Hustota půdy je fyzikální charakteristika půdy, která odráží hmotnost půdy na jednotku objemu. Tato charakteristika se měří v kilogramech na metr krychlový (kg/m3) nebo gramech na centimetr krychlový (g/cm3).
Parametr umožňuje vyhodnotit pevnost písčitých, jílovitých a skalnatých půd a odolnost vůči zatížení a také určit potřebu dalších konstrukcí.
- Co ovlivňuje hustota půdy?
- Metody stanovení hustoty půdy
- Indikátor hustoty půdy pro projektanty
Co ovlivňuje hustota půdy?
V závislosti na mineralogickém složení, vlhkosti a pórovitosti se hustota půdy zvyšuje nebo snižuje, indikátor se zvyšuje s vysokou vlhkostí. Snižuje se se zvyšujícím se organickým obsahem a pórovitostí
Projektanti používají hustotu jako přímý výpočtový ukazatel při výpočtu tlaku v domácnosti, tlaku na opěrnou zeď, při výpočtu stability sesuvných svahů a svahů, sedání konstrukcí, rozložení napětí v základových půdách pod základy a při stanovení objemu výkopových prací.
Jaké vlastnosti jsou ovlivněny indikátorem hustoty během návrhu:
- odolnost povrchu vozovky;
- spolehlivost základů;
- náklady na projekt;
- odolnost vůči změnám prostředí;
- pevnost konstrukce;
- rychlost instalace;
- náklady na zhutňování;
- dopad na životní prostředí.
Metody stanovení hustoty půdy
Technika se volí na základě úkolu. U půd v rozmrzlém stavu se nejčastěji používá řezný prstenec a metoda vážení vody. Pro stanovení hustoty skeletu (suché) půdy se používá výpočtová metoda, pro stanovení hustoty částic pyknometrická metoda.
Metoda řezného kroužku
Metoda je založena na pronikání tohoto prstence do půdy a kombinaci hmoty zeminy, která byla prstencem odstraněna. Měření lze použít k výpočtu hustoty suché půdy.
Metoda vážení vody
Pomocí této metody lze měřit objemovou hmotnost soudržných zemin. Včetně těch, které nelze obklíčit kvůli jejich sklonu k destrukci.
Metoda výpočtu
Hustota půdního skeletu se vypočítá na základě:
- vlhkost a hustota přirozeného stavu;
- poměr hmotnosti zcela vysušené půdy k jejímu objemu v přirozeném stavu.
Hustota půdního skeletu je klíčovým ukazatelem pro stanovení pórovitosti a koeficientu pórovitosti, jakož i pro posouzení stupně zhutnění jílovitých půd.
Pyknometrická metoda
Tato metoda umožňuje určit hustotu pevných částic půdy. Je založen na použití skleněné baňky – pyknometru, která je naplněna zeminou a kapalinou.
Přihlaste se na 15minutovou schůzku
S vedoucím oddělení a diskutujte o tom, jak úspěšně realizovat svůj projekt!
Indikátor hustoty půdy pro projektanty
Návrháři používají tento indikátor, aby zajistili, že půda odolá zatížení, kterému bude vystavena. Při stavbě základů a silničních základů se pomocí celkové hustoty vypočítá následující:
- očekávané smrštění;
- potřeba dodatečného zhutnění;
- přípustné zatížení.
Hustota pomáhá vypočítat tlak, který bude půda vyvíjet na základové zdi. Projektanti také počítají objemovou hmotnost.
Potřebujete-li zjistit hustotu zeminy a další fyzikální vlastnosti zemin za účelem vypracování projektové dokumentace, kontaktujte nás! Hektar Group má vlastní půdní laboratoř s vybavením Geotech a týmem specialistů.
Stanovení hustoty půdy Hustota je fyzikální vlastnost půdy, odhadovaná poměrem její hmotnosti k objemu. Vyjadřuje se v kilogramech na centimetr krychlový (kg/cm3). Hustotu je třeba odlišit od specifické hmotnosti. Měrná hmotnost je poměr hmotnosti tělesa k jeho objemu a měří se v Newtonech na metr krychlový (N/m3).
