Pracovní list č.2: Vlastnosti zemin
Zrnitost zemin
1
Zrnitost zemin se zjišťuje zkouškou zrnitosti, která se provádí 2 způsoby:


Zrna většího průměru než 0,06 mm lze získat proséváním na řadě sít různé velikosti
Zrna do velikosti 0,06 mm se stanoví hustoměrnou metodou
Výsledkem měření je křivka zrnitosti, což je součtová čára. Jednotlivé frakce jsou pojmenovány podle
velikosti zrn,
Analýza křivky zrnitosti
a. Velmi hrubé částice
 Balvany (Boulders)
B
velikost zrn > 200 mm
 Kamenivo (Cobbles) Cb
velikost zrn = 200 mm až 60 mm
b. Hrubé částice
 Štěrk (Gravel)
G
velikost zrn = 60 mm až 2 mm
(hrubý 20 až 60 mm, střední 6 až 20 mm, jemný 2 až 6 mm)
 Písek (Sand)
S
velikost zrn = 2 mm až 0,02 mm
(hrubý 0,6 až 2 mm, střední 0,2 až 0,6 mm, jemný 0,06 až 0,02 mm)
c. Jemné částice F
 Prach (Silt)
M
velikost zrn = 0,02 mm až 0,002 mm
 Jíl (Clay)
C
velikost zrn < 0,002 mm
Na křivce zrnitosti se určují charakteristické průměry zrn d10, d30, d60. Jsou to průměry zrn odpovídající
10%, 30% a 60% propadu na křivce zrnitosti. Zrno d10 je považováno za efektivní zrno.
Číslo nestejnozrnitosti
Číslo nejstejnozrnitosti Cu =



Cu < 5
Cu = 5 - 15
Cu > 15
; popisuje zeminy z hlediska rozložení frakcí na křivce zrnitosti.
zemina stejnozrnná
zemina středně nestejnozrnná
zemina nestejnozrnná
Číslo křivosti
Číslo křivosti Cc =
; popisuje křivost zrnitostní křivky
SPŠ stavební, Praha 1, Dušní 17
Výukový materiál pro předmět GZS
Pracovní list č.2: Vlastnosti zemin
2
Křivka zrnitosti
Objemové hmotnosti
Objemová hmotnost zeminy je hmotnost jednotkového objemu, který se skládá z pevných částic a
pórů, vyplněných částečně nebo úplně vodou, případně pouze vzduchem.

Objemová hmotnost přirozeně vlhké zeminy (bývá cca 2000 kg.m-3)


m
V
Objemová hmotnost vysušené zeminy (vzorek na 24 nebo 48 hodin do pece (105°C))
mS
V
D 

Měrná hmotnost zrn (bývá cca 2700 kg.m-3)
S 

mS
VS
Hmotnost zeminy plně nasycené vodou (saturované)
 sat 
msat mS  VP  w

 D  n  w
V
V
kde n je pórovitost, w = 1000 kg.m-3
SPŠ stavební, Praha 1, Dušní 17
Výukový materiál pro předmět GZS
Pracovní list č.2: Vlastnosti zemin
Další fyzikální vlastnosti

Pórovitost – objemová charakteristika obsahu pevné fáze. Písky – pórovitost 30-40%, jíly 3050%.
VP

 1 D
V
S
n

%
Číslo pórovitosti – určuje vzájemný poměr objemů pevných částic a pórů
e

3
VP
n

VS 1  n

Tíha zeminy
G  mg

Měrná tíha zeminy (analogicky S, sat, D…)
  g

N.m 
3
Objemová tíha zeminy pod vodou (působí na ni vztlak => též objemová tíha zeminy
nadlehčené vodou)
 su   sub    sat   w  (1  n)( S   w )   D  (1  n) w

Stupeň nasycení vodou - charakteristika množství vody, které vyplňuje póry zeminy. Hodnoty
mezi 0 a 1.
Sr 
Vw    D

