Univerzitet u Banjoj Luci
Rudarski fakultet Prijedor
UVOD
* Osnovni pojmovi i definicije
* Istorijat razvoja Mehanike stena i tla
* Vrste stena i tla i klasifikacije
Doc. dr Srđan Kostić, dipl.inž.geol.
Prijedor, 08/10/2014
Definicije i osnovi pojmovi
• Mehanika terena - naučna disciplina koja izučava fizička, mehanička i tehnološka svojstva
stena i tla, kao i promene njihovog naponsko-deformacijskog ponašanja izazvanih
građevinskom ili rudarskom delatnošću, kao i usled dejstva savremenih egzogeodinamičkih
procesa
• Dve osnovne grane Mehanike terena su Mehanika tla i Mehanika čvrstih stenskih masa,
zbog čega se često za Mehaniku terena koristi i naziv Mehanika stena i tla
• Mehanika tla ima posebno mesto u površinskoj eksploataciji mineralnih sirovina, pri
definisanju stabilnosti kosina površinskih kopova, i za definisanje vrednosti parametara
fizičko-mehaničkih svojstava tla
• Mehanika čvrstih stenskih masa vezana je za podzemnu eksploataciju mineralnih sirovina,
pri izvođenju iskopa, uskopa, niskopa, tunela, podzemnih skladišta i skloništa, i sl., mada
svoje mesto nalazi i u površinskoj eksploataciji čvrstih stenskih masa (kamena), u cilju
definisanja njihovih mehaničkih i tehnoloških svojstava (čvrstoća, tvrdoća, žilavost,
drobljivost, habanje, otpor prema rezanju i kopanju, i dr.)
• Definisanje fizičko-mehaničkih svojstava stena i tla predstavlja prvi i osnovni zadatak pri
izvođenju bilo koje vrste rudarske aktivnosti, u cilju odabiranja pravilnog načina i tehnologije
iskopa, odgovarajućeg alata i mašina, kao i adekvatnih preventivnih i akutnih mera sanacije
Definicije i osnovi pojmovi
• Mehanika tla - nauka koja se bavi proučavanjem tla kao mase koja treba da održi sama sebe u
ravnoteži (nasipi, useci i zaseci), da primi i nosi dopunsko opterećenje od objekata, zatim
izučavanjem tehnologije građenja u tlu, kao i analizom tla kao materijala koji služi za izradu
zemljanih objekata (nasipa)
• Osnovni zadatak Mehanike tla je da utvrdi mehanička svojstva tla, odnosno, ponašanje tla pod
uticajem sila (u sadejstvu sa veštačkim objektom) i da ih kvantitativno izrazi
• Znanja Mehanike tla se najčešće primenjuju za rešavanje tipičnih problema u površinskoj
eksploataciji mineralnih sirovina:
o određivanje uslova i načina iskopa u tlu
o upotreba tla kao materijala za izradu zemljanih objekata (nasipa)
o određivanje adekvatnog načina formiranja odlagališta
o stabilnost kosina površinskih kopova
o određivanje uslova fundiranja građevinskih objekata na površinskim kopovima
o poboljšanje mehaničkih svojstava tla primenom različitih postupaka geotehničkih
melioracija
Definicije i osnovi pojmovi
• Mehanika stena - naučna disciplina koja se bavi istraživanjima čvrstih (kamenitih) stenskih
masa, kao prirodnih i radnih sredina, radi što boljeg upoznavanja njihovih fizičkih i
mehaničkih svojstava, kao i njihovog mehaničkog ponašanja pod dejstvom daljih
opterećenja i promena naponskih stanja
• Znanja Mehanike stena se najčešće primenjuju za rešavanje tipičnih problema u
podzemnoj eksploataciji mineralnih sirovina:
o određivanje uslova iskopa
o pravilan izbor načina i tehnologije iskopa
o odabir adekvatnog načina oblaganja i podgrađivanja
• U okviru površinske eksploatacije mineralnih sirovina, znanja Mehanike stena se najčešće
koriste pri ispitivanju fizičkih, mehaničkih i tehnoloških svojstava kamena
• Krajnji cilj izučavanja stenskih masa i u okviru Mehanike tla i Mehanike stena je
određivanje njihova dva najvažnija svojstva:
ČVRSTOĆA I DEFORMABILNOST!!!!!
