MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN podklady k přednáškám

doc. Ing. Kořínek Robert, CSc. Místnost: C 314 Telefon: 597 321 942 E-mail: [email protected] Internetové stránky: fast10.vsb.cz/korinek Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.


Klasifikace zemin a hornin pro inženýrské účely Klasifikace

Skupina

Třída

Slouží k tomu, abychom si pod určitým symbolem zeminy představovali přesně definované skupiny zemin, které mají konkrétní a velmi blízké vlastnosti, zjištěné na základě fyzikálně indexových laboratorních zkoušek, zkušeností a korelací. Získané charakteristické hodnoty parametrů zemin umožňují provést návrh založení stavební konstrukce, posouzení stability svahu, určit tlak zemin na konstrukci apod.

Základem klasifikace je mezinárodní klasifikace USCS – Unified soil classification system Z ní vychází: 1. Klasifikace zemin a hornin podle ČSN 73 1001 – Základová půda pod plošnými základy 2. Evropská norma EN ISO 14688 – 1 – Geotechnický průzkum a zkoušení – část 1. Pojmenování a zatřídění zemin

Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.


Klasifikace zemin (skalních hornin) podle ČSN 73 1001 – Základová půda pod plošnými základy Základová půda

Horniny jako základové půdy se v inženýrském smyslu označují jako zeminy, jestliže jsou nezpevněné nebo slabě zpevněné, na rozdíl od dobře zpevněných skalních hornin.

Základní rozlišující znak

Podle velikosti se rozlišují složky označení balvanitá složka

velikost částic > 200 mm

kamenitá složka

200 až 60 mm

štěrkovitá složka

60 až 2 mm

písčitá složka

2 až 0,06 mm

prachovitá složka

0,06 až 0,002 mm

jílovitá složka

< 0,002 mm

velmi hrubé částice

hrubé částice

jemné částice

Základní názvy a symboly soudržných a nesoudržných zemin 0

0,002 0,06 2 60 200 jemnozrnné zeminy hrubé zeminy velmi hrubé zeminy symbol F (fine soil) z diagramu plasticity upřesnění jíl hlína písek štěrk kameny balvany symbol C symbol M symbol S symbol G symbol Cb symbol B (clay) (mould) (sand) (gravel) (cobbles) (boulders)



Velmi hrubé částice (d > 60 mm) se vyjmou a stanoví se jejich hmotnostní podíl v zemině. Přítomnost b a cb složky do 20% celkové hmotnosti se popisuje jako příměs velmi hrubé zeminy. Zbytek zeminy se klasifikuje podle trojúhelníkového diagramu a podle poměrného zastoupení částic do 60 mm.

Trojúhelníkový diagram pro částice do 60 mm

JEMNÉ ČÁSTICE ŠTĚRK ŠTĚRK S PŘÍMĚSÍ F

Hrubozrnné zeminy

ŠTĚRK HLINITÝ NEBO JÍLOVITÝ

G

S

PÍSEK

G-

S-F

PÍSEK S PŘÍMĚSÍ JEMNOZRNNÉ

SF

GF

JEMNOZRNNÁ ZEMINA F ŠTĚRKOVITÁ G

Jemnozrnné zeminy

PÍSEK HLINITÝ NEBO JÍLOVITÝ

JEMNOZRNN ZEMINA FS PÍSČITÁ

JEMNOZRNNÁ ZEMINA F (M nebo C)



Upřesnění názvu a symbolu zemin podle doplňujících znaků 1. zeminy jemnozrnné – skupina F Kvalitativním znakem jemnozrnných zemin je plasticita, vyjádřená:

Rozlišovací znaky: a) čára A v Cassagrandeho plasticitním diagramu. Upřesňuje zeminy F na:

PLASTICITA L

I

IP index plasticity

NÍZKÁ

STŘEDNÍ

H

V

E

VYSOKÁ

VELMI VYSOKÁ

EXTRÉMNĚ VYSOKÁ

CE

JÍL

CV ME

CH CI CL

MV

HLÍNA

MH ML

MI

wL vlhkost na mezi tekutosti [%] Plasticitní diagram podle Cassagrandeho



b) podle meze tekutosti wL lze přidat doplňující symbol vyjadřující plasticitu

plasticita

symbol

mez tekutosti wL ≤ 35 %

nízká

35 – 50 %

střední

50 – 70 %

vysoká

70 – 90 %

velmi vysoká

≥ 90 %

extrémně vysoká

2. zeminy písčité – S, zeminy štěrkovité – G Rozlišujícím znakem zemin nesoudržných je:

tyto charakteristiky upřesňují hrubé zeminy na: •

dobře zrněné

•

špatně zrněné



¨ Trojúhelníkový diagram s označením 18 tříd zemin podle ČSN 73 1001







Zvláštní zeminy podle ČSN 73 1001 Chovají se odlišně v porovnání se zeminami podle zásad klasifikačního systému. Značí se doplňkovým písmenem: •

O–

•

T–

K prosedání může docházet u jemnozrnných zemin, vykytuje-li se některá z těchto podmínek: a) zemina je eolického původu, b) obsah prachové složky > 60 % hmotnosti suché zeminy c) obsah jílové složky < 15 % hmotnosti suché zeminy d) stupeň nasycení Sr < 0,7; mez tekutosti wL < 32 % Normové charakteristiky prosedavých typů zemin se stanovují podle výsledků zkoušek. •

U–

- zeminy uhličité - zeminy evaporitické (vrstvy halitu, hořečnatých a draselnatých solí apod.) - zeminy s výrazně metastabilní strukturou. Normové charakteristiky těchto zemin se vyšetřují individuálně se zřetelem k předpokládaným podmínkám působení.



