נוכחות של חומר אורגני באדמה מציגה את אחד האתגרים המורכבים ביותר בהנדסה גיאוטכנית.מעיצוב הבסיס לבנייה כבישית, התנהגות ייחודית של אדמה אורגנית - peat, muck, וחימרים אורגניים מאוד - תובעים חקירה מיוחדת, ניתוח ואסטרטגיות מייגציה. מהנדסים שמשקיף על ההשפעה של התיישבות סיכון אורגני, מדרונות, ועליות שיכולים לעלות על תקציבים ראשוניים על ידי 50% אלה, כדי לבחון את הפקדות, תכונות מוכחות של מבנים אורגניים, וגורמים.

המונחים: Organic Soil

(האדמה האורגנית מכילה חלק משמעותי של חומר צמחי וחיות, בדרך כלל מזוהה על ידי אובדן החשקה (LOI) או תוכן פחמן אורגני.על פי AS D2974, אדמה מסווגת כאורגני אם ה-LoI עולה על סף המשתנה עם חומר ההורה - 5% אורגני עבור אדמה אורגנית נמוכה אורגנית ו-20% או יותר עבור אמבטים ו mucks.

צורה ואופנה טיפוסית

אדמה אורגנית מצטברת בסביבות שבהן שיעורי הפירוק איטי יותר מאשר קצב הצמיחה של הצמח. Wetlands, ביצות, ביצות, ומרדת החוף הם הגדרות עיקריות.חומר אורגני - בעיקר צלולוז, lignin, וחומרים לחות - מתחת לשפל חלקי תחת תנאי אנירובי, ייצור פיבר או מטריצה amorph כי יכול להחזיק כמויות עצומות של מים (1,500-4%) כולל משקל יבש.

  • (ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ :0) ,ב"ד: 1:1, כאשר צמחי גלוי נותר.
  • (ב) ,0) מאק: ⁇ : יותר מפוספס מאשר אפונה, כהה, ולעתים קרובות מעורבב עם קנסות מינרלים.
  • (FLT:0) אורגני / חימר: קיד 1 (FLT:1) אדמה מינרלים עתיר היטב עם תוכן אורגני 5-30%, נמצא ב ⁇ estuarine או lacustrine.

חקירות גיאוטכניות באזורים דלקאים (Mississippi Delta, Mekong Delta) ואזורים זוהרים (Scandinavia, צפון קנדה) נתקלים באופן קבוע בחומרים אלה.ברחבי העולם, אדמה אורגנית מתחת לפני מרכזי עירוניים רבים - Bangkok, ג'קרטה וחלקים של לונדון - שם מלא מרש היסטורי לפיתוח.

נכסים של אורגני Soils

ההתנהגות של אדמה אורגנית מוכתבת על ידי יחסם הגבוה של חלל, מבנה פיברוס, והתחדשות כימית. תכונות מפתח שונות בחדות מאלה של אדמה מינרלים:

דחיסות גבוהה

הסגידה העיקרית באדמה אורגנית מתרחשת כאשר המים מגורשים מן הנקבוביות הגדולות, אך בניגוד לחמרנים, שלב דחיסה משני משמעותי עקב ההידרדרות האיטית וההרסה של סיבי אורגניים.האינדקס FLT:0CFLT:1cFLT:2cioF3) יכול לנוע בין 2 ל-15 - פעמים גבוהות יותר מאשר פרמטרים מבניים של חיזוי מוקדם יותר מתקופות של התנחלויות.

כוח Shear נמוך

עוצמתה של אפונה אינה מוטבעת לעתים קרובות פחות מ 10 kPa, וזווית החיכוך עשויה להתקרב אפס ב muck לחלוטין ממוסכמת לחלוטין.נוכחות של סיבים מעוקלים חלקית יכולה ליצור פרופילים של כוח אנזוטרופי: חוזק גבוה יותר לאורך מטוסים מתפתלים אבל מאוד נמוך מאוד על פני אותם. D Shear כוח הוא גם מוגבל כי חומר אורגני מפחית חיכוך חלקיקים ומגדיל את הלחץ הנק במהלך עומסים חיוניים (Ricrei) בדיקות כוח דחיסה אתגר חיוני על ידי דחיסה) ו-adisatrica unatricatricatric היא עצמה בדיקות לחץ על דחיסה היא יעילה על ידי דחיסה היא גם כן דחיסה עצמה.