Definicije i osnovi pojmovi
• teren - plitak pripovršinski deo Zemljine kore u kome se odvija graditeljska /
eksploataciona delatnost čoveka, i prostire se do dubine uticaja inženjerskih radova ili
savremenih geodinamičkih procesa
• stena (geološki posmatrano) - sav materijal koji izgrađuje Zemljinu koru; u pitanju su
mineralni agregati određenih fizičko-mehaničkih svojstava, sastavljeni od jednog, a
najčešće više minerala
• stena (u građevinarstvu i rudarstvu) – samo čvrste kamenite stenske mase
• tlo (u građevinarstvu i rudarstvu) – šljunkovi, peskovi, prašine i gline, kao i njihove
međusobne kombinacije
• stenske mase - stene određenog obima, kao prirodne i radne sredine, u njihovom
prirodnom položaju i stanju, sa njihovim prirodnim fizičkim i strukturnim svojstvima
Definicije i osnovi pojmovi
Osnovne razlike između stena i tla:
• stene su, po pravilu, stare formacije, a tla su mnogo mlađa, čime se objašnjava i nizak stepen
njihove konsolidacije i petrifikacije
• čvrstoća i deformabilnost tla su vrlo male u odnosu na stene
• uticaj vode na tla izrazito je veći nego na stenske mase; za izvesne uslove sadržaja vode, tla
mogu da postanu tečna, a njihovo sušenje ili vlaženje vrši na njih brz i odlučujući uticaj, što nije
slučaj kod stena
• stene se nalaze u prirodnom stanju napona koje se bitno razlikuje od naponskog stanja u tlu
• kako se tla po pravilu nalaze na površini terena, naponi koji u njima vladaju su
relativno mali u odnosu na napone izazvane dodatnim opterećenjima
• u tlu vlada relativno jednostavno stanje napona izazvano dejstvom gravitacije i
Poasonovom efektom; u stenama, koje se prostiru vrlo duboko u Zemljinoj kori,
prirodni naponi su daleko veći i izazvani su ne samo dejstvom gravitacije, već i
dejstvom tektonike i erozije Zemljine kore, tako da je prirodno stanje napona u
stenskim masama vrlo složeno
• jedna od osnovnih karakteristika stena je njihova ispucalost (Mehanika diskontinuuma)
Istorijat razvoja Mehanike stena u svetu
• prve opite iz oblasti Mehanike stena izveo je francuski inženjer Goti
1770.g. za potrebe projektovanja i fundiranja stubova za crkvu Svete
Ženevjeve u Parizu; koristeći sistem poluga konstruisao je mašinu za
ispitivanje uzoraka kamena i odredio čvrstoće na pritisak kamenih kocki i
prizmi preseka 5x5cm
• prvi počeci formiranja Mehanike stena kao naučne discipline vezuju se za
švajcarskog inženjera geologije Alberta Hajma, koji je 1878.g. prvi uočio i
formulisao razliku između mehaničkih svojstava stenske mase i izolovano
posmatranog dela stenske mase – kamena, kao i ukazao na hidrostatički
karakter primarnog naponskog stanja u stenskim masama
Albert Heim
(1849-1937)
• snažan podstrek razvoju Mehanike stena dali su rezultati istraživanja u vezi
sa lomom obloge dovodnog tunela pod pritiskom hidroelektrane Ritom u
Švajcarskoj 1920.g.; osnovna pretpostavka bila je da se čvrsta stenska masa,
na koju se prenosi hidrostatički pritisak vode u tunelu, ne deformiše;
specijalna komisija eksperata utvrdila je da je uzrok loma obloge upravo u
tome što se i čvrste stenske mase pod dejstvom opterećenja deformišu
• godine 1932. izvršena su pod rukovodstvom inženjera geologije Ližona, na
profilu francuske brane Sarans, prva geofizička (seizmička) ispitivanja
stenske mase u cilju definisanja kvaliteta stene u osloncima brane
Maurice Lugeon
(1870-1953)
Istorijat razvoja Mehanike stena u bivšoj Jugoslaviji