VP
n  w
Sr = 0
Sr < 0,25
Sr  <0,25, 0,8>
Sr > 0,8
Sr = 1


zemina suchá, póry vyplněny plynem
zemina zavlhlá
vlhká zemina
velmi vlhká zemina
zemina vodou nasycená (saturovaná), póry vyplněny vodou
Vlhkost – hmotnostní nebo objemová (málo se užívá)
w
mw    D

mD
D
SPŠ stavební, Praha 1, Dušní 17
%
Výukový materiál pro předmět GZS
Pracovní list č.2: Vlastnosti zemin
4
Indexové charakteristiky zemin
Indexové charakteristiky zemin - slouží ke zjištění plasticity, konzistence a ulehlosti
Konzistence
Charakteristika zemin soudržných

Stupeň konzistence
IC 
wL  w
wL  wP
wL je Atterbergova vlhkostní mez tekutosti (vlhkost na mezi tekutosti)
wP je Atterbergova vlhkostní mez plasticity (vlhkost na mezi plasticity)
w je vlhkost, při které stanovujeme konzistenci
IC = 0 => w = wL
IC = 1 => w = wP
IC > 1
IC  <0,5, 0,1>
IC  <0,05, 0,5>
IC < 0,05

konzistence pevná až tvrdá
konzistence tuhá
konzistence měkká
konzistence kašovitá až tekutá
Atterbergova zkouška meze plasticity:
Vyrobím ze zeminy váleček, vyválím ho na 3 mm tlustý. Je-li příliš suchý, roztrhá se. Je-li příliš vlhký,
lze ho vyválet i na víc. Když jde vyválet akorát na 3 mm => wP.

Atterbergova mez tekutosti:
Do misky vložíme vzorek zeminy kašovité konzistence, vzorek rozdělíme normovým nožem na 2 části a
spouštíme misku z výšky 1 cm na podložku. Pokud se hromádky zeminy spojí přesně po 25 úderech na
délku 12,5 mm, jsme na mezi tekutosti.
SPŠ stavební, Praha 1, Dušní 17
Výukový materiál pro předmět GZS
Pracovní list č.2: Vlastnosti zemin
Propustnost zemin
Proudění vody v zeminách – voda proudí póry (různé tvary, velikosti). Rychlost proudění je všude jiná.
Zjišťujeme množství vody proteklé zeminou za jednotku času.
Filtrační součinitel k (koeficient propustnosti)
Vyjadřuje propustnost vody při určitém tlakovém gradientu. Je mírou odporu, který zeminy klade
prosakování. Na jeho velikost má vliv zrnitost zeminy, zhutnění a vlastnosti prosakující vody.
k = m · 10-n [m/s], n je celé číslo
Vzlínavost vody
U zemin s póry menšími než 0,2 mm. Zjišťuje se v laboratořích pomocí kapilároměru. Kapilární výška
závisí na druhu zemina, např. hrubé písky cca 10 cm, hlinité písky cca 2 m, jíly až 50m.
Stlačitelnost zemin
Důležitá vlastnost při stavbu násypů, souvisí s pórovitostí. Soudržné zeminy se stlačují dlouho a velmi
pomalu (až několik let), naopak nesoudržné se stlačují rychle, ale méně. Stlačitelnost zjišťujeme
laboratorní zkouškou na oedometru a určujeme eoedometrický modul přetvárnosti E oed nebo
součinitel stlačitelnosti c.
Únosnost zemin
Pevnost zeminy je dána odporem ve smyku, tato vlastnost je důležitá pro posuzování zeminy
výkopových a násypových těles. Úhel vnitřního tření závisí na velikosti zrn zeminy, ulehlosti zeminy a
vlhkosti zeminy. U nesoudržných zemin je pevnost dána úhlem vnitřního tření, který se rovná úhlu
přirozeného sklonu zeminy. U soudržných zemin je pevnost dána úhlem vnitřního tření a soudržností
mezi jednotlivými zrny. Úhel se značí φ (fí) a u nesoudržných zemin je 25° - 35°, u soudržných
10° - 30°. Zkoušky provádíme laboratorně na prostém nebo tříosém smykovém přístroji.
SPŠ stavební, Praha 1, Dušní 17
Výukový materiál pro předmět GZS
5
Download

Pracovní list č.2.pdf