Bodenklassifizierung und -identifizierung (mit Diagramm)

Einführung

Das Verhalten von Böden unter äußeren Belastungen hängt hauptsächlich von der Partikelgröße und der Partikelanordnung ab. Es ist daher sehr wichtig, die Größe, Form und Gradation der Bodenteilchen zu untersuchen. Der Boden wird nach der Größe seiner Partikel klassifiziert. Der Zweck der Bodenklassifizierung besteht darin, verschiedene Arten von Böden nach ihren technischen Eigenschaften in Gruppen einzuteilen.

Partikelgröße:

Einzelne feste Teilchen in einem Boden können unterschiedliche Größen haben, und diese Eigenschaft des Bodens kann einen erheblichen Einfluss auf seine technischen Eigenschaften haben. Die Größe von Partikeln, die Böden bilden, kann von Felsbrocken bis zu großen Molekülen variieren.

Die grobkörnigeren Bodenpartikel als 0, 075 mm bilden den groben Bruchteil der Böden. Feinere Partikel als 0, 075 bilden die feinere Fraktion der Böden. Grobe Anteile des Bodens bestehen aus Kies und Sand. Schlick und Ton sind die feinen Fraktionen der Böden.

Der Boden wird anhand der Partikelgröße klassifiziert. Es werden verschiedene Partikelgrößenklassifizierungen verwendet.

Einige dieser Klassifizierungssysteme sind unten aufgeführt:

(i) US-Büro für Bodenklassifizierungssystem:

Abbildung 3.1 zeigt die Partikelgrößen und entsprechenden Bodentypen gemäß dieser Klassifizierung.

Partikelform:

Die Form der Partikel hilft bei der Bestimmung der Bodenbeschaffenheit. Die Form der Partikel variiert von sehr eckig bis gut rund. Winkelförmige Partikel befinden sich im Allgemeinen in der Nähe des Gesteins, aus dem sie gebildet werden. Winkelpartikel haben eine höhere Scherfestigkeit als abgerundete, da es schwieriger ist, sie übereinander gleiten zu lassen.

In Abhängigkeit von dem Verhältnis von Länge, Breite und Dicke werden die Partikel als klassifiziert:

(i) sperrige Teilchen:

Wenn die Länge, Breite und Dicke der Partikel in derselben Größenordnung liegen, werden die Partikel als voluminös bezeichnet. Kohäsionsfreie Böden haben sperrige Partikel.

Sperrige Teilchen werden weiter klassifiziert als:

Winkel, Unterwinkel, Untergerundet, gerundet und gut gerundet (Abbildung 3.4)

(a) Platte wie flockig

(b) länglich (nadelartig)

(ii) flockige Teilchen:

Flockige Partikel werden auch plattenartige Partikel genannt. Diese Partikel sind meistens in kohäsiven Böden vorhanden und im Vergleich zu Länge und Breite extrem dünn. Fig. 3.5 (a) zeigt flockige Teilchen.

(iii) längliche Teilchen:

Längliche Bodenteilchen sind wie hohle Stäbe. Es handelt sich um eine spezielle Art von Partikeln, die in Tonmineralien, z. B. Halloy-Standort, Torf, Asbest usw., verfügbar sind. Abbildung 3.5 (b) zeigt langgestreckte Partikel.

Einfluss der Form auf die technischen Eigenschaften:

Die technischen Eigenschaften von Böden werden durch die Partikelform beeinflusst. Winkelpartikel haben eine höhere Scherfestigkeit als abgerundete, weil sie der Verschiebung widersteht. Winkelpartikel neigen zum Bruch. Grobkörnige Böden haben sperrige Partikel.

Diese Böden können im statischen Zustand schwere Lasten tragen. Die Ansiedlung solcher Böden ist bei Vibrationen stärker. Flockige Partikel sind stark komprimierbar, so dass der Tonboden, der diese Partikel enthielt, sehr komprimierbar ist. Diese Bodenteilchen verformten sich unter statischer Belastung leicht. Lehmböden sind bei Vibrationen stabiler.

Abstufung des Bodens:

Die Gradation beschreibt die Verteilung der verschiedenen Partikelgrößen in einer Bodenprobe. Die Partikelgrößenverteilungskurve wird verwendet, um die Einstufung des Bodens zu definieren.