תוכן מים יוצא דופן ושינוי

תכולת מים טבעית של אדמה אורגנית עולה בדרך כלל על 200% על ידי משקל יבש ויכולה להגיע ל-1,200% בבלוטת פיברטוס.גבולות Atterberg הם גבוהים: מגבלות נוזליות של 200-800 אחוזים הן שגרתיות.כאשר אדמה יבשה, אורגנית מתכווץ באופן דרמטי - לעתים קרובות על ידי 50% או יותר של נפח המקורי - אכילת סדקים desiccation desic סדקים ו un-uniformity חמורה.

המונחים: potential

החומר האורגני ממשיך לאכזב לאחר הבנייה, במיוחד אם החמצן או המזינים המיקרוביאליים זמינים באמצעות תנודות ניקוז או מים קרקעיים.ההה ביולוגית הזו גורמת לירידה בנפח ארוך טווח (דחיסה שנייה) ועשויה לשחרר תנודות חומציות שגורמות לפירוק פלדה וקונקרטיות.קצב הפירוק תלוי בטמפרטורה, pH, וזמינות תזונתית; באקלים קר הוא מאט אך אינו מפסיק לחלוטין את המבנה של החיים.

משקל ליחיד נמוך ואפקטים ביוקיים

משקל היחידה היבש של אדמה אורגנית הוא בדרך כלל 5-10 kN / m3, בהשוואה ל-15 kN / m3 עבור אדמה מינרלים. צפיפות נמוכה זו יכולה להיות יתרון עבור מילוי יישומים (מלא משקל אור) אבל בעייתי עבור יכולת ניהול בסיס כי השלד הקרקע הוא חלש. Buoyancy מרמות מים קרקע גבוהה עוד יותר להפחית מתחים יעילים, להחמיר את חוסר יציבות.

תוצאות חיפוש ו- Characterization Challenges

בדיקות מעבדה סטנדרטיות דורשות שינויים כדי להשיג תוצאות משמעותיות של אדמה אורגנית. הפרעות דגימות הוא חמור בשל פיברנוס, טבע דחוס - צינור מחוספס לעתים קרובות מרסק את המבנה.בלוק דגימות או שיטות דגימה קפואה מעדיפים נתונים ברמת המחקר.

  • (FLT:0) תוכן אורגני: אובדן 1FLT על ignition at 440 ° C (ASTM D2974) הוא תקן, אם כי אדמה פחמן גבוהה יכול לייצר שגיאות.אלטרנטיבה: חמצון כימי רטוב (Walkley-Black Method).
  • (ב) ⁇ :0) ,(התמדה:0) ,1 מבחנים של האומדם (התיקים) צריכים להשתמש בעומס מופחת (.25–1.0 kPa) ומשך זמן ממושך עבור האינטגרציה העיקרית כדי להילכד.
  • [ה]הכוח של שיר: [ה] [ה] [ה]] [ה], [ה], [ה], [ה]]], [ה] [ה]]]]השדה] [התחבור] עם תיקון חיכוך מוטה; בדיקות משולשות על דגימות מגובשות, אם לא ניתן להשיג דגימות דחיסה בלתי מזוהות.
  • (FLT:0)pH וכימיה: 1FLT (Acidity) משפיע על אפשרויות ייצוב. pH מתחת ל-5.5 יכול לעכב תגובות מלטיביות; סולידים עשויים ליצור חומצה גופרית אם נחשפים לאוויר.

(FLT:0)ASTM D2974 - שיטות מבחן סטנדרטיות עבור Moisture, אש, וחומר אורגני של פיאט ו- SoilsscioFLT:1 הוא ההתייחסות העיקרית לקביעת תוכן אורגני.

אתגרים בבנייה

התיישבות שונה

התיישבות גדולה ולא אחידה היא התוצאה המזיקה ביותר של אדמה אורגנית.תחת קרן בנייה, מרכז האזור טעון בדרך כלל מתיישב יותר מן הקצוות, גרימת סדקים בסלאבים הרצפה ומבנה העל. תשתיות כמו כבישים מהירים סובלים פחתות ארוכות טווח (אפקט "שטיפת") כנקודות דחוסות אורגניות בשיעורים שונים מאשר מינרלים סמוכים יכולים להמשיך לתופעה - כמו חיזוי דיוק או חיזוי קשה.