• prvo ispitivanje deformabilnosti stenske mase izvršio je inženjer R. Sabljak
1947.g. uz pomoć profesora Hacara iz tadašnje Čehoslovačke republike, za
potrebe projektovanja brane HE JABLANICA na Neretvi, primenom metode
hidrauličke raspinjače
• 1949.g. Ervin Nonvajler izvršio je ispitivanja modula elastičnosti stenske
mase metodom probne komore na gradilištu HE VINODOL, koja koristi vodnu
snagu slivova reka Lokvarke, Ličanke i Lepenice (Tribalj, Gorski Kotar, Hrvatska)
Đorđe Lazarević
(1903-1993)
• 1950.g. inženjer Lj. Bodganović je izvršio ispitivanje krečnjaka na gradilištu
HS MAVROVO metodom tzv. poboljšanje hidrauličke raspinjače (hidrosistem
sastavljen od tri hidroelektrane: Vrutok, Raven i Vrben, oko 100km
severozapadno od Skopja, Makedonija)
• u Srbiji razvoj Mehanike stena vezan je najvećim delom za Institut za
vodoprivredu ,,Jaroslav Černi’’ iz Beograda, u kojem je radila posebna grupa
na formiranju novih eksperimentalnih metoda ispitivanja deformabilnosti
stenske mase, pod rukovodstvom Đorđa Lazarevića i Branislava Kujundžića;
ova grupa razvija nove metode, koje su nekoliko decenija bile široko
upotrebljivane u građevinskoj i rudarskoj praksi: hidraulički jastuk, radijalna
presa, sondažni dilatometar, uređaj sa dva jastuka, terenski ogled smicanja u
velikoj razmeri, terenski ogled klizanja u velikoj razmeri, laboratorijski ogled
smicanja
Branislav Kujundžić
(1918-1991)
Istorijat razvoja Mehanike stena u bivšoj Jugoslaviji
• prema raspoloživim podacima, Mehaniku stena usmerenu prema građevinarstvu osnovao je
kao poseban predmet u redovnoj visokoškolskoj nastavi prof. Branislav Kujundžić 1962/63.g. na
Geološkom odseku Rudarsko-geološkog fakulteta u Beogradu, što predstavlja prvo uvođenje
ovog predmeta na osnovnim studijama na bilo kom Univerzitetu u Evropi
• danas se na Rudarsko-geološkom fakultetu u Beogradu na studijskom programu Geotehnika
održava se nastava iz predmeta Mehanika čvrstih stenskih masa; na Rudarskom odseku se
održava nastava iz predmeta Mehanika stena i tla i Geomehanika
Istorijat razvoja Mehanike tla u svetu
• prvo istraživanje u oblasti Mehanike tla izvedeno je od strane francuskog
fizičara Čarlsa Ogista Kulona, koji je 1773.g. predložio hipotezu o bočnim
pritiscima tla
Čarls Ogist Kulon
(1736-1806)
• 1856.g. francuski inženjer Darsi objavio je rad na temu vodopropustljivosti
filtarskog peska; škotski inženjer Viliam Rankin je 1857.g. postavio hipotezu o
ponašanju zemljanih masa
• moderni razvoj Mehanike tla započinje sa radovima Aterberga (1911), Bela
(1915) i Karla Tercagija (1925), mašinskog inženjera (čija je supruga bila inženjer
geologije), koji je najzaslužniji za uvođenje pojma efektivnih napona, i koji je
postavio osnove teorije konsolidacije gline, kao i Artura Kasagrandea (1936)
Karl Tercagi
(1883-1963)
Istorijat razvoja Mehanike tla u Srbiji
• u Srbiji je razvoj Mehanike tla vezan za Rudarsko-geološki i
Građevinski fakultet, a osnivačem ove naučne discipline kod nas
smatra se prof. dr Nikola Najdanović, koji je doktorirao na Univerzitetu
u Gentu (Belgija) i objavio prvu knjigu iz Mehanike tla na srpskom
jeziku (1953)
• jači razvoj Mehanika tla u Srbiji doživljava kroz radove prof. dr Milana
Maksimovića, na Građevinskom fakultetu u Beogradu, čiji se nelinearni
kriterijum loma tla i danas često citira u međunarodnim referentnim
naučnim časopisima