Eine Bodenprobe kann entweder sein:

(a) Gut bewertet

(b) schlecht bewertet

(c) Lücke abgestuft

(a) gut bewertet:

Eine Bodenprobe gilt als gut abgestuft, wenn alle Materialgrößen vorhanden sind.

(b) schlecht bewertet:

Bei schlecht abgestuften Böden handelt es sich um eine Bodenprobe, bei der die meisten Partikel etwa gleich groß sind.

(c) Abstand bewertet:

Eine Bodenprobe wird als Lücken eingestuft, wenn mindestens eine Partikelgröße vollständig darin fehlt. Spaltgradierte Böden werden manchmal als eine Art schlecht klassifizierten Bodens angesehen.

Einfluss der Abstufung auf technische Eigenschaften von Böden:

Die Abstufung von Böden beeinflusst die technischen Eigenschaften wie Scherfestigkeit, Kompressibilität usw. Gut abgestufte Böden haben eine stärkere Verzahnung zwischen den Partikeln und damit einen höheren Reibungswinkel als schlecht abgestufte Böden. Die Komprimierbarkeit von gut klassifizierten Böden ist fast keine, und die von schlecht abgestuften Böden sind mehr als die von gut abgestuften Böden. Daher ist die Durchlässigkeit eines schlecht abgestuften Bodens höher als die eines gut abgestuften Bodens. Gut sortierte Böden eignen sich besser für den Bau als schlecht abgestufte Böden.

Partikelgrößenverteilungskurve:

Sie wird auch als Gradationskurve bezeichnet und repräsentiert die Verteilung von Partikeln unterschiedlicher Größe in der Bodenprobe. Es ist eine graphische Darstellung der Ergebnisse der Siebanalyse auf einem Sami-Log-Papier, wobei der Prozentsatz auf der arithmetischen Skala als Ordinate und die Teilchengröße als Abszisse auf der log-Skala angegeben sind. Abbildung 3.6 zeigt die Partikelgrößenverteilungskurve. Kurven auf der linken Seite des Diagramms, z. B. Boden A, weisen auf feinkörnige Böden hin, während auf der rechten Seite der Kurve, z. B. Boden B, grobkörnige Böden angezeigt werden.

Steile Kurven, wie der Boden C, zeigen Boden mit einem engen Bereich von Partikelgrößen an, dh schlecht klassifizierte Böden. Flache Kurven, wie der Boden D, enthalten einen breiten Bereich von Partikelgrößen, dh gut abgestufte Böden. Kurven, in denen nahezu flache Zonen wie der Boden E beobachtet werden, sind von Böden mit Spaltgrad. Die Teilchendurchmesser, die bestimmten prozentualen Durchlasswerten für einen bestimmten Boden entsprechen, werden als D-Größen bezeichnet. Beispielsweise stellt D ₁₀ eine solche Größe dar, dass 10% der Partikel feiner als diese Größe sind.

Der Einheitlichkeitskoeffizient Cu und der Krümmungskoeffizient Cc sind die Parameter, die auf der D-Größe basieren, um die Abstufung zu definieren. Gleichmäßigkeitskoeffizient und Krümmungskoeffizient

Wo d

Cu = D ₆₀ / D ₁₀

Cc = (D ₃₀ ) ² / D ₁₀ × D ₆₀

Woher,

D ₁₀ - Teilchendurchmesser, bei dem 10% der Bodenmasse feiner als diese Größe sind

D ₃₀ _ Teilchendurchmesser, bei dem 30% der Bodenmasse feiner sind als

D ₆₀ - Teilchendurchmesser, bei dem 60% der Bodenmasse feiner sind als diese Größe.

Gut abgestufte Böden haben hohe _Cu- Werte und schlecht abgestufte Böden haben niedrige _Cu- Werte. Wenn alle Teilchen der Bodenmasse die gleiche Größe haben, ist Cu gleich Eins.

C _c liegt zwischen 1 und 3 für gut abgestufte Böden.

C _u > 6 für Proben

C _u > 6 für Proben

Die Gradation des Bodens wird durch folgende Kriterien bestimmt:

Gleichmäßiger Boden: Cu = 1

Schlecht abgestufter Boden: 1 <Cu <4

Gut abgestufter Boden: Cu> 4

Siebanalyse:

Bei diesem Labortest wird die Partikelgrößenverteilung eines Bodens gemessen, indem er durch eine Reihe von Sieben geleitet wird. Die komplette Siebanalyse ist in zwei Teile aufgeteilt - Grobanalyse und Feinanalyse.