Hustota závisí na minerálním složení, pórovitosti a vlhkosti. Čím více těžkých minerálů, tím je větší, a naopak čím více organických sloučenin, tím menší je jeho hodnota. S rostoucí vlhkostí se zvyšuje i hustota, která dosahuje maxima, když jsou póry zcela naplněny vodou. Čím větší je pórovitost, tím menší bude její hodnota.
Typy hustot půdy
Existuje několik typů hustoty půdy. Kromě té „obyčejné“, která mimochodem zohledňuje hmotnost jak samotné půdy, tak vody umístěné v pórech, se rozlišuje řada dalších veličin.
Hustota suché půdy je poměr hmotnosti suché půdy (bez vody v jejích pórech) k jejímu objemu (včetně pórů).
Hustota půdních částic je poměr hmotnosti suché půdy (bez vody) k objemu její pevné složky.
Stanovení hustoty půdy metodou řezného prstence
Tato metoda je použitelná pro půdy, které lze snadno řezat nožem: jíly, hlíny, písčité hlíny a písky. Práce se provádějí v souladu s GOST 5180-84.
Nejprve vyberte řezací prstenec-vzorkovač v závislosti na typu půdy. Kroužky jsou očíslovány, změřeny s přesností na 0.1 mm a zváženy (m0). Dále se vypočítá objem kroužků s přesností na 0.1 cm3 (V).
Poté se odeberou hladké desky z pevného materiálu (sklo, kov atd.), které se také očíslují a zváží (m1). Kroužky jsou mazány vazelínou nebo jiným lubrikantem.
Dále odeberte vzorek půdy, očistěte jej a povrch urovnejte nožem. Na něj se nainstaluje kroužek a zatlačí se do země pomocí šroubového lisu nebo ručně, čímž se fixuje hranice zkušebního vzorku. Poté se půda odřízne 5–10 mm pod řeznou hranou prstence, čímž se vytvoří sloupec o průměru o 1–2 mm větším, než je vnější průměr prstence. Postupně se prstenec zcela naplní, přebytečná půda se odstraní a povrch se vyčistí v jedné rovině s okraji prstence. Konce jsou pokryty deskami.
Pokud je půda sypká nebo velmi plastická, nabírá se zespodu plochou špachtlí.
Poté se prstenec se zeminou a deskami zváží (m2) a vypočte se hustota podle vzorce: ρ=(m2-m0-m1)/V.
Stanovení hustoty půdy metodou voskování
Pro stanovení hustoty soudržných zemin se používá metoda voskování (GOST 5180-84).
Z monolitu se vyřízne kulovitý vzorek o objemu minimálně 50 cm3. Sváže se tenkou pevnou nití s volným koncem a očkem na konci (k zavěšení na váhu) a zváží se (m0).
Parafín se zahřeje na teplotu 57-60 stupňů, poté se do něj vzorek ponoří na 2-3 sekundy. Před vytvrzením je nutné odstranit vzduchové bubliny. Takže ji „namáčou“, dokud není kulička pokryta hustou parafínovou skořápkou. Ochlazený vzorek se zváží (m1).
Poté je třeba jej zvážit ve vodě a určit objem vytlačené vody. K tomu umístěte nádobu s vodou nad misku váhy, aby se její hmota nepřenášela na paprsek váhy. Potom se vzorek suspenduje a ponoří do vody; měla by se úplně ponořit, ale neměla by se dotýkat dna a stěn. Hmotnost vzorku se značí m2.
Pro kontrolu těsnosti parafínového koláče se vzorek odsaje filtračním papírem a znovu se zváží. Pokud se hmotnost zvýšila o více než 0.02 g, měla by být zamítnuta.
Hustota se vypočítá podle vzorce: ρ=m0*ρp*ρw/(ρp(m1-m2)- ρw(m1-m0)), kde ρp je hustota parafínu (0.900 g/cm3); ρw je hustota vody při zkušební teplotě.
Stanovení hustoty horniny
Hustota kamenité půdy se zjišťuje přímým měřením, pokud z ní lze vyříznout vzorek správného geometrického tvaru.
Obvykle se vyřízne krychle, obdélník nebo válec. Pomocí posuvného měřítka jsou všechny jeho rozměry měřeny s přesností na 0.01 cm.Měření se provádí několikrát v různých směrech, poté se vypočítá objem pomocí průměrných hodnot.
Poté se provede vážení s přesností 0.01 g, poté se vypočte hustota.
