako aj plastový nepriepustný bez nečistôt | 1.70 | 1700 | |
| Plast mäkký s prímesami drveného kameňa, stavebnej sutiny (viac ako 10%) a kamienkov, ako aj plast tvrdý s prímesou do 10%, polotuhý a tvrdý bez nečistôt a s prímesou do 10% | 1.75 | 1750 | |
| Pevné a polotuhé s prímesou drveného kameňa, stavebnej sute (viac ako 10%), okruhliakov a štrku | 1.95 | 1950 | |
| Bežné s pórovitosťou 0,5 | 1.80-2.05 | 1800-2050 | |
| Bežné s pórovitosťou 0,7 | 1.75-1.95 | 1750-1950 | |
| Bežné s pórovitosťou 1,0 | 1.70-1.80 | 1700-1800 | |
| Pravidelné voľné | 1.40-1.70 | 1400-1700 | |
| bežné médium | 1.50-1.60 | 1500-1600 | |
| pravidelné husté | 1.60-1.90 | 1600-1900 | |
| Pravidelne ťažké | 1.90-2.00 | 1900-2000 |
Čo chceme dnes vedieť? Koľko váži 1 kocka zeminy, hmotnosť 1 m3 zeminy?Žiadny problém, počet kilogramov alebo počet ton zistíte naraz, hmotnosť (hmotnosť jedného kubického metra, hmotnosť jednej kocky, hmotnosť jedného kubického metra, hmotnosť 1 m3) uvádza tabuľka 1. Ak by to niekoho zaujímalo, môžete si prelistovať malý text nižšie, prečítať si nejaké vysvetlenie. Ako sa meria množstvo látky, materiálu, kvapaliny alebo plynu, ktoré potrebujeme? S výnimkou tých prípadov, kedy je možné zredukovať výpočet požadovaného množstva na kalkuláciu tovaru, výrobkov, prvkov v kusoch (počet kusov), je pre nás najjednoduchšie určiť požadované množstvo na základe objemu a hmotnosti ( omša). V každodennom živote je pre nás najznámejšou jednotkou objemu 1 liter. Počet litrov vhodný na výpočty v domácnosti však nie je vždy použiteľným spôsobom na určenie objemu pre ekonomickú činnosť. Navyše, litre sa u nás nestali všeobecne akceptovanou „výrobnou“ a obchodnou jednotkou objemu. Jeden kubický meter, alebo v skrátenej verzii - jedna kocka, sa ukázal ako celkom pohodlná a obľúbená jednotka objemu na praktické využitie. Sme zvyknutí merať takmer všetky látky, kvapaliny, materiály a dokonca aj plyny v metroch kubických. Je to naozaj pohodlné. Koniec koncov, ich náklady, ceny, sadzby, miery spotreby, tarify, dodávateľské zmluvy sú takmer vždy viazané na kubické metre (kocky), oveľa menej často na litre. Nemenej dôležité pre praktické činnosti je poznať nielen objem, ale aj hmotnosť (hmotnosť) látky zaberajúcej tento objem: v tomto prípade hovoríme o tom, koľko váži 1 meter kubický (1 meter kubický, 1 meter kubický, 1 m3). Znalosť hmotnosti a objemu nám dáva celkom úplný obraz o kvantite. Pri otázke, koľko váži 1 kocka, návštevníci stránky často uvádzajú konkrétne jednotky hmotnosti, v ktorých by chceli poznať odpoveď na otázku. Ako sme si všimli, najčastejšie chcú vedieť hmotnosť 1 kubického metra (1 kubický meter, 1 kubický meter, 1 m3) v kilogramoch (kg) alebo tonách (tonách). V skutočnosti potrebujete kg/m3 alebo t/m3. Sú to úzko súvisiace jednotky množstva. V zásade je možný pomerne jednoduchý nezávislý prevod hmotnosti (hmotnosti) z ton na kilogramy a naopak: z kilogramov na tony. Ako však ukázala prax, pre väčšinu návštevníkov stránky by bola vhodnejšia