Utjecaj vlažnosti i granulometrije na rezultate posmika i edometra
Pojam tla definira se kao produkt trošenja Zemljine kore, odnosno čvrste stijenske mase. Različite struke najviše će u obzir uzeti ona svojstva tla koja su najviše primijenjiva na njihovu djelatnost, a kod izvođenja građevinskih zahvata to su inženjerska svojstva tla.
Inženjerska svojstva uključuju vlažnost, specifičnu težinu, porozitet, granulometriju, granice konzistencije i slično. To su svojstva koja počivaju na konceptu trofaznog karaktera tla – činjenice da se tlo sastoji kako od zrna, tako i od pora koje su ispunjene vodom ili zrakom.
![granulometrija](https://www.geotech.hr/wp-content/uploads/2023/12/slika3.jpg)
Vrste tla
Granulometrijski sastav tla opisuje nam raspodjelu veličine čestica u određenoj masi tla. Prema USCS klasifikaciji tlo se dijeli na dvije osnovne grupe: krupnozrnato (nekoherentno) i sitnozrnato (koherentno). Sitnozrna tla pokazuju veći intenzitet privlačenja između čestica, s ozbirom da po jedinici volumena postoji više čestica i više međusobnih dodirnih točaka. Udaljenost čestica u krupnozrnatim tlima uzrokuje njihovu manju koherentnost.
Nekoherentna tla nemaju konzistenciju, dok koherentna tla (prah i glina) ovisno o količini vode pokazuje različita fizikalna svojstva. Granice konzistentnih stanja su: granica stezanja, granica plastičnosti i granica tečenja. Indeks plastičnosti predstavlja razliku vlažnosti između granice tečenja i granice plastičnosti. Indeks konzistencije predstavlja omjer razlike vlažnosti na granici tečenja i prirodne vlažnosti i indeksa plastičnosti.
![](https://www.geotech.hr/wp-content/uploads/2023/12/slika4.jpg)
Slijeganje tla je pomak nastao pod djelovanjem opterećenja. Naprezanja u tlu najčešće nastaju od vlastite težine tla i dodatnog opterećenja od građevine. Deformacije koje će se dogoditi ovise o vrsti i svojstvima tla u kojima ta promjena nastaje. S obzirom na ranije spomenuti trofazni karakter vode, razlikuje se dio naprezanja u tlu koja prenose čvrste čestice i onaj koji preuzima voda, a koji se naziva porni tlak. Slijeganje u nekoherentnim materijalima događa se istovremeno s nanošenjem opterećenja. Koherentna tla imaju slabu propusnost pa nastali višak pornog tlaka od opterećenja sporo disipira, a efektivna naprezanja i slijeganje sporo rastu. Utvrđeno je da čvrstoća tla – jedno od najvažnijih mehaničkih svojstava tla korišten u građevinskih zahvatima i projektiranju – ovisi o efektivnom naprezanju, koheziji, trenju između čestica, lomu pojedinih zrna i mnogim drugim faktorima. Različite vrste tla imaju različitu čvrstoću, ovisno o klasifikaciji i fizikalno-mehaničkim svojstvima.
Izravni posmik
Posmična čvrstoća je najveći iznos posmičnog naprezanja koji se može nanijeti na strukturu tla u određenom pravcu. Tlo se opterećuje vertikalno, a nakon potpune konsolidacije pokreće se smicanje. Postizanjem najvećeg posmičnog naprezanja popraćenog plastičnim deformacijama dolazi do sloma tla.
Ispitivanjem posmične čvrstoće moguće je odrediti parametre kohezije i kuta unutarnjeg trenja. Kohezija nije konstantan parametar tla, njezina vrijednost ovisi o vlažnosti. Pri većoj vlažnosti jakost elektrokemijskih sila je manja, što pridonosi manjoj koheziji u tlu. Nekoherentna tla imaju veću vrijednost kuta unutrašnjeg trenja od koherentnih. U slučaju koherentnog tla, kut unutarnjeg trenja smanjuje se povećanjem vlažnosti, a isto tako je manji što je manja veličina čestica. Također, povećanjem indeksa plastičnosti tla njegov kut unutrašnjeg trenja se smanjuje.
![](https://www.geotech.hr/wp-content/uploads/2023/12/slika2-1.jpg)
Brzina kojom će se uzorak kojemu ispitujemo posmičnu čvrstoću smicati mora biti dovoljno spora kako bi se omogućilo potpuno dreniranje uzorka. Negativni porni pritisci povećavaju posmičnu čvrstoću u zoni smicanja što često rezultira visokom kohezijom. Nekoherentna tla se smiču velikom brzinom, a koherentna manjom brzinom.
Edometarsko ispitivanje
Deformabilnost, odnosno stišljivost tla, parametar je koji ima izrazitu važnost u dobivanju potpune slike o fizičko-mehaničkim svojstvima tla, a potreban je pri temeljenju građevina. Mjerenje deformabilnosti tla vrši se vertikalnim opterećenjem na uzorak tla, pri čemu je spriječena bočna deformacija. Deformabilna svojstva tla razlikuju se ovisno o njegovoj koherenciji, zbijenosti i konzistentnom stanju – mekani uzorci pokazuju znatno manji otpor i imaju veću stišljivost od tvrdih uzoraka. Isto tako, primarna konsolidacija tvrdog uzorka brža je od mekanog, a sekundarna konsolidacija manje je izražena.
Modul stišljivosti nije konstanta već se mijenja s promjenom opterećenja. Vrijednost modula može se odrediti samo za interval vertikalnog opterećenja. Što je vrijednost modula veća, stišljivost tla je manja i obratno. Mjerenja pokazuju da se vrlo mali dio deformacije tla odnosi na elastičnu deformaciju čvrstih čestica ili vode. Veliki dio deformacije nastaje premještanjem čvrstih čestica, što je nepovratni, ireverzibilni proces. U nekoherentnim tlima, nije dovršen proces promjene pornog tlaka i mogu se očekivati znatna slijeganja i bez dodatnih opterećenja. Dakle, granulometrijski sastav tla, odnosno raspodjela veličine čestica unutar tla, u značajnoj mjeri će odrediti neke od njenih najvažnijih mehaničkih svojstava i fizikalnih parametara, te posredno uvjetovati vrstu i kompleksnost inženjerskog rješenja potrebnog uslijed građevinskog zahvata.
Reference:
Bek, A. (2020): Utjecaj brzine smicanja na posmičnu čvrstoću tla, Geotehnički fakultet, Sveučilište u Zagrebu
Gavez, B. (2018): Određivanje deformabilnosti tla u edometru, Geotehnički fakultet, Sveučilište u Zagrebu
Srok, M. (2022): Analiza odnosa indeksa plastičnosti i kuta unutrašnjeg trenja
Zlatović, S. (2001.): Uvod u mehaniku tla, Tehničko veleučilište u Zagrebu, ISBN 953-7048-02-0
Pročitaj više: Granulometrijska analiza
![](https://www.geotech.hr/wp-content/uploads/2023/12/slika1.jpg)