• danas se Mehanika tla izučava kao poseban predmet na Rudarskogeološkom fakultetu u Beogradu (na studijskom programu
Geotehnika), kao i na Građeivnskom fakultetu u Beogradu, i na ostalim
građevinskim fakultetima u Srbiji; na Rudarsko-geološkom fakultetu se
održava nastava i iz predmeta Geostatički proračuni, kao delu
Mehanike tla
• na Rudarskom odseku Rudarsko-geološkog fakulteta se nastava
održava iz predmeta Mehanika stena i tla i Geomehanika
Nikola Najdanović
(1901-1992)
Milan Maksimović
Vrste tla
Nevezana ili nekoherentna tla
• tla čiji sastojci nisu vezani nikakvim prirodnim vezivom, izgrađena od mineralnih zrna ili
odlomaka stena koji se samo dodiruju
• u suvom stanju, kada nisu pod uticajem vlage, čvrsti sastojci nevezanog tla su potpuno
slobodni u zemljanoj masi i između njih postoji samo trenje (unutrašnje trenje)
• njihova svojstva zavise od oblika, veličine i složenosti zrna
• odlikuju se malom stišljivošću, velikom vodopropustljivošću i poroznošću
• pružaju mali otpor iskopu, iskopi izvedeni u njima su stabilni sa nagibom kosina manjim od
ugla unutrašnjeg trenja (prirodnog nagiba)
krupan
srednji
sitan
krupan
srednji
sitan
krupna
srednja
sitna
60
20
6
2
2
0,6
0,2
0,06
0,02
0,006
0,002
Drobina
(mm)
200
Prašina/mulj (mm)
Blokovi
(mm)
Pesak (mm)
2000
Šljunak (mm)
Vrste tla
Vezana tla (slabo vezane stene) ili koherentna tla
• tla čiji su čvrsti sastojci međusobno vezani kohezijom
• čestice ovog tla su povezane vodno-koloidnim vezama odnosno elektro-molekularnim silama
preko opnica fizički vezane vode koja obavija njihove čestice, i one su nekoliko puta veće od sile
zemljine teže (do 1000 MPa); njihovo dejstvo se sa udaljavanjem od površina čestica naglo
smanjuje, tako da se na rastojanju od pola mikrona praktično svodi na nulu
• mogu da imaju vrlo nestalna fizička svojstva, koja se lako menjaju pod uticajem vode
• u vezana tla spadaju ona koja sadrže čvrste sastojke veličine ispod 0,002mm; tlo koje sadrži
pretežno sastojke veličine 0,002-0,0002mm naziva se glina, a ako su ovi sastojci veličine 0,00020,00002mm onda je u pitanju koloidna glina
• u prirodi je glina ,,izmešana'' sa drugim sastojcima i naziva se ilovača (sa peskom i prašinom),
laporovita glina (sa primesama karbonata), uma (sa većim sadržajem magnezijuma)
• masna glina (glina) - više od 50% glinovitih sastojaka
• glinovito tlo - manje od 50% glinovitih sastojaka
• tlo koje sadrži manje od 5% glinovitih sastojaka smatra se da ima svojstva nekoherentnog tla
Vrste tla
Vezana tla (slabo vezane stene) ili koherentna tla
• svojstva ovog tla uslovljena su odnosom čvrste, tečne i gasovite faze u jedinici zapremine
• u dodiru sa vodom ispoljavaju se hidrofizička svojstva (lepljenje, kaljanje, bubrenje)
• poroznost im je vrlo velika, pore su po veličini kapilarne i subkapilarne
• parametri čvrstoće, tj. ugao unutrašnjeg trenja (ϕ) i kohezija (c), zavise od sadržaja vode
• u suvom stanju su osrednje stišljive, a u vodom zasićenom stanju su vrlo stišljive
• pri većem opterećenju od graničnog ispoljavaju se plastične deformacije
• prema stepenu konsolidacije dele se na dobro konsolidovane i slabo konsolidovane
o dobro konsolidovane su one slabo vezane stene čiji uzorci nakon potapanja i stajanja
u vodi od 48 sati zadržavaju prvobitnu strukturu (lapori)
o uzorci slabo konsolidovanih tla potapanjem i stajanjem u vodi od 48 sati se rasipaju tj.