možnosť okamžite zistite, koľko kilogramov váži 1 kubický meter (1 m3) zeminy alebo koľko ton váži 1 kubický meter (1 m3) zeminy, bez prepočtu kilogramov na tony alebo naopak - počet ton na kilogramy na meter kubický (jeden meter kubický, jeden meter kubický, jeden m3). Preto sme v tabuľke 1 uviedli, koľko váži 1 meter kubický (1 meter kubický, 1 meter kubický) v kilogramoch (kg) a v tonách (tonách). Sami si vyberte stĺpec tabuľky, ktorý potrebujete. Mimochodom, keď sa pýtame, koľko váži 1 kubický meter (1 m3), máme na mysli počet kilogramov alebo počet ton. Z fyzikálneho hľadiska nás však zaujíma hustota či merná hmotnosť. Hmotnosť jednotkového objemu alebo množstvo látky umiestnenej v jednotkovom objeme je objemová hmotnosť alebo špecifická hmotnosť. V tomto prípade objemová hmotnosť a špecifická hmotnosť pôdy. Hustota a špecifická hmotnosť vo fyzike sa zvyčajne nemerajú v kg / m3 alebo v tonách / m3, ale v gramoch na kubický centimeter: g / cm3. Preto sú v tabuľke 1 špecifická hmotnosť a hustota (synonymá) uvedené v gramoch na kubický centimeter (g/cm3).
Vzhľadom na to, že pôda je komplexné rozptýlené médium pozostávajúce z minerálnych pevných častíc a pórového priestoru vyplneného vo všeobecnosti vodou (pórovou tekutinou) a vzduchom, koncept hustoty ako fyzikálnej veličiny je tiež zložitý a stáva sa definitívnym iba vtedy, ak je presne naznačil, o akú hustotu ktorých pôdnych fáz ide.
Experiment sa potom uskutoční obvyklým spôsobom, ako je opísané vyššie. Na určenie objemu čistej pôdy je potrebné odpočítať objem, ktorý zaberá parafín, od zisteného celkového objemu navoskovanej pôdy. Objem vosku sa dá ľahko určiť vážením vzorky pred a po voskovaní, pričom sa berie do úvahy špecifická hmotnosť samotného vosku, zvyčajne blízka 9 kN/m 3 .
Merná hmotnosť súdržných pôdnych monolitov významných rozmerov sa zisťuje s dostatočnou presnosťou priamym meraním monolitu, ktorý dostal správny geometrický tvar, napríklad valcový, a jeho následným vážením. V praxi sa na stanovenie špecifickej hmotnosti mokrej (a suchej) pôdy často používa kovový krúžok so špicatou reznou hranou s priemerom do 15 cm a výškou do 5 ... 10 cm. vtlačený do pôdy. Objem vzorky je v tomto prípade určený vnútorným objemom valca.
Špecifická hmotnosť vlhkých ílovitých pôd je zvyčajne 19,5...21,0 kN/m 3 . Špecifická hmotnosť suchých nesúdržných sypkých zemín sa zvyčajne pohybuje od 15,8 do 16,5 kN/m3.
Objem nesúdržných piesočnatých pôd sa určuje v dvoch stavoch: najsypkejšej a najhustejšej. Stanovenie sa vykonáva položením piesku do odmernej nádoby a piesky sa testujú v suchej forme alebo pod vodou. Požadovaná maximálna drobivosť piesku sa dosiahne jeho opatrným nasypaním do nádoby a maximálna hustota sa dosiahne opatrným vyskladaním do konštantnej hmotnosti alebo umiestnením nádoby s pieskom na vibračný stôl.
Na výrobu zemných prác majú veľký vplyv fyzikálne a mechanické vlastnosti zemín: priemerná hustota, vlhkosť, vnútorná súdržnosť častíc a kyprosť. Existujú nasledujúce typy pôd.