Die gesamte Bodenprobe wird durch Sieben durch ein 4, 75 mm IS-Sieb in zwei Fraktionen aufgeteilt. Der darauf zurückgehaltene Boden wird als Kiesfraktion bezeichnet und für die Grobanalyse aufbewahrt. Das 4, 75 mm große Sieb wird für die Feinsiebanalyse verwendet.

Für die Grobsiebanalyse werden IS: 100, 63, 20, 10 und 4, 75 mm Siebe verwendet.

Für die Feinsiebanalyse werden IS: 2, 0 mm, 1, 0 mm, 600, 425, 300, 212, 150 und 75 Mikrometer Siebe verwendet.

Die Siebanalyse wird durchgeführt, indem der Siebsatz in der Reihenfolge angeordnet wird, dh indem das Sieb mit der größten Öffnung oben und die kleinste Öffnung unten gehalten wird. Ein Deckel wird am oberen Sieb und eine Pfanne am unteren Sieb platziert.

Trockensieben:

Die Bodenprobe wird am oberen Sieb platziert und mit dem Deckel abgedeckt. Der gesamte Siebsatz wird dann in einen Siebschüttler gegeben. Nach 10 bis 15 Minuten Schütteln im Siebschüttler werden die Siebe aus dem Schüttler entfernt. Die auf jedem Sieb zurückgehaltene Bodenprobe wird gewogen. Der Prozentsatz des in jedem Sieb zurückgehaltenen Bodens wird berechnet, und schließlich wird der Prozentsatz des Durchlaufens durch jedes Sieb erhalten. Tabelle 3.1 zeigt das Musterberechnungsblatt.

Nasssieben:

Bei Bodenproben, die durch ein 4, 75 mm-Sieb laufen, ist Nasssieben ratsam. Die Bodenprobe, die das 4, 75 mm-Sieb passiert, wird in eine Schale genommen und mit Wasser bedeckt. Dann werden dem Boden 2 g Natriumhexametaphosphat pro Liter verwendetem Wasser zugesetzt. Die Mischung wird gründlich gerührt und zum Einweichen stehen gelassen.

Die eingeweichte Bodenprobe wird auf einem 75-Mikrometer-Sieb gewaschen, bis das Wasser, das das Sieb passiert, klar ist. Der auf einem 75-Mikrometer-Sieb zurückgehaltene Boden wird auf einem Tablett aufgenommen und getrocknet. Der trockene Boden wird dann durch einen Siebsatz gesiebt, der zum feinkörnigen Sieben verwendet wird. Der verbleibende Prozentsatz und der Prozentsatz, der jedes Sieb passiert, werden berechnet.

Wissen Sie?

Die Feinkornanalyse wird mit der Hydrometer-Methode durchgeführt.

Tabelle 3.1: Berechnungsblatt für die Siebanalyse Gewicht der trockenen Probe - 1000 g:

Feldidentifizierung von Böden:

Bei der Felderkennung des Bodens bestimmt der Ingenieur zuerst, ob der Boden grobkörnig oder feinkörnig ist. Um diese Bestimmung zu treffen, wird die Bodenprobe auf einer flachen Oberfläche verteilt. Wenn mehr als die Hälfte der Partikel für das bloße Auge sichtbar ist, werden sie als grobkörnig oder anderweitig als feinkörnig klassifiziert. Wenn der Boden grob gewonnen ist, befolgen Sie die Anweisungen unter der Überschrift „grobkörniger Boden“. Wenn der Boden feinkörnig ist, gehen Sie wie in Artikel 3.9.2 beschrieben vor: unter dem Kopf feinkörniger Boden.

Grobkörniger Boden:

Wenn der Boden als grobkörnig bestimmt wurde, ist eine weitere Untersuchung erforderlich, um die Korngrößenverteilung, die Kornform und die Abstufung grobkörniger Böden zu bestimmen. Grobkörnige Böden werden als Pflaster oder Sand klassifiziert, je nachdem, ob mehr als die Hälfte der Grobfraktion eine Pflastergröße (76 mm oder mehr) oder eine Sandgröße (5 mm bis 0, 074 mm) hat. Bodenpartikel können auch anhand einer charakteristischen Form beschrieben werden.