gube prvobitnu strukturu (deluvijalne gline, ilovače i sl.)
Tla organskog porekla
• sastoje se velikim delom od organskih materija, sa primesama glinovitih sastojaka
• jako upijaju vodu, te su zbog toga nestabilna i ne mogu da služe kao temeljno tlo niti kao
materijal za izradu zemljanih objekata
• u ova tla spadaju humus, mulj i treset
o humus - plodno tlo, koje se nalazi u površinskom sloju Zemljine kore, debljine obično
nekoliko decimetara; sastoji se iz mešavine organskih i mineralnih materija; pri
izvođenu radova u takvom tlu, treba iskopati i ukloniti ceo sloj humusa, koji može da
se upotrebi samo za zaštitu zemljanih kosina protiv ispiranja vodom
o mulj – sastoji se iz mešavine organskih materija u obliku vrlo sitnih čestica sa
mineralnim materijama poput gline, prašine i peska, i najčešće se nalazi na dnu
nekadašnjih reka i jezera
o treset – sastoji se od velike količine biljnih materija u obliku vlakana sa manjim
sadržajem minerala
Terenska identifikacija i klasifikacija tla
Unificirana (jedinstvena) klasifikacija tla (UCS sistem)
• unificirana klasifikacija tla usvojena je 1952.g. i danas je prihvaćena od većine
geomehaničkih ustanova u svetu
• po ovoj klasifikaciji, tla se dele u 6 osnovnih grupa, koje se po svojim fizičkim svojstvima
bitno razlikuju:
o šljunak, sa mineralnim sastojcima veličine zrna 60-2mm
o pesak, sa mineralnim sastojcima veličine zrna 2-0,06mm
o prašina, sa mineralnim sastojcima veličine zrna 0,06-0,002mm
o glina, sa mineralnim sastojcima veličine zrna ispod 0,002mm
o organsko tlo, nastalo raspadanjem organskih materija
o treset, vlaknasti sastojci biljnog porekla
Simboli
• simboli za označavanje glavne vrste materijala koji preovlađuju u tlu, koja daje glavna
svojstva, na primer šljunak, pesak, glina i dr.
• simboli koji označavaju neko karakteristično svojstvo tla (granulacija, plastičnost, i dr.)
Terenska identifikacija i klasifikacija tla
Simboli za glavne vrste tla
G Šljunak (engl. Gravel)
S Pesak (engl. Sand)
M Prašina (engl. Mo)
C Glina (engl. Clay)
O Organska prašina i
Organska glina (engl. Organic)
Pt Treset (engl. Peat)
Simboli za karakteristična svojstva tla
W
dobro granulisano, široke granice krupnoće zrna i znatne količine svih krupnoća u tim
granicama (engl. well)
P
slabo granulisano, uske granice krupnoće zrna; preovlađuje jedna krupnoća ili raspon
krupnoće, dok pojedine međukrupnoće nedostaju (engl. poor)
L
H
mala plastičnost, granica tečenja WL < 50% (engl. low)
velika plastičnost, granica tečenja WL > 50% (engl. high)
Simboli grupa za klasifikaciju tla
Unificirana (jedinstvena) klasifikacija tla (UCS sistem)
Identifikacioni opiti
• najbrži i najprostiji način za ocenu kojoj grupi pripada neko tlo je da se uzorak osuši i
pokuša da se pod prstima zdrobi:
o nekoherentna tla se odmah raspadaju
o glinovita tla se pod prstima drobe u manje komade, kada glina može postati tvrda
skoro kao kamen
• za identifikaciju tla, u cilju određivanja njegovih svojstava, postoji 8 jednostavnih opita:
Vizuelno određivanje veličine zrna šljunka i peska
• oblik i karakteristike zrna: pregledati i klasifikovati zrna šljunka i peska prema obliku,
konstatovati čvrstoću, prisustvo veziva, oštećenost površina usled atmosferskih uticaja, i dr.
