Projekt 1716/2011

Aktualizace a rozšíření výuky předmětu experimentální analýza konstrukcí F1 / a

ZKOUŠKY ZEMIN

             zrnitost měrná hmotnost objemová hmotnost sypná hmotnost vlhkost stupeň nasycení ulehlost mez tekutosti mez plasticity číslo plasticity stupeň konzistence ekvivalent písku obsah organických příměsí      zhutnitelnost – Proctorova zkouška Kalifornský poměr únosnosti – CBR smyková pevnost stanovení PH propustnost namrzavost

ZKOUŠKY ZEMIN PEVNÁ FÁZE

   zrnitost měrná hmotnost obsah organických látek

PLYNNÁ FÁZE

  pórovitost objemová hmotnost

KAPALNÁ FÁZE

      vlhkost tekutost stupeň nasycení zeminy vodou mez tekutosti optimální vlhkost maximální objemová hmotnost podle Proctora

KLASIFIKACE ZEMIN

 je závislá základních fyzikálních vlastnostech zeminy 

vlhkost, mez tekutosti, mez plasticity, objemové hmotnosti, pórovitosti

dále na

granulometrickém složení, stupni namrzavost, technických vlastnostech zeminy

VLHKOST

ČSN CEN ISO/TS 17892-1 Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin Část 1: Stanovení vlhkosti zemin

množství vody obsažené v zemině, které odstraníme vysoušením zeminy při teplotě 105 až 110 ° C

NENÍ VLASTNOST

ale

STAV

VLHKOST:

potřebná zařízení

Váženka Váhy s přesností 0,03 g

VLHKOST:

potřebná zařízení

Sušárna

VLHKOST:

zkušební postup

     hmotnost prázdné váženky přidat vzorek zeminy hmotnost váženky se vzorkem vysušení do ustálené hmotnosti hmotnost vysušeného vzorku a váženky

VLHKOST w = (m 1 – m 2 ) / (m 1 – m c ) m 1 … hmotnost váženky a vzorku v g m 2 … hmotnost váženky v g m c … hmotnost váženky v g Pozn. velikost navážky je závislá na velikosti max. zrna

MEZ PLASTICITY 

Je definována jako vlhkost w P , při níž je zemina ve stavu plastickém až polopevném, zemina je natolik vysušená, že ztrácí svou plasticitu



Je definována vlhkostí, při které váleček o průměru 3 mm vyválený ze zkoušené zeminy se začíná drobit na kousky 8 až 10 mm dlouhé.

MEZ PLASTICITY

ČSN CEN ISO/TS 17892-1 Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin – Část 12 : Stanovení konzistenčních mezí ČSN 72 1013 Laboratorní stanovení meze plasticity zemin

MEZ PLASTICITY:

potřebná zařízení

Váženka Váhy s přesností 0,03 g

MEZ PLASTICITY:

potřebná zařízení

Sušárna

MEZ PLASTICITY:

zkušební postup

      zkušební vzorek o hmotnosti cca 20 g zemina se musí ponechat na desce schnout, dokud nebude natolik plastická, aby byla formovatelná do tvaru koule.

zkušební vzorek se musí rozdělit na dva zkušební vzorky o hmotnosti cca 10 g. Na každém z nich musí proběhnout samostatné stanovení. Každý ze dvou dílčích vzorků musí být rozdělen do čtyřech rovnoměrných částí a z každou z těchto částí se má zacházet následovně.

Zemina se musí hníst mezi prsty, aby se rovnoměrně rozložila vlhkost a následně se musí formovat mezi ukazováčkem a palcem každé ruky do válečků o průměru zhruba 6 mm. Tyto válečky se musí po té válet mezi prsty ruky od špička po druhý kloub a povrchem válecí desky. Výroba válečků se musí opakovat, dokud se válečky s průměrem blížícím se 3 mm, kontrolovaným porovnáním se šablonou, nerozpadávají jak v podélném, tak v příčném směru. Části rozpraskaných válečků zeminy s vlhkostí na mezi plasticity se musí sesbírat a umístit do vhodné nádoby (váženky), která se musí okamžitě uzavřít.