Die Partikelform kann von eckig über rund bis flach oder länglich variieren. Grobkörnige Böden können als gut oder schlecht eingestuft oder als Spaltmaß beschrieben werden. Ein Boden wird als gut eingestuft, wenn er alle Korngrößen gut repräsentiert. Wenn die Bodenkörner ungefähr gleich groß sind, wird die Probe als schlecht eingestuft bezeichnet. Es wird gesagt, dass ein Boden eine Lückenbewertung aufweist, wenn die Zwischenkorngrößen fehlen. Die entsprechenden beschreibenden Begriffe sind in den Tabellen 3.2 bis 3.5 aufgeführt.

Tabelle 3.2: Bodentypen und Partikelgrößen:

Feinkörniger Boden:

Im Anschluss werden Feldtests durchgeführt, um feinkörnige Böden oder die Feinfraktion von grobkörnigen Böden zu klassifizieren

(i) Dilatanztest:

Bereiten Sie einen Teil feuchter Erde mit einem Volumen von 25 mm vor, indem Sie ausreichend Wasser hinzufügen, um die Erde weich, aber nicht klebrig zu machen. Legen Sie den Klaps in die offene Handfläche einer Hand und schütteln Sie ihn horizontal mehrmals gegen die andere Hand. Wenn die Reaktion positiv ist, erscheint Wasser auf der Oberfläche des Klopfens, was ein glänzendes Aussehen ergibt. Beim Abpressen der Probe zwischen den Fingern verschwinden Wasser und Glanz von der Oberfläche, der Boden wird steif und rissig.

Das Phänomen des Auftretens von Wasser auf der Oberfläche des Bodens beim Schütteln und beim Verschwinden beim Quetschen, gefolgt vom Reißen, wird als "Dilatanz" bezeichnet. Das schnelle Auftreten und Verschwinden von Wasser von der Bodenoberfläche hilft, den Charakter von Feinstoffen im Boden zu erkennen. Tabelle 3.6 zeigt den Charakter von Feinstoffen im Boden bezüglich der positiven Reaktionen.

Tabelle 3.6: Dilatanz feiner Böden:

(ii) Trockenfestigkeitstest:

Bereiten Sie einen Teil des Bodens auf die Konsistenz des Kitts vor, indem Sie Wasser hinzufügen. Lassen Sie den Klaps im Ofen, in der Sonne oder an der Luft trocknen. Die Festigkeit wird durch Brechen und Zerbröckeln des trockenen Klopfens zwischen den Fingern geprüft. Die Trockenfestigkeit des Bodens nimmt mit zunehmender Plastizität zu. Tone haben eine hohe Trockenfestigkeit und Schluffstoffe weisen eine geringe Trockenfestigkeit auf.

(iii) Zähigkeitstest:

Nehmen Sie einen Teil des Bodens zur Konsistenz des Kitts, fügen Sie Wasser hinzu oder lassen Sie das Trocknen nach Bedarf zu. Rollen Sie den Boden zwischen den Handflächen zu einem Faden von 3 mm Durchmesser. Den Bodenfaden falten und den Vorgang mehrmals wiederholen, bis der Faden beim Aufrollen auf 3 mm Durchmesser zu bröckeln beginnt. Die zerbröckelten Stücke werden zusammengepresst und geknetet, bis der Klumpen zerbröckelt. Die Fäden sind steifer und die Klumpen sind an der Kunststoffgrenze stärker für Böden mit höheren Tongehalten.

(iv) Dispersionstest:

Gießen Sie eine kleine Menge Erde in ein Glas Wasser. Schütteln Sie das Gefäß mit Erde und Wasser und lassen Sie den Boden sich setzen. Die gröberen Teilchen setzen sich zuerst ab, gefolgt von feineren. Sand setzt sich in etwa 30 bis 60 Sekunden ab, Schlämme setzen sich in 30 bis 60 Minuten ab und Tonpartikel bleiben mindestens einige Stunden in Suspension.

(v) Biss nicht:

Nehmen Sie eine Prise Erde und platzieren Sie sie zwischen den Zähnen und schleifen Sie leicht. Feiner Sand ist grobkörnig. Schlamm fühlt sich rau an, bleibt aber nicht an den Zähnen haften, Lehm fühlen sich glatt an und haften an den Zähnen.

