Sveučilišni diplomski studij Smjer geotehnika

ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF

Sveučilišni diplomski studijSveučilišni diplomski studij

Smjer geotehnikaSmjer geotehnika

GEOTEHNIČKI GEOTEHNIČKI LABORATORIJLABORATORIJ

1. Predavanje1. Predavanje

ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF Sadržaj predavanjaSadržaj predavanja

1.1. Cilj predmetaCilj predmeta2.2. Cilj geotehničkih istražnih radovaCilj geotehničkih istražnih radova3.3. Klasifikacija tlaKlasifikacija tla4.4. Terenska klasifikacija tlaTerenska klasifikacija tla5.5. Laboratorijski istražni radovi za tloLaboratorijski istražni radovi za tlo6.6. Profili bušotinaProfili bušotina7.7. Klasifikacija stijenske maseKlasifikacija stijenske mase8.8. Laboratorijski istražni radovi za stijeneLaboratorijski istražni radovi za stijene

ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF 1. Cilj predmeta1. Cilj predmeta

Cilj ovog predmeta je upoznavanje studenata sa Cilj ovog predmeta je upoznavanje studenata sa geotehničkim laboratorijem, te kroz provoñenje geotehničkim laboratorijem, te kroz provoñenje pokusa na pokusa na uzorcimuzorcimtla i stijena s obradom tla i stijena s obradom dobivenih rezultata, učenje o osnovnim fizikalnim dobivenih rezultata, učenje o osnovnim fizikalnim i mehaničkim svojstvima tla i stijenai mehaničkim svojstvima tla i stijena..

TTla i stijene la i stijene su su prirodne tvorevine prirodne tvorevine koje su koje su nastale nastale dugotrajnim geološkimdugotrajnim geološkimprocesima. To je grañevni procesima. To je grañevni element na kojem počiva cijela konstrukcija i koji element na kojem počiva cijela konstrukcija i koji je odgovoran za njenu stabilnost je odgovoran za njenu stabilnost ((bilo da se radi o bilo da se radi o zgradama, mostovima, tunelima ili nekim drugim zgradama, mostovima, tunelima ili nekim drugim podzemnim objektimapodzemnim objektima).).

ZAVOD ZA


Geotehnički laboratorij pokriva široko područje Geotehnički laboratorij pokriva široko područje laboratorijskih i terenskih ispitivanja u laboratorijskih i terenskih ispitivanja u geotehničkom inženjerstvu pri čemu se uz pomoć geotehničkom inženjerstvu pri čemu se uz pomoć vrhunske laboratorijske i terenske opreme daje vrhunske laboratorijske i terenske opreme daje ocjena podobnosti, stabilnosti stijena i tla s ocjena podobnosti, stabilnosti stijena i tla s obzirom na predviñenu konstrukcijuobzirom na predviñenu konstrukciju. .

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF2. Cilj geotehničkih2. Cilj geotehničkih

istražnih radovaistražnih radova

Cilj geotehničkih istražnih radova je prikupljanje podataka Cilj geotehničkih istražnih radova je prikupljanje podataka o tlu i podzemnoj vodi na i oko lokacije budućeg o tlu i podzemnoj vodi na i oko lokacije budućeg gradilišta, koji su potrebni za podroban opis osnovnih gradilišta, koji su potrebni za podroban opis osnovnih svojstava tla i stijena i pouzdano odreñivanje svojstava tla i stijena i pouzdano odreñivanje karakterističnih vrijednosti za geotehničko karakterističnih vrijednosti za geotehničko karakterističnih vrijednosti za geotehničko karakterističnih vrijednosti za geotehničko projektiranje (EUROCODE 7)projektiranje (EUROCODE 7)..

Upravo su kvalitetni geotehnički istražni radovi temelj za Upravo su kvalitetni geotehnički istražni radovi temelj za pravilno projektiranje i izvoñenje svih grañevinskih pravilno projektiranje i izvoñenje svih grañevinskih konstrukcijakonstrukcija..

ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF 3. Klasifikacija tla3. Klasifikacija tla

3.1. Jedinstvena klasifikacija tla3.1. Jedinstvena klasifikacija tla

3.2. Vrste tla3.2. Vrste tla

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


KlasifikacijaKlasifikacija tlatla je je metodametoda kojomkojomse se tlotlo sortirasortira u u grupegrupesličnogsličnog ponašanjaponašanja u cilju što lakše u cilju što lakše komunikacijkomunikacijee u u razmjenirazmjeni podatakapodataka o o tlutlu..

NajpoznatijeNajpoznatije geomehaničke klasifikacije tla su:geomehaničke klasifikacije tla su:-- ACS (ACS (englengl. . AirfieldAirfield ClassificationClassification SystemSystem), nastala ), nastala tijekom II svjetskog rata, razvio ju je tijekom II svjetskog rata, razvio ju je drdr. Arthur . Arthur tijekom II svjetskog rata, razvio ju je tijekom II svjetskog rata, razvio ju je drdr. Arthur . Arthur CasagrandeCasagrande za potrebe američkog zrakoplovstva;za potrebe američkog zrakoplovstva;

-- USCS (USCS (engeng. . UnifiedUnified SoilSoil ClassificationClassification SystemSystem, , 1953), zasniva se na ACS klas. a modificiralo ju je 1953), zasniva se na ACS klas. a modificiralo ju je društvo American društvo American SocietySociety for for TestingTesting MaterialsMaterials(ASTM) i standardiziralo za inženjersku primjenu (ASTM) i standardiziralo za inženjersku primjenu (ASTM, 1983);(ASTM, 1983);

ZAVOD ZA


-- BSCSBSCS (engl. British Soil Classification for (engl. British Soil Classification for

EngineeringEngineering Purposes, ANON., 1981)Purposes, ANON., 1981);;

-- ISO 14688 (1997) i ISO 14688ISO 14688 (1997) i ISO 14688--2 (2000)2 (2000) –– predlažepredlažeju meñunarodna organizacija za normizaciju.ju meñunarodna organizacija za normizaciju.

Danas se u svijetu najviše koristi Danas se u svijetu najviše koristi klasifikacija koju je klasifikacija koju je prihvatila i meñunarodna geotehnička zajednica USCSprihvatila i meñunarodna geotehnička zajednica USCS(Unified Soil Classification System)(Unified Soil Classification System) -- Jedinstveni Jedinstveni sistem klasifikacije tlasistem klasifikacije tla-- klasifikacija koju ćemo koristiti u sklopu predmetaklasifikacija koju ćemo koristiti u sklopu predmetaGeotehnički laboratorij!Geotehnički laboratorij!

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


Osnovna podjela izmeñu vrsta tla je na nekoherentnaOsnovna podjela izmeñu vrsta tla je na nekoherentna, , krupnozrnatakrupnozrnata (šljunak i pijesak) i koherentna(šljunak i pijesak) i koherentna, , sinozrnatasinozrnata (prah i glina) tla(prah i glina) tla (Terzaghi, 1925).(Terzaghi, 1925).

vrsta tla promjer zrna (mm)

oznaka podjela promjer zrna (mm)

šljunak 60 - 2 G krupan 60 - 20 šljunak 60 - 2 G krupan srednji sitan

60 - 20 20 - 6 6 - 2

pijesak 2 - 0.06 S krupan srednji sitan

2 - 0.6 0.6 - 0.2 0.2 - 0.06

prah 0.06 - 0.002 M krupan srednji sitan

0.06 - 0.02 0.02 - 0.006 0.006 - 0.002

glina < 0.002 C

ZAVOD ZA


Oznaka za šljunak Oznaka za šljunak GG dolazi od dolazi od GGravel (engleska riječ za ravel (engleska riječ za šljunak).šljunak).