• raspodela zrna po krupnoći: uzorak se rasprostire na ravnu površinu i osmatra raspodela
veličine zrna; ako su sve veličine dobro zastupljene, smatra se daje tlo dobro granulisano
(W), a ako preovlađuju jedna do dve frakcije, onda je slabo granulisano (P)
Identifikacioni opiti
Određivanje sadržaja sitnih frakcija
• za klasifikaciju krupnozrnog tla značajan je sadržaj primesa sitnih frakcija ispod 0,074mm
• ova količina može približno da se odredi na terenu ispiranjem uzorka vodom u situ otvora
0,074mm sve dok voda ne postane bistra i zatim procenom količine sitnog materijala
uklonjenog na ovaj način
• drugi postupak je opit taloženja koji se vrši na sledeći način: uzorak tla se stavi u menzuru
koja se zatim napuni vodom i dobro izmeša, a potom se ostavi da se materijal istaloži;
čestice veće od 0,074mm istalože se iz suspenzije za oko 20-30 sekundi, dok će se sitnije
čestice taložiti duže vreme; procena količine krupne i sitne frakcije može se izvršiti na
osnovu njihovih istaloženih zapremina u menzuri
Opit trešenja
• opit se izvodi naizmeničnim trešenjem na dlanu i gnječenjem među prstima jedne male
mokre grudve tla; pri trešenju se posmatra da li voda izbija na površinu dajući tlu sjajan ili
mutan izgled; uzorak se tada ponovo stisne među prstima, usled čega se voda izgubi i tlo
ponovo dobije mutan izgled, pri čemu se smanjuje vlažnost uzorka, on se stvrdnjava i
najzad mrvi pod povećanim pritiskom prstiju
Opit trešenja
• pojavljivanje i nestajanje vode pri trešenju i gnječenju naziva se ,,reakcija'', koja se javlja u tri
vida:
o brza reakcija: voda se pojavljuje i nestaje brzo, što ukazuje na nedostatak plastičnosti
o spora reakcija: voda se pojavljuje i nestaje sporo, što ukazuje na malo do srednje plastičnu
glinu
o nema reakcije: stanje vode ne pokazuje nikakvu promenu; trešenjem uzorak ne dobija
sjajnu površinu, gnječenjem ne postaje krući, što ukazuje na znatno do visoko plastičnu glinu
male propustljivosti
Opit pomoću sjaja
• predstavlja brzi dopunski opit za određivanje prisustva gline u tlu
• oštricom noža zaseče grudva suvog ili slabo vlažnog uzorka tla, i ako se na zasečenom materijalu
pojavi sjajna površina, ona ukazuje na visoko plastičnu glinu, dok mutna površina ukazuje na tlo
male plastičnosti
Opit plastičnosti
• odbace se krupna zrna preko 1,5mm, a od preostalog sitnozrnog materijala pokvasi se manja
količina, koja se gnječi prstima dok se potpuno ne izmeša, a potom se tako pripremljena masa
valja na nekoj ravnoj površini dok se ne izvalja u valjak prečnika oko 3mm; ovaj postupak se
ponavlja dok se valjak pri toj debljini ne počne da lomi, tj. do granice plastičnosti
Opit plastičnosti
• interpretacija rezultata opita plastičnosti vrši se na sledeći način:
o visoka plastičnost, koja se raspoznaje po tvrdom valjku od 3mm, koji može da se zbije u
grudvu na granici plastičnosti ili još manje vlažnosti, i da se i dalje gnječi bez mrvljenja
o srednja plastičnost, koja se raspoznaje po srednje tvrdom valjku od 3mm, ali se grudva
formirana od njega mrvi, pošto je dostignuta vlažnost na granici plastičnosti