(vi) Farb- und Geruchsprüfung

Organische Böden haben dunkle Farben wie Dunkelgrau, Dunkelbraun usw. und einen muffigen Geruch. Der Geruch kann durch Erwärmen einer nassen Probe deutlicher werden. Anorganische Böden haben saubere, helle Farben wie hellgrau, braun, rot, gelb oder weiß.

Konsistenz und Plastizität:

Konsistenz:

Konsistenz ist ein Begriff, der verwendet wird, um die physikalischen Zustände des Bodens zu beschreiben, dh den Kohärenzgrad zwischen Partikeln eines Bodens bei gegebenem Wassergehalt. Die Konsistenz steht in direktem Zusammenhang mit dem Wassergehalt des Bodens, es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei gleichem Wassergehalt unterschiedliche Böden unterschiedliche Konsistenz haben können.

Plastizität:

Es ist die Fähigkeit des Bodens, die Form bei Belastung zu verändern und die neue Form nach dem Entfernen der Last beizubehalten. Feine Schmutzpartikel wie Tone zeigen plastisches Verhalten.

Atterberg Limits:

Änderungen des Wassergehalts des Bodens gehen einher mit der Veränderung des Gesamtvolumens des Bodens (Abbildung 3.10). Wasser als Bestandteil eines Bodens spielt eine wichtige Rolle bei der Gestaltung seines physikalischen Verhaltens. Bei sehr hohem Wassergehalt verhalten sich feinkörnige Böden wie Flüssigkeiten. Bei der Verringerung des Wassergehalts ändern sich die flüssigen Eigenschaften von Ton zu denen eines pastenartigen Materials, und es ist eine kleine störende Kraft erforderlich, um das Boden-Wasser-Gemisch zum Fließen zu bringen. Bis zu diesem Stadium des Bodens wird gesagt, dass es sich im "flüssigen Zustand" befindet. Bei weiterer Reduzierung des Wassers entwickelt der Boden das plastische Verhalten.

Diese Stufe wird als "plastischer Zustand" bezeichnet. Wenn das Wasser weiter reduziert wird, bröckelt der Boden bei Druckbeaufschlagung. Dieses Stadium des Bodens ist Boden, um der "halbfeste Zustand" zu sein. Beim weiteren Trocknen nimmt der Boden die Eigenschaften von Festkörpern an. Dies wird als "Festkörper" bezeichnet. Abhängig von der vorhandenen Wassermenge wird ein feinkörniger Boden in einem der vier Konsistenzzustände vorliegen.

Die Wassergehalte an den Grenzen zwischen benachbarten Bodenzuständen werden als Konsistenzgrenzen bezeichnet. Diese Grenzen wurden erstmals vom schwedischen Wissenschaftler Atterberg im Jahr 1911 vorgeschlagen und als Atterberg-Grenzen bezeichnet. Atterberg-Grenzwerte und zugehörige Indizes sind sehr nützlich für die Identifizierung und Klassifizierung von Böden.

Atterberg-Grenzwerte sind drei Arten:

(i) Flüssigkeitsgrenze

(ii) Kunststoffgrenze

(iii) Schrumpfgrenze

(i) Liquid Limit

Der Wassergehalt, der die Grenze der flüssigen und plastischen Zustände des Bodens kennzeichnet, wird als Flüssigkeitsgrenze bezeichnet. Die WL-Flüssigkeitsgrenze des Bodens wird als minimaler Wassergehalt definiert, bei dem eine bestimmte kleine Störkraft erforderlich ist, damit der Boden fließen kann. Bei diesem Wassergehalt hat der Boden eine sehr geringe Scherfestigkeit.

(ii) Kunststoffgrenze:

Der Wassergehalt, der die Grenze des plastischen Zustands und des halbfesten Zustands des Bodens kennzeichnet, wird als plastische Grenze W _{p bezeichnet} . Die plastische Grenze des Bodens ist der minimale Wassergehalt, bei dem der Boden zu einem Gewinde von 3 mm gerollt werden kann, ohne zu reißen. Bei diesem Wassergehalt kann der Boden plastisch verformt werden.