MEZ PLASTICITY:

potřebná zařízení

srovnávací šablony nůž Skleněná deska

MEZ TEKUTOSTI 

mez tekutosti:

w L

, empiricky stanovená vlhkost, při které zemina přechází ze stavu tekutého do stavu plastického



vlhkost, která odpovídá 10 mm penetraci kužele při použití kužele 60 g/60º, nebo vlhkost, která odpovídá 20 mm penetraci kužele při použití kužele 80 g/30º.

MEZ TEKUTOSTI

ČSN CEN ISO/TS 17892-1 Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin – Část 12 : Stanovení konzistenčních mezí ČSN 72 1014 Laboratorní stanovení meze tekutosti zemin

MEZ TEKUTOSTI:

potřebná zařízení

Váženka Váhy s přesností 0,03 g

MEZ TEKUTOSTI:

potřebná zařízení

Sušárna

MEZ TEKUTOSTI:

zkušební postup

      připravit pastu (zkušební vzorek) nastavit hrot kužele na povrch zeminy. kužel musí být uvolněn a ponechán ve spuštěné pozici po dobu 5 s ± 1 s konečná pozice kuželu musí být zaznamenána s přesností 0,1 mm penetrační zóny kužele musí být odebrán vzorek (± 10 g) a má se na něm stanovit vlhkost celý postup penetrační zkoušky se musí opakovat nejméně třikrát za použití stejného zkušebního vzorku, avšak s jinými vlhkostmi

MEZ TEKUTOSTI:

potřebná zařízení

kužel

MEZ TEKUTOSTI:

vyjádření výsledků

MEZ TEKUTOSTI:

vyjádření výsledků

MEZ TEKUTOSTI

ČSN 72 1014 Laboratorní stanovení meze tekutosti zemin

Casgrandeho přístroj

MEZ TEKUTOSTI

ČSN 72 1014 Laboratorní stanovení meze tekutosti zemin

Koláček zeminy, rozdělení nožem, 2 otáčky za vteřinu, dopad z výšky 1 cm, slití koláčku na 12,5 mm (15-35 úderů, výsledek 25 úderů)

ČÍSLO PLASTICITY

Ip = w L - w p I p … číslo plasticity w L … mez tekutosti w p … mez plasticity Ip = 40 – 20 = 20 Ip = 60 – 20 = 40

Index plasticity charakterizuje schopnost dané zeminy vázat vodu, aniž dojde ke změně stavu zeminy.

STUPEŇ KONZISTENCE I c = (w l - w) \ I p I c … stupeň konzistence I p … číslo plasticity w L … mez tekutosti w… vlhkost zeminy

ZRNITOST

Stanovení zrnitosti je jednou z nejdůležitějších identifikačních zkoušek zemin. Klasifikace zemin je založena především na zrnitosti. K zrnitosti zemin se vztahuje řada geotechnických a hydrogeologických vlastností zemin.

ČSN CEN ISO/TS 17892-4 Geotechnický průzkum a zkoušení – Laboratorní zkoušky zemin – Část 4: Stanovení zrnitosti zemin

ZRNITOST

pro zeminy s menším zrnem jak 125 mm pro zeminy s obsahem částic nad 90 % většího průměru 0,063 mm – zkouška proséváním pro zeminy s obsahem částic nad 10 % menšího průměru 0,063 mm – zkouška prosévání +

sedimentace

ZRNITOST: rozsítování – mokrá cesta

Zkušební vzorek Kvartace Vysušení Zvážení vzorku Rozmočení vzorku

ZRNITOST: rozsítování – mokrá cesta

Promytí zkušebního vzorku přes síta 2 mm a 0,063 mm vysušení zvážení vyhodnocení rozsítování

ZRNITOST: sedimentace

Zkušební vzorek Výroba disperze rozsítování Stanovení vlhkosti

ZRNITOST: sedimentace

suspenze promíchání měření hustoměrem

ZRNITOST: sedimentace Čtení hustoměru v různých (definovaných) časech

ZRNITOST: sedimentace

Stokesův zákon

ZRNITOST: sedimentace

Hmotnostní podíl částic

ZRNITOST: sedimentace

Výsledná čára zrnitosti hustoměrná zkouška sítování

NAMRZAVOST ZEMIN Orientačně lze určit namrzavost zeminy podle zrnitosti zeminy.