Piesky- sypká zmes zŕn kremeňa a iných minerálov s veľkosťou častíc 0,25 ... 2 mm, vznikajúca v dôsledku zvetrávania hornín.
piesčitá hlina- piesky s prímesou 5 ... 10% ílu.
Štrk- horniny pozostávajúce z jednotlivých valcovaných zŕn s priemerom 2 ... 40 mm, niekedy s prímesou ílových častíc.
Hlina- horniny pozostávajúce z mimoriadne jemných častíc (menej ako 0,005 mm), s malou prímesou jemných častíc piesku.
hliny- piesky obsahujúce 10 ... 30% ílu. Hliny sa delia na ľahké, stredné a ťažké.
Sprašovité pôdy- obsahujú viac ako 50 % prachových častíc s nízkym obsahom ílovitých a vápenných častíc. Sprašovité pôdy v prítomnosti vody premáčajú a strácajú stabilitu.
pohyblivý piesok- piesočnato-hlinité pôdy, vysoko nasýtené vodou.
Pôdy rastlín- rôzne pôdy s prímesou 1 ... 20% humusu.
Skalnaté pôdy- sú zložené z pevných hornín.
Pôdy v závislosti od náročnosti a spôsobu ich vývoja sú rozdelené do kategórií (tab. 1).
Počas vývoja sa pôda uvoľňuje a zväčšuje svoj objem. Objem násypu bude väčší ako objem výkopu, z ktorého bola zemina odobratá. Pôda v násype pôsobením vlastnej hmotnosti alebo mechanického pôsobenia sa postupne zhutňuje, preto sú hodnoty počiatočného percentuálneho nárastu objemu (kyprenie) a percento zvyškového kyprenia po usadení pôdy rôzne (tabuľka 2). .
Tabuľka 1. Kategórie a metódy rozvoja pôdy
Kategória pôdy |
Typy pôdy |
Hustota, kg/m3 |
Spôsob vývoja |
|
Piesok, piesčitá hlina, zeleninová pôda, rašelina |
Ručné (lopata), stroje |
||
|
Ľahká hlina, spraš, štrk, piesok s drveným kameňom, piesčitá hlina so stavebnou suťou |
Ručné (lopaty, krompáče), stroje |
||
|
Mastná hlina, ťažká hlina, hrubý štrk, zeleninová zemina s koreňmi, hlina s drveným kameňom alebo kamienkami |
Ručné (lopaty, krompáče, páčidlá), stroje |
||
|
Ťažká hlina, tučná hlina s drveným kameňom, bridlicová hlina |
Ručné (lopaty, krompáče, páčidlá, kliny a kladivá), stroje |
||
|
Hustá spevnená spraš, gruss, kriedové horniny, bridlice, tufy, vápence a lastúrniky |
Manuálne (páčidlá a krompáče, zbíjačky), výbušné |
||
|
Žuly, vápence, pieskovce, bazalty, diabasy, zlepence s okruhliakmi |
výbušným spôsobom |
Tabuľka 2. Zvýšenie objemu pôdy počas kyprenia
Tabuľka 3. Najväčšia strmosť svahov zákopov a jám, st.
pôdy |
Strmosť svahu v hĺbke výkopu, m |
||
1,5 |
3 |
5 |
|
|
Objem |
|||
|
Piesok a štrk mokrý |
|||
|
Hlina: |
|||
|
hlina |
|||
|
Spraš suchá |
|||
|
Moréna: |
|||
|
piesková, piesková |
|||
|
hlinitý |
|||
Počas vývoja a zmršťovania uvoľnenej pôdy vytvárajú zárezy a násypy prirodzené svahy rôznej strmosti. Najväčšia strmosť svahov zákopov a jám, usporiadaných bez spojovacích prvkov, by sa mala brať podľa tabuľky. 3. Pri zabezpečení prirodzenej strmosti svahov je zabezpečená stabilita zemných násypov a výkopov.