(iii) Schrumpfgrenze:

Der Wassergehalt, der die Grenze des halbfesten und festen Bodens des Bodens kennzeichnet, wird als Schrumpfungsgrenze W _{s bezeichnet} . Sie ist definiert als der maximale Feuchtigkeitsgehalt, unterhalb dessen der Boden beim weiteren Trocknen nicht mehr abnimmt.

Plastizitätsindex Ip:

Es ist die Differenz zwischen den numerischen Werten der Flüssigkeitsgrenze W _L und der Kunststoffgrenze W _P des Bodens. Es wird mit I _{P bezeichnet} . Der Plastizitätsindex ist ein Indikator für den Bereich der Wassergehalte, über den der Boden im plastischen Zustand bleibt.

I _P = W _L -W _P

Der Plastizitätsindex eines Bodens hängt von seiner Feinheit ab: Je feiner der Boden, desto mehr ist der Plastizitätsindex.

Die Korrelation zwischen dem Plastizitätsindex und dem Flüssigkeitslimit, wie von Nagraj und Jayadeva 1983 vorgeschlagen, ist nachstehend angegeben:

I _P = 0, 74 (W _L -8)

Tabelle 3.7 zeigt die von Atterberg vorgeschlagene Einstufung des Bodens nach ihrem Plastizitätsindex

Wissen Sie?

Bentonile hat Flüssigkeitsgrenzwerte von 400 bis 600%.

Liquiditätsindex, I _L

Der Index gibt die Konsistenz von ungestörtem Boden an, indem der natürliche Wassergehalt mit der Flüssigkeitsgrenze und der plastischen Grenze in Beziehung gesetzt wird. Der Liquiditätsindex wird als ausgedrückt

IL = WW _p / I _p

Wo W = natürlicher Wassergehalt

Der Liquiditätsindex für ungestörten Boden variiert von weniger als 0 bis mehr als 1. Ein Boden befindet sich an der Flüssigkeitsgrenze, wo I _L = 1 ist, und an der plastischen Grenze, wenn II = 0 ist. Tabelle 3.8 zeigt eine Beziehung zwischen dem Liquiditätsindex und der Bodenkonsistenz.

Praktische Bedeutung von Konsistenzgrenzen:

Die Konsistenzgrenzen sind die wichtigen Indexeigenschaften feinkörniger Böden und sind für die Identifizierung und Klassifizierung des Bodens sehr nützlich. Diese Grenzwerte zeigen wichtige technische Eigenschaften von Böden an, wie Permeabilität, Kompressibilität und Scherfestigkeit. Die Kompressibilität des Bodens nimmt mit zunehmender plastischer Grenze zu, während die Festigkeit abnimmt. Wenn auf feinkörnigen Böden gebaut wird, hilft uns das Wissen um diese Grenzwerte, das Verhalten des Bodens zu verstehen und die geeignete Konstruktions- und Konstruktionsmethode zu wählen.

Bestimmung der flüssigen und plastischen Grenzwerte

(i) Casagrande-Apparatverfahren:

Im Labor wird der Flüssigkeitsgrenzapparat von casagrande zur Bestimmung der Flüssigkeitsgrenze des Bodens verwendet. Das Gerät besteht aus einem Messingbecher, der auf einem Hartgummisockel montiert ist (siehe Abbildung 3.11). Der Messingbecher kann mit Hilfe einer durch einen Griff betätigten Nocke angehoben und abgesenkt werden, um auf die Gummibasis zu fallen. Mit Hilfe der Einstellschraube wird der Becher aus einer Höhe von 10 mm eingestellt.

Wie in Abbildung 3.11 gezeigt, werden zwei Arten von Nutwerkzeugen verwendet.

(i) Casagrande-Nutwerkzeug

(ii) ASTM-Nutwerkzeug

Das Casagrande-Nutenwerkzeug wird für kohäsive Böden und das ASTM-Werkzeug für sandige Böden verwendet. Das Casagrande-Werkzeug schneidet eine Nut von 2 mm Breite, 11 mm Breite und 8 mm Höhe. Das ASTM-Werkzeug schneidet eine Nichte mit einer Breite von 2 mm unten, 13, 6 mm oben und 10 mm Höhe.