Klasifikace zemin dle EN ISO 14688 Geotechnický průzkum a zkoušení Norma má dvě části:

Část 1: Pojmenování a popis zemin Pojmenování zemin se obvykle provádí podle blokového diagramu



Velikost zrn Zeminy se podle frakcí dělí na: • • •

Skupina zemin

Frakce Velký balvan

velmi hrubozrnná zemina

hrubozrnná zemina

jemnozrnná zemina

Značka

Velikost zrn [mm] > 630

Balvan

200 – 630 vč.

Kamen

63 – 200 vč.

Štěrk - hrubozrnný - střednězrnný - jemnozrnný Písek - hrubozrnný - střednězrnný - jemnozrnný Prach - hrubozrnný - střednězrnný - jemnozrnný Jíl

2,0 – 63 vč. 20 – 63 vč. 6,3 – 20 vč. 2,0 – 6,3 vč. 0,063 – 2,0 vč. 0,63 – 2,0 vč. 0,2 – 0,63 vč. 0,063 – 0,2 vč. 0,002 – 0,063 vč. 0,02 – 0,063 vč. 0,0063 – 0,02 vč. 0,002 – 0,0063 vč. < 0,002 vč.

Smíšené zeminy Zeminy smíšené se skládají z hlavních a druhotných frakcí. Jsou značeny: -

Podstatným jménem

-

Jedním nebo více přídavnými jmény



Hlavní frakce Hlavní hmotnostní frakce předurčuje inženýrské vlastnosti zeminy. V názvu je hlavní frakce uváděna velkými písmeny (včetně rozlišení hrubozrnný, střednězrnný, nebo jemnozrnný materiál – označení jedním velkým písmenem) názvy frakcí zemin mají vždy dvě písmena. V případě hlavní frakce je první písmeno velké, druhé malé – např. jemnozrnný prach FSi.)

Druhotné frakce Druhotné a další frakce nejsou určující, ale ovlivňují inženýrské vlastnosti zemin. Druhotná frakce, jako přídavná jména, musí být napsány (malými písmeny) společně s názvem popisujícím hlavní frakce v pořadí jejich významu: • • • • • • •

písčitý štěrk (sandy gravel) saGr, hrubě písčitý jemný štěrk (coarse sandy fine gravel) csaFGr, středně písčitý prach (medium sandy silt) msaSi jemně štěrkovitý hrubozrnný písek (fine gravelly coarse sand) fgrCSa, prachovitý jemný písek (silty fine sand) jemně štěrkovitý, hrubozrnně písčitý prach (fine gravelly, coarse sandy silt) fgrcsaSi, středně písčitý jíl (medizm sandy clay)

vrstevnaté zeminy mohou být napsány malými podtrženými písmeny po základní frakci zeminy (např. štěrkovitý jíl s vložkami písku (gravelly clay interbedded with sand) grClsa.)



Část 2: zásady pro zatřiďování Zatřiďování zemin do skupin musí probíhat pouze na základě složení zeminy. Na zatřiďování nemá vliv vlhkost ani ulehlost. V úvahu se berou především následující vlastnosti: • • • •

Frakce

Procento hmotnosti z celkové navážky

Název zeminy

Balvany

<5 5 až 20 > 20

s nízkým obsahem balvanů se středním obsahem balvanů s vysokým obsahem balvanů

Kameny

< 10 10 až 20 > 20

s nízkým obsahem kamenů se středním obsahem kamenů s vysokým obsahem kamenů

Pomocné hodnoty pro dělení minerálních zemin na základě obsahu rozdílných frakcí frakce štěrk písek

hlína + jíl (jemnozrnné zeminy)

obsah frakce ve wt % materiálu ≤ 63 mm 20 až 40 > 40 20 až 40 > 40 5 až 15 15 až 40 > 40

obsah frakce ve wt % materiálu ≤ 0,063 mm

< 20 ≥ 20 < 20 ≥ 20 < 10 10 až 20 20 až 40 > 40

jméno zeminy upravený hlavní název název štěrkové

štěrk

písčité

písek

mírně hlinité mírně jílovité hlinité jílovité jílovité hlinité

hlína hlína jíl jíl

Rozdělení je prováděno podle velikosti zrn přítomných v hrubších frakcích zeminy, určené z celkového zkušebního vzorku, a podle plasticity, určené z jemnější frakce vzorku. Klasifikace na základě zrnitosti (d < 63 mm) se provádí dle trojúhelníkového diagramu. Velmi hrubozrnné zeminy se klasifikují mimo tento diagram.



siCl

Trojúhelníkový diagram pro zrna menší než 63 mm 1 – obsah štěrku (G); 2 – obsah písku (S); 3 – obsah jemnozrnných zrn (F); 4 – obsah jílu (C); 5 – jemnozrnné zeminy; 6 – zeminy různé zrnitosti; 7 – hrubozrnné zeminy


MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Recommend Documents