Oznaka za pijesak Oznaka za pijesak SSod od SSand (engleska riječ za pijesak).and (engleska riječ za pijesak).

Oznaka za prah Oznaka za prah MM od od MM jala (švedska riječ za prah budući jala (švedska riječ za prah budući Oznaka za prah Oznaka za prah MM od od MM jala (švedska riječ za prah budući jala (švedska riječ za prah budući da se prah na engleskom kaže silt).da se prah na engleskom kaže silt).

Oznaka za glinu Oznaka za glinu CC od od CClay (engleska riječ za glinu).lay (engleska riječ za glinu).

ZAVOD ZA


U klasifikaciji tla razlikujemo četiri grupe tla:U klasifikaciji tla razlikujemo četiri grupe tla:

1) Krupnozrnato: šljunak1) Krupnozrnato: šljunak -- oznaka oznaka GGpijesakpijesak -- oznaka oznaka SS

2) Sitnozrnato: prah2) Sitnozrnato: prah -- oznaka oznaka MMglinaglina -- oznaka oznaka CC

3) Organsko tlo3) Organsko tlo -- oznaka oznaka OO(raspadnute biljne tvari)(raspadnute biljne tvari)

4) Treset4) Treset -- oznaka oznaka PtPt(peat)(peat)(vlaknasto močvarno tlo)(vlaknasto močvarno tlo)

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


KrupnozrnataKrupnozrnata (nekoherentna) tla su:(nekoherentna) tla su:

-- šljunci (60 šljunci (60 -- 2 mm) i2 mm) i

-- pijesci (2 pijesci (2 -- 0.06 mm).0.06 mm).

To su tla čije čestice nisu vezane silama kohezije nego To su tla čije čestice nisu vezane silama kohezije nego To su tla čije čestice nisu vezane silama kohezije nego To su tla čije čestice nisu vezane silama kohezije nego izmeñu njih djeluju samo sile trenja. Pojedina zrna izmeñu njih djeluju samo sile trenja. Pojedina zrna mogu se raspoznati prostim okom.mogu se raspoznati prostim okom. VodopropusnostVodopropusnost im im je velika i voda se slobodno kreće u porama (pa su je velika i voda se slobodno kreće u porama (pa su slijeganja veća nego kod drugih vrsta tla). Imaju veću slijeganja veća nego kod drugih vrsta tla). Imaju veću otpornost na smicanje, otpornost na smicanje, tjtj. jače izraženo trenje.. jače izraženo trenje.

ZAVOD ZA


Najbitnije značajke su: Najbitnije značajke su: -- mineralni (petrografski) sastav:mineralni (petrografski) sastav:

monomineralna ili polimineralnamonomineralna ili polimineralna-- granulometrijski sastav:granulometrijski sastav:

dobro, slabo ili jednoliko,dobro, slabo ili jednoliko,-- oblik zrna:oblik zrna:-- oblik zrna:oblik zrna:

sferoidan, pločast i štapičast,sferoidan, pločast i štapičast,-- zaobljenost zrna: zaobljenost zrna:

uglasto, poluuglasto, poluzaobljeno i zaobljeno,uglasto, poluuglasto, poluzaobljeno i zaobljeno,-- hrapavost (glatkoća) površine, hrapavost (glatkoća) površine, -- zbijenost (gustoća slaganja zrna):zbijenost (gustoća slaganja zrna):

rahlo do dobro zbijeno.rahlo do dobro zbijeno.

ZAVOD ZA


Kod nekoherentnog tla, dominantan čimbenik koji utječe Kod nekoherentnog tla, dominantan čimbenik koji utječe na formiranje strukture tla je gravitacija. Struktura tla na formiranje strukture tla je gravitacija. Struktura tla se može prikazati nekim primjerima strukture za se može prikazati nekim primjerima strukture za idealne kuglice.idealne kuglice.

