Системы классификации используются для группировки грунтов в соответствии с порядком их характеристик при заданном наборе физических условий. Грунты, сгруппированные по порядку выполнения для одного набора физических условий, не обязательно будут иметь такой же порядок выполнения при некоторых других физических условиях.
Поэтому было разработано несколько систем классификации в зависимости от предполагаемого назначения системы. Классификация почв оказалась очень полезным инструментом для инженера-почвоведа. Она дает общие рекомендации в эмпирической форме для использования опыта других.
Различные классификации грунтов для инженерных целей
Грунты могут быть классифицированы следующим образом:
(i) Система классификации почв по размеру зерен
Системы классификации почв по размеру зерен основаны на размере частиц. В этой системе термины глина, ил, песок и гравий используются для обозначения только размера частиц, а не для обозначения характера типа почвы. Существует несколько систем классификации, но здесь приведены общепринятые системы.
(ii) Текстурная классификация почв
Классификация почв, основанная исключительно на размере частиц и их процентном распределении, известна как текстурная система классификации. Эта система конкретно называет почву в зависимости от процентного содержания песка, ила и глины. Для классификации почв по этой системе используются треугольные диаграммы.
На рисунке – 1 показана типичная система текстурной классификации.
Рис-1: Текстурная классификация Управления государственных дорог США
(iii) Система классификации грунтов AASHTO
Классификация AASHTO, (таблица-2), иначе известна как система классификации PRA. Она была первоначально разработана в 1920 году Бюро общественных дорог США для классификации грунтов для использования в качестве грунтового основания автомобильных дорог.
Эта система разработана на основе размера частиц и характеристик пластичности почвенной массы. После некоторого пересмотра эта система была принята AASHTO в 1945 году.
В этой системе грунты делятся на семь основных групп. Некоторые из основных групп далее делятся на подгруппы. Грунт классифицируют, двигаясь слева направо по классификационной диаграмме, чтобы сначала найти группу, к которой относятся данные испытания грунта.
Почвы с мелкими фракциями далее классифицируются на основе их группового индекса. Групповой индекс определяется следующим уравнением.
Групповой индекс = (F – 35)[0,2 + 0,005 (LL – 40)] + 0,01(F – 15)(PI – 10)
F – Процент прохода размером 0,075 мм
LL – предел текучести
PI – индекс пластичности
Если значение группового индекса выше, то количество материала хуже.
Нажмите здесь, чтобы просмотреть таблицу классификации AASHTO
(iv) Унифицированная система классификации почв
Унифицированная система классификации почв была первоначально разработана Casagrande (1948) и была известна как система классификации аэродромов. Она была принята с некоторыми изменениями Бюро мелиорации США и Инженерным корпусом США.
Эта система основана как на размере зерен, так и на характеристиках пластичности почвы. Эта же система с небольшими изменениями была принята ISI для общих инженерных целей (IS 1498 – 1970).
Система IS подразделяет почвы на три основные группы: крупнозернистые, мелкозернистые, органические почвы и другие различные почвенные материалы.
Крупнозернистые почвы – это почвы, в которых более 50% материала имеет размер более 0,075 мм. Крупнозернистые почвы далее классифицируются на гравий (G) и песок (S). Гравий и пески далее делятся на четыре категории в зависимости от градации, содержания ила или глины.
Мелкозернистые почвы – это те, в которых более 50% почвы мельче, чем 0,075 мм сита. Они делятся на три подкатегории: ил (М), глина (с), органические соли и глины (О). В зависимости от характера пластичности они дополняются символами L, M и H для обозначения низкой, средней и высокой пластичности соответственно.
Примеры:
GW – хорошо сортированный гравий
GP – гравий с низкой пластичностью
GM – алевритовый гравий
SW – хорошо сортированный песок
SP – плохо сортированный песок
SM – алевритовый песок
SC – глинистый песок
CL – глина низкой пластичности
CI – глина средней пластичности
CH – глина повышенной пластичности
ML – ил средней пластичности
MI – ил средней пластичности
MH – ил повышенной пластичности
OL – органические илы и глины низкой пластичности
ОИ – органические илы и глины средней пластичности
OH – органические илы и глины высокой пластичности.
Мелкозернистые почвы были разделены на три подраздела с низкой, средней и высокой сжимаемостью вместо двух подразделов изначальной Унифицированная система классификации почв.
В таблице 3 ниже представлена система классификации. В таблице 2 перечислены групповые символы для почв таблицы-3.
Таблица-2: Значение букв для групповых символов в таблице-3.
Почва
Компонент почвы
Символ
Крупнозернистый
Валун
Нет
Булыжник
Гравий
G
Песок
S
Мелкозернистый
Ил
M
Глина
C
Органическое вещество
O
Таблица – 3
Торф
Pt
Применимо к крупнозернистым почвам
Хорошо сортированные
W
Плохо градированные
P
Применимо к мелкозернистым почвам
Низкая сжимаемость
WL<35
L
Средняя сжимаемость
(WL от 35 до 50)
I
Высокая сжимаемость
(WL>50)
H
Стандарт рекомендует, что если почва обладает характеристиками двух групп либо по гранулометрическому составу, либо по пластичности, она проектируется по комбинации символов групп.
Нажмите здесь, чтобы просмотреть таблицу унифицированной классификации почв
Рекомендуется проводить идентификацию в полевых условиях с помощью следующих тестов:
Для мелкозернистых почв
a) Визуальный осмотр
b) Испытание на дилатансию
c) Испытание на вязкость
d) Испытание на прочность в сухом состоянии
e) Содержание органических веществ и цвет
f) Другие идентификационные испытания
Индийская стандартная система классификации почв
Индийская стандартная система классификации (ISC), принятая Бюро индийских стандартов, во многом схожа с унифицированной системой классификации почв (USC).
Почвы делятся на три широкие категории:
Всего существует 18 групп почв: 8 групп крупнозернистых, 9 групп мелкозернистых и одна торфяная.
Диаграмма пластичности Индийской стандартной классификации
Нажмите для просмотра следующих диаграмм ISC
Основные компоненты почвы в системе ISC
Классификация крупнозернистых почв (система ISC)
Классификация мелкозернистых почв (система ISC)
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Унифицированная система классификации грунтов (USCS).
- Что такое текстура почвы? Система классификации текстуры почвы.
- Мелкозернистый бетон: значение и свойства: Объяснение с видео.
- Проектирование гибких дорожных одежд методом группового индекса.
- Различия между крупнозернистым и мелкозернистым грунтом.
- Классификация дорог и их деталей [PDF].