Etwa 100 g luftgetrockneter Boden, der durch ein 425-Mikrometer-Sieb passiert, wird mit destilliertem Wasser auf einer Glasplatte zu einer Paste gemischt und für eine geeignete Reifungszeit (3 bis 5 Minuten) stehen gelassen. Ein kleiner Teil der Paste wird in die Tasse aufgenommen und mit Hilfe eines Spatels auf eine Tiefe von 10 mm verteilt. Eine Nut wird mit einem Nutwerkzeug durch die Paste geschnitten.

Der Griff wird mit einer Geschwindigkeit von 2 Umdrehungen pro Sekunde gedreht, und die Anzahl der Schläge wird gezählt, bis die beiden Teile der Bodenprobe am Boden der Rille bis zu einem Abstand von 13 mm in Kontakt kommen. Nach der Aufzeichnung der Anzahl der Schläge werden etwa 10 bis 15 g Erde aus der Nähe der geschlossenen Rille in einen Aluminiumbehälter zur Bestimmung des Wassergehalts aufgenommen.

Der restliche Schmutz aus dem Becher wird entfernt und mit der Hauptprobe auf der Glasplatte gemischt. Der Wassergehalt der Bodenprobe wird verändert und der Test wird wiederholt. Mindestens vier Tests werden durchgeführt, indem der Wassergehalt der Probe so geändert wird, dass die zum Schließen der Nut erforderliche Anzahl von Schlägen zwischen 5 und 40 Schlägen liegt. Wenn die Anzahl der in einem Test aufgezeichneten Schläge weniger als 5 oder mehr als 40 beträgt, wird dieser bestimmte Test verworfen.

Auf einem Halblog-Millimeterpapier wird ein Diagramm zwischen dem Wassergehalt als Ordinate auf linearer Skala und der entsprechenden Anzahl von Schlägen als Abszisse auf der Protokollskala dargestellt. Eine am besten passende Gerade wird gezeichnet und als Fließkurve bezeichnet (wie in Abbildung 3.15 dargestellt). Der Wassergehalt, der 25 Schlägen entspricht, wird als Flüssigkeitsgrenze gelesen.

(ii) Konuspenetrometer-Verfahren:

Abbildung 3.16 zeigt ein statisches Konuspenetrometer. Der Kegel hat einen zentralen Winkel von 30 ± 1 ° und eine Gesamtmasse von 148 g. Eine zylindrische Form mit einem Durchmesser von 50 mm und einer Tiefe von 50 mm dient zur Aufnahme der Bodenprobe. Etwa 250 g lufttrockene Bodenprobe, die durch ein 125-Mikrometer-Sieb passiert, wird mit destilliertem Wasser gemischt. Die zylindrische Form wird mit der Bodenpaste gefüllt. Der Kegel wird abgesenkt, um den Boden gerade zu berühren, und dann losgelassen. Die Eindringtiefe des Kegels wird nach 30 Eindringtiefen in mm gemessen. Die Flüssigkeitsgrenze W _L wird dann unter Verwendung der Formel berechnet.

W _L = W _X + 0, 01 (25 - x) (W _X + 15)

Dabei ist x = Eindringtiefe des Kegels mm

W _X = Wassergehalt entsprechend der Penetration x

Die obige Formel gilt nur, wenn die Eindringtiefe zwischen 20 und 30 mm liegt.

Kunststoffgrenze:

Etwa 30 g Boden, der durch ein 425-Mikrometer-Sieb passiert, wird mit destilliertem Wasser gemischt und für eine geeignete Reifezeit stehen gelassen. Eine Kugel wird mit etwa 5 g Bodenpaste geformt und auf einer Glasplatte mit den Fingern einer Hand zu einem Gewinde von 3 mm Durchmesser gerollt. Dieser Vorgang des Mischens und Walzens wird wiederholt, bis der Boden bei einem Durchmesser von 3 mm zerbröckelt. Der Wassergehalt des zerbröckelten Teils des Fadens wird bestimmt. Der Test wird mindestens dreimal wiederholt, um den durchschnittlichen Wassergehalt zu erhalten. Dieser durchschnittliche Wassergehalt wird als plastische Grenze W _P der Bodenprobe bezeichnet.

Bis Bodenklassifizierung:

Der Boden wird auf der Grundlage der Einstufung und der Plastizität nach dem Ausschluss von Felsbrocken und Cabbies in eine geeignete Gruppe eingestuft und eingestuft. Jede Gruppe wird durch ein Gruppensymbol mit primären und sekundären beschreibenden Buchstaben dargestellt.