ZAVOD ZA


SitnozrnataSitnozrnata (koherentna) tla su gline i prahovi. Za njih je (koherentna) tla su gline i prahovi. Za njih je karakteristično da su čestice meñusobno povezane karakteristično da su čestice meñusobno povezane silama kohezije. Čestice se ne mogu prepoznati silama kohezije. Čestice se ne mogu prepoznati prostim okom.prostim okom.

Specifična svojstva Specifična svojstva sitnozrnatihsitnozrnatih naslaga su: naslaga su:

-- plastičnost i fenomen puzanja (plastičnogplastičnost i fenomen puzanja (plastičnog

tečenja).tečenja).

Minerali glina su Minerali glina su hidratnihidratni alumosilikatialumosilikati koji pripadaju koji pripadaju skupini skupini filosilikatafilosilikata. . Najčešći minerali glina su Najčešći minerali glina su ilitilit, , kaolinitkaolinit, , montmorilonitmontmorilonit i i kloritklorit..

ZAVOD ZA


Kod koherentnog tla, na formiranje strukture tla važan Kod koherentnog tla, na formiranje strukture tla važan utjecaj ima ne samo gravitacija već i molekularne sile.utjecaj ima ne samo gravitacija već i molekularne sile.

Struktura može biti saćasta ili pahuljasta. Najčešće Struktura može biti saćasta ili pahuljasta. Najčešće postoje kombinacije jedne i druge strukture.postoje kombinacije jedne i druge strukture.

Struktura taloženja vrlo sitnih čestica: (a) sačasta; (b) pahuljastaStruktura taloženja vrlo sitnih čestica: (a) sačasta; (b) pahuljasta

(a) (b)

ZAVOD ZA

GEOTEHNIKUGF 4. Terenska klasifikacija tla4. Terenska klasifikacija tla

Bušotina je cilindrični otvor u zemljinij kori izrañen Bušotina je cilindrični otvor u zemljinij kori izrañen pomoću mehaničkih ureñaja bez prisutnosti čovjeka u pomoću mehaničkih ureñaja bez prisutnosti čovjeka u njoj.njoj.

Istražna bušotina je zajednički naziv za cijelu skupinu Istražna bušotina je zajednički naziv za cijelu skupinu istraživačkih objekata načinjenih raznim metodama istraživačkih objekata načinjenih raznim metodama istraživačkih objekata načinjenih raznim metodama istraživačkih objekata načinjenih raznim metodama bušenja, radi utvrñivanja svojstava i rasporeda bušenja, radi utvrñivanja svojstava i rasporeda pojedinih slojeva tla (stijena) i uzimanja uzoraka pojedinih slojeva tla (stijena) i uzimanja uzoraka materijala na kojima će se vršiti identifikacija i materijala na kojima će se vršiti identifikacija i klasifikacija tla.klasifikacija tla.

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


a) Vañenje uzoraka iz bušotine a) Vañenje uzoraka iz bušotine b) Tankostijeni cilindar za vañenjeb) Tankostijeni cilindar za vañenje

neporemećenih uzorakaneporemećenih uzoraka

ZAVOD ZA


To je skup jednostavnih pokusa koji To je skup jednostavnih pokusa koji služe za svrstavanje uzoraka u služe za svrstavanje uzoraka u klasifikacijske skupine, a izvode klasifikacijske skupine, a izvode

Prilikom vañenja jezgre iz bušotine, dok je tlo u Prilikom vañenja jezgre iz bušotine, dok je tlo u prirodnom stanju, potrebno ga je na odreñeni način prirodnom stanju, potrebno ga je na odreñeni način opisati. Taj postupak se naziva opisati. Taj postupak se naziva identifikacija tla.identifikacija tla.

klasifikacijske skupine, a izvode klasifikacijske skupine, a izvode se rukama ili uz pomoć noža. se rukama ili uz pomoć noža. Ona je prvenstveno vizualna što Ona je prvenstveno vizualna što znači da je za njezino provoñenje znači da je za njezino provoñenje potrebno odreñeno iskustvo potrebno odreñeno iskustvo osobe koja ju obavlja.osobe koja ju obavlja.