o mala plastičnost, koja se raspoznaje po mekom valjku od 3mm, koji se lako lomi, mora se
valjati oprezno i nakon dostizanja granice plastičnosti, ne može se više zgrudvati pri daljem
gnječenju
o bez plastičnosti, kada se uzorak ne može da uvalja u valjak od 3mm
Opit lomljenja (opit suve čvrstoće)
• ovaj opit se vrši da bi se odredila čvrstoća tla u suvom stanju; izvodi se na uzorku koherentnog
tla isušenog na vazduhu, lomeći ga i mrveći pod prstima
• čvrstoća tla u suvom stanju interpretira se na sledeći način:
o nema čvrstoće: uzorak se odmah raspada pod pritiskom prstiju (neplastična tla)
o mala čvrstoća: uzorak se lako lomi pod pritiskom prstiju (tla male plastičnosti)
o srednja čvrstoća: uzorak pokazuje umerenu čvrstoću kada se lomi prstima (tla srednje
plastičnosti)
o velika čvrstoća, kada je tlo praktično nemoguće slomiti pod prstima (tla velike plastičnosti)
Miris i boja
• organska tla odmah po završetku bušenja, koja nisu prethodno bila izložena
atmosferskim uticajima, imaju obično specifičan oštar miris raspadnutih organskih
materija, koji se može da učini još primetnijim grejanjem prirodno vlažnog uzorka
• organske materije u tlu daju mu upadljivu tamnu boju
Opit kiselinom
• opit služi za određivanje količine kalcijum-karbonata u tlu, vrši se pomoću 2%
hlorovodonične kiseline, koja se pusti da padne sa 2-3 kapi na uzorak
• približno određivanje kalcijum karbonata vrši se po sledećoj tablici:
o ne šumi, ≤ 1% CaCO3 po težini,
o slabo kratko šumljenje, 1-2% CaCO3 po težini,
o jasno kratko šumljenje, 3-4% CaCO3 po težini,
o jako i dugo šumljenje, ≥ 5% CaCO3 po težini.
• tlo sa velikom čvrstoćom u suvom stanju, ako ne šumi pri opitu, predstavlja visoko
koherentno tlo, a ako jako šumi, onda se njegova velika čvrstoća u suvom stanju pripisuje
cementirajućem svojstvu CaCO3
Vrste stena
Čvrsto vezane stene
• stene kod kojih su veze između zrna kristalizacione, u vidu veoma tanke opne debljine oko 10-8
cm ili preko veziva-cementa koje delimično ili potpuno ispunjava prostor između zrna
• osnovna svojstva čvrsto vezanih stena zavise od vrste mineralnih sastojaka i njihove svežine, vrste
veziva, sklopa (struktura i tekstura) i različitih defekata stenske mase (uklopci, pukotine)
• prema čvrstoći veze izdvajaju se kamenite i polukamenite stene
• kamenite stene - poseduju veliku čvrstoću (50-500 MPa)
o malo su deformabilne i imaju veliku elastičnost
o u pogledu fizičkih izmena su otporne, a u pogledu hemijskih izmena otporne i srednje
otporne (krečnjaci, dolomititi, mermeri)
o ukoliko su kamenite stene ispucale i raspadnute njihova svojstva se pogoršavaju - povećava
se poroznost i vodopropustljivost, postaju deformabilnije
• polukamenite stene – sa kristalizacionom vezom između zrna, koja je znatno slabija od veze kod
kamenitih stena (laporci, glinci, gipsit, glineni škriljci)
o čvrstoća na pritisak uzoraka ovih stena je 5-50 MPa
o pri velikom opterećenju mogu da ispolje izvesnu stišljivost
o slabo su postojane na delovanje atmosferilija
o slabo su porozne i praktično vodonepropustljive
Download

Mehanika stena i tla