Hauptabteilungen:

Böden werden von BIS grob in drei Abteilungen unterteilt:

(i) grobkörnige Böden:

Böden, bei denen mehr als die Hälfte des gesamten Materialgewichts größer als 75 Mikron IS-Sieb ist, werden grobkörnige Böden genannt.

(ii) feinkörnige Böden:

Böden, bei denen mehr als die Hälfte des gesamten Materialgewichts kleiner als 75 Mikron IS-Sieb ist, werden als feinkörnige Böden bezeichnet.

(iii) stark organische Böden und andere Bodenmaterialien

Diese Böden haben einen hohen Anteil an faserigem organischem Material wie Torf und Ablagerungen von Vegetationsbestandteilen. Darüber hinaus werden bestimmte Böden, die Muscheln, Schlacken und andere nicht bodenständige Materialien in ausreichenden Mengen enthalten, in dieser Abteilung zusammengefasst.

Unterteilung:

Grobkörnige und feinkörnige Böden sind weiter unterteilt in Unterteilung wie folgt:

(i) grobkörnige Böden:

Grobkörniger Boden ist weiter in zwei Unterteilungen unterteilt:

(a) Kies:

Böden, bei denen mehr als die Hälfte der Grobfraktion (+75 Mikron) größer als 4, 75 mm ist, werden Kieselsteine ​​(G) genannt.

(b) Sande:

Böden, bei denen mehr als die Hälfte der groben Fraktion (+75 Mikron) kleiner als 4, 75 mm ist, werden Sand (s) genannt.

(ii) feinkörnige Böden:

Feinkörnige Böden werden auf der Grundlage der Flüssigkeitsgrenze in drei Unterabschnitte unterteilt:

a) Schluff und Ton mit geringer Kompressibilität (L):

Flüssigkeitslimit unter 35%.

(b) Schluff und Ton mit mittlerer Kompressibilität (I):

Die Liquiditätsgrenze liegt zwischen 35 und 50%.

(c) Silts und Tone mit hoher Kompressibilität (H):

Flüssigkeitslimit größer als 50%.

Gruppen:

Die grobkörnigen Böden sind weiter in acht grundlegende Bodengruppen unterteilt und die feinkörnigen Böden sind in neun grundlegende Bodengruppen unterteilt.

(1) grobkörnige Böden:

(i) Kies:

Schwere Böden haben folgende vier Gruppen: Symbol

(a) Gut abgestufter Kies mit geringen oder keinen Geldstrafen - GW

(b) Schlecht abgestufte Landstraßen mit geringen oder keinen Geldstrafen - GP

(c) Silies Kies - GM

(d) Lehmkies - GC

(ii) Sande:

Sandige Böden haben folgende vier Gruppen:

(a) Gut abgestufte Sande mit geringen oder keinen Feinteilen - SW

(b) schlecht abgestufte Sande mit geringen oder keinen Bußgeldern - SP

(c) Siltsande - SM

(d) Silikonton - SC

(2) Feinkörnige Böden haben folgende Gruppen:

(i) Feinkörnige Böden mit geringer Kompressibilität:

(a) Anorganische Schläuche mit geringer Kompressibilität - ML

(b) Anorganische Tone mit geringer Kompressibilität - CL

(c) Organischer Boden (Schlick und Ton) mit geringer Kompressibilität - OL

(ii) Mittlere Kompressibilität feinkörniger Böden:

(a) Anorganische Schläuche mit mittlerer Kompressibilität - ML

(b) Anorganische Tone mit mittlerer Kompressibilität - CI

(c) Organischer Boden mit mittlerer Kompressibilität - OI

(iii) Feinkörnige Böden mit hoher Kompressibilität:

a) Anorganische Schläuche mit hoher Kompressibilität - MH

(b) Anorganische Tone mit hoher Kompressibilität - CH

(C) Organischer Boden mit hoher Kompressibilität - OH

Plastizitätstabelle:

Plastizitätstabelle wird verwendet, um feinkörnige Böden zu klassifizieren. Abbildung 3.18 zeigt eine Plastizitätstabelle.

Eine Linie in der Plastizitätstabelle hat die folgenden linearen Gleichungen: I _P = 0, 73 (W _L -20)