Špecifická gravitácia pôda γ nazývaná hmotnosť jednotkového objemu pôdy s nenarušenou štruktúrou a prirodzenou vlhkosťou. Špecifická hmotnosť pôdy sa určuje metódou rezného prstenca. Špecifická hmotnosť pôdy sa rovná pomeru hmotnosti pôdy prirodzená vlhkosť m na jeho objem V vynásobené zrýchlením voľného pádu g .
γ = ρ n g, (1.3.)
Kde ρ n- hustota pôdy, ρ n = m/ V (1.4.)
Pre každý typ pôdy sa vykonajú aspoň tri ekvivalentné stanovenia špecifickej hmotnosti. Pre normatívnu hodnotu špecifickej hmotnosti pôdy sa berie aritmetický priemer výsledkov ekvivalentných stanovení s presnosťou na dve desatinné miesta. Príklad stanovenia mernej hmotnosti pôdy je uvedený v tabuľke 1.2.
Tabuľka 1.2.
Stanovenie špecifickej hmotnosti pôdy
|
hmotnosť, G |
Veľkosti prsteňov |
Hustota pôdy ρ n \u003d m / v, g / cm 3 |
Špecifická hmotnosť pôdy γ n \u003d ρ n g, kN / m 3 |
||||||
|
prázdny box m 1 |
krabica s gruntom m 2 |
pôda, m \u003d m 2 -m 1 | |||||||
|
zo skúsenosti | |||||||||
prirodzená vlhkosť pôdyw nazývame pomer hmotnosti vody obsiahnutej v pôde k hmotnosti pôdy vysušenej (ku konštantnej hmotnosti) pri teplote 100 - 105 ° C. Po určení počiatočnej hmotnosti pôdy m, fľaša so zeminou sa suší v sušiarni až do takmer úplnej straty vlhkosti (obr. 1.1.). Ďalej po ochladení v exsikátore stanovte hmotnosť suchej pôdy m s A w vypočítané podľa vzorca:
w= m V /m s , (1. 5.)
Kde m V- množstvo vody obsiahnutej v pôde;
m s je hmotnosť pôdneho skeletu.
Obr.1.1. Celkový pohľad na sušiace skrine
Pre normatívnu hodnotu prirodzenej vlhkosti pôdy sa berie aritmetický priemer výsledkov skúšok (najmenej troch) s odchýlkou najviac 0,02 g/cm 3 . Príklad stanovenia prirodzenej vlhkosti je uvedený v tabuľke 1.3.
Tabuľka 1. 3.
Stanovenie prirodzenej vlhkosti pôdy
Stanovenie limitov plasticity
Plasticita pôdy - Ide o schopnosť pôdy meniť svoj tvar, deformovať sa vplyvom vonkajších vplyvov bez praskania a zachovať si svoj tvar po odstránení záťaže. Plasticita má limity: horná - vlhkosť na hranici klzu w L, nižšia - vlhkosť na hranici plasticity (valcovanie) w p .
Vlhkosť na hranici klzu w L nazývaná vlhkosť, pri ktorej je Vasilievov „vyvažovací kužeľ“ ponorený pôsobením vlastnej hmotnosti za 5 sekúnd do hĺbky 10,0 mm (až po značku na kuželi) (obr. 1.2).
Ryža. 1.2. Nástroje na stanovenie hranice plasticity: 1 - exsikátor, 2 - fľaše, 3 - poháre s kužeľom a stojanom, 4 - pohár s pieskom, 5 - doska, 6 - Vasilievov kužeľ.
Vlhkosť na hranici valcovania w p vlhkosť, pri ktorej sa pôda predtým rozdrvená, preosiata a uzavretá vodou zvinie do zväzku, ktorý sa s hrúbkou 3 mm drobí na kúsky dlhé 3–5 mm po celej dĺžke zväzku.
Číselné hodnoty w L A w p určí sa vzorcom (1.5) podobne ako pri stanovení prirodzenej vlhkosti pôdy.
Pre normatívnu hodnotu limitov plasticity sa berie aritmetický priemer výsledkov ekvivalentných stanovení. Príklad určenia hraníc plasticity v tabuľke 1.4.