ZAVOD ZA


Prvi korak je da se tla podijele na osnovi dominantnih Prvi korak je da se tla podijele na osnovi dominantnih zrna:zrna:

-- pojedinačna zrna vidljiva prostim okom (d > 0.060 mm) pojedinačna zrna vidljiva prostim okom (d > 0.060 mm) → krupnozrnato (nekoheretno) tlo,→ krupnozrnato (nekoheretno) tlo,

-- pojedinačna zrna nevidljiva prostim okom (d < 0.060 pojedinačna zrna nevidljiva prostim okom (d < 0.060 mm) → sitnozrnato (koheretno) tlo.mm) → sitnozrnato (koheretno) tlo.

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


Identificikacija krupnozrnatih talaIdentificikacija krupnozrnatih talaNa osnovi vizualnog pregleda procijenjujemo koje vrste Na osnovi vizualnog pregleda procijenjujemo koje vrste

čestica i u kojoj mjeri su zastupljene u izvañenom čestica i u kojoj mjeri su zastupljene u izvañenom uzorku materijala. Ako utvrdimo da prevladavaju veća uzorku materijala. Ako utvrdimo da prevladavaju veća zrna potrebno je odrediti zaobljenost zrna koji može zrna potrebno je odrediti zaobljenost zrna koji može biti:biti:biti:biti:

-- uglast,uglast,-- poluuglast,poluuglast,-- poluzaobljen,poluzaobljen,-- zaobljen.zaobljen.

Zatim pokušamo odrediti granulometrijski sastav, tj. da li Zatim pokušamo odrediti granulometrijski sastav, tj. da li je materijal dobro, loše ili jednoliko graduiran. je materijal dobro, loše ili jednoliko graduiran.

ZAVOD ZA


Identificikacija sitnozrnatih talaIdentificikacija sitnozrnatih talaMeñu prste uzmemo komadić uzorka tla na osnovi kojeg Meñu prste uzmemo komadić uzorka tla na osnovi kojeg

procijenjujemo:procijenjujemo:-- lijepljenje za prste;lijepljenje za prste;-- miris, boja i sjaj;miris, boja i sjaj;-- reakcija na potresanje;reakcija na potresanje;-- reakcija na potresanje;reakcija na potresanje;-- konzistentno stanje:konzistentno stanje:

-- čvrsto konzistentno stanje,čvrsto konzistentno stanje,-- polučvrsto konzistentno stanje,polučvrsto konzistentno stanje,-- teško gnječivo konzistentno stanje,teško gnječivo konzistentno stanje,-- lako gnječivo konzistentno stanje,lako gnječivo konzistentno stanje,-- žitko konzistentno stanje;žitko konzistentno stanje;

ZAVOD ZA


IdentificikacijaIdentificikacija sitnozrnatihsitnozrnatih talatala-- sadržaj kalcijevog karbonata (CaCO3)sadržaj kalcijevog karbonata (CaCO3)

Na površinu uzorka se kapne nekoliko kapi solne kiseline i Na površinu uzorka se kapne nekoliko kapi solne kiseline i prati reakcija (prati reakcija (NonveillerNonveiller, 1981):, 1981):

-- ne šumi ne šumi -- << 1 % težinskog udjela,1 % težinskog udjela,-- šumi slabo, kratko šumi slabo, kratko -- 11--2 %,2 %,-- šumi slabo, kratko šumi slabo, kratko -- 11--2 %,2 %,-- šumi jače, kratko šumi jače, kratko -- 22--4 %,4 %,-- šumi jako, dugo šumi jako, dugo -- >>5 % ,5 % ,

-- suha čvrstoća:suha čvrstoća:-- vrlo velika,vrlo velika,-- srednja do velika,srednja do velika,-- mala.mala.

ZAVOD ZA


ZAVOD ZA


Documents

Sveučilišni diplomski studij Smjer geotehnika