NAMRZAVOST ZEMIN

NAMRZAVOST ZEMIN

ZHUTNITELNOST – ZKOUŠKA PROCTOROVA •

Závislost mezi vlhkostí w

opt

a objemovou hmotností vysušeného vzorku ρ

d

.

ČSN EN 13286-2 Nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy – Část 2: Zkušební metody pro stanovení laboratorní srovnávací objemové hmotnosti a vlhkosti – Proctorova zkouška

ZHUTNITELNOST ZEMINY • -

Zhutnitelnost zeminy je ovlivněna mnoha faktory: granulometrické složení, tvar zrn, pevnost zrn, podíl výplně jemných částic, vlastnosti výplně jemných částic, vlhkost a další.

ZHUTNITELNOST ZEMINY

Proctor standard 0,6 MJ/m 3 Proctor modifikovaný 2,7 MJ/m3

ZHUTNITELNOST ZEMINY

3 druhy rozměrů A: d=100, h=120 mm B: d=150, h=120 mm C: d=250, h=200 mm

ZHUTNITELNOST ZEMINY

3 druhy pěchů A: m=2,5 kg, d=50 mm, h=305 mm B: m=4,5 kg, d=50 mm, h=457 mm C: m=15 kg, d=125 mm, h=600 mm

ZHUTNITELNOST ZEMINY

4 metody A: moždíř 101.5 mm, zemina propadlá 5 mm B: moždíř 101.5 mm, zemina propadlá 16 mm C: moždíř 152 mm, zemina propadlá 5 mm D: moždíř 152 mm, zemina propadlá 5 mm STANDARD: pěch 2.5 kg, výška 300 mm, tři vrstvy 25 úderů (A,B), tři vrstvy 56 úderů (C,D) MODIFIKOVANÁ: pěch 4.5 kg, výška 450 mm, pět vrstev 25 úderů (A,B), pět vrstev 56 úderů (C,D)

ZHUTNITELNOST – PROCTOR  = (m 2 – m 1 ) x 1000/ V  d = (100 x  ) / (w + 100) m 2 m 1 … hmotnost hrnce s vlhkým vzorkem … hmotnost hrnce w … vlhkost vzorku  d … objemová hmotnost suché zeminy  … objemová vlhkost vlhké zeminy

CBR = (p / p s ) 100 CBR x IBI

Poměr odporu zeminy proti vniknutí ocelového trnu o průměru 50 mm. Rychlost penetrace je 1.27 mm/min. Slouží pro hodnocení pevnosti podloží. Zkouška probíhá za optimální vlhkosti. Srovnávací hodnoty jsou na úrovni 2,5 a 5 mm. Velikost srovnávacích sil je 12 kN a 20 kN.

ČSN EN 13286-47 Nestmelené směsi a směsi stmelené hydraulickými pojivy – Část 47: Zkušební metody pro stanovení kalifornského poměru únosnosti, okamžitého indexu únosnosti a lineárního bobtnání

CBR x IBI

CBR (Kalifornský poměr únosnosti: index užívaný pro stanovení charakteristik únosnosti směsi, stanovený ihned po zhutnění nebo po době zrání IBI (okamžitý poměr únosnosti: okamžitá hodnota Kalifornského poměru únosnosti stanovená bez zatěžovacího prstence

CBR x IBI: potřebná zařízení  Proctorova forma B  pěch A nebo B  váhy  zařízení pro stanovení vlhkosti  válcový penetrační trn o průměru 50 mm  lis s rychlostí penetrace 1,27 mm/min

CBR x IBI: podmínky zrání  Stav, kdy se zabrání odpařování vody (klimatizační komora, vosk, umístění na formu a utěsnění, jiný postup)  Stav, který umožní nasycení vzorku (ponoření do vody)  Stav, kdy se zabrání odpařování po nasycení vzorku

CBR x IBI

CBR zemina

CBR x IBI