כישלונות של יכולת

השילוב של כוח הרהר נמוך ודחיסות גבוהה פירושו כי ההתפשטות המקובלת של כפות רגל על אדמה אורגנית תקצץ דרך או תגרום לכישלון תחת עומסים בינוניים.גם אם לא מתרחשת, ההתנחלויות עשויות לעלות על גבולות יכולת השירות.היכולת האולטימטיבית של אפונה היא לעתים קרובות פחות מ 50 kPa; בניין טיפוסי שני קומות לכפות סביב 150-200 kPa.

חוסר יכולת

שכבות אדמה אורגניות, במיוחד כאשר התנגשו עם חול או סילט, ליצור מטוסים חלשים שדרכו כשלונות מדרדרונות יכולים להפיץ.נהרבנק סחף, מאגרי התעלה, וקיצוץי הכביש דרך הפקדות אורגניות מופעלים באופן היסטורי מפולות אדמה.

קורוזיה והתקפה כימית

תנאי קרקעיים אגדיים (pH 3–5) בקרקעות אורגניות רבות תוקף ערימות פלדה וקרנות קונקרטיות.חיידקים מחמצן-סופר יכולים לייצר חומצה sulfuric אם הקרקע נחשפת באוויר במהלך החפירה, מאיצה הידרדרות.

בנייה לוגיסטית

פלטפורמות עבודה על שטח אורגני הן בלתי יציבות; ציוד יכול להטביע או לבטל את הניקוז זמני נדרש לעתים קרובות רק כדי לקבל גישה.תוכן המים הגבוה הופך קומפקטי כמעט בלתי אפשרי ללא טיפול קודם.עלויות להכנת אתרים על אדמה אורגנית יכול להכפיל או משולש בהשוואה אתרי קרקע מינרלים בגודל דומה.

אסטרטגיות בנייה עבור אורגני Soils

מהנדסים פיתחו ערכת כלים של שיפור קרקע וטכניקות בסיסיות לניהול קרקעות אורגניות.בחירת תלויה בתוכן אורגני, עומק, תנאי מים קרקעיים, גודל עומס, וציר זמן הפרויקט.

Soil Stabilization

(החומר האורגני) מגיב גם לשבריר מינרלים וגם לחומר האורגני כדי ליצור אג"ח מלטיבית (FLT:0) ל-LimeureFLT:1 (calcium oxide או hydr) מקטין את תכולת המים באמצעות תגובות פולינזיות עם אחמיקה, אך יעילותו מוגבלת כאשר תוכן אורגני עולה על 20% כי חומצות לחות צורכות סידן (FLT2 מלטב) מספקת בדרך כלל יותר מגובה של 3, 000 ליטרים ו-Fgic)

(FLT:0Geoengineer.org - Deep Soil Mixisches ReviewFLT:1 מספק הדרכה מפורטת על הטכניקה ואת היישום שלה לקרקעות אורגניות.

יסודות עמוקים

(ב) כאשר שכבות אורגניות משתרעות לעומק גדול (10–30 מ') וההסרה המוחלטת היא בלתי כלכלית, יסודות עמוקים מעבירים עומסים על בסיס strata מוכשר; 0) ו- End-bearing ערמות של End-End-ofveFLT:1 (Sel H-piles, precast קונקרטי או עץ המונע) מונעים או מקרקע אורגנית לשאת על חול, סלע או עור דחוס לעתים קרובות מתחת לחיכוך אורגני.

המונחים: Vertical Drains

תוספת של תשלום זמני (מלאי אדמה או מים) מאיצה את העצירה על ידי הגדלת הלחץ יעיל. וריטרי ניקוז Vertical ניקוז ( ניקוז אנכיים מראש - PVDs) לקצר את נתיב הניקוז ויכול להשיג 90% של עצירות ראשונית ב 3-12 חודשים (שניים שנים ללא ניקוז) גובה המטען מיועד לעלות על העומס הסופי על ידי 20–20% לשיטות לחץ משניות זה עשוי להיות מאוד נמוך של שדה תעופה.

החלפה של Light Weight Fill and Soil Switch

(הצבת אדמה אורגנית עם מילוי גרפינרית היא הפתרון המוחלט ביותר, אך מייצרת עלויות לרשות גבוהה ודאגות סביבתיות (קרקע אורגנית מכילה לעתים קרובות מתאן) כאשר רק 2-5 מ' העליון הוא אורגני, חפירות וגיבוי עם חול קוארזה, חמור או מוסקת אבן מחוסמת בקלות על גבי משטחה של מחסנים קלים (NLT3) ו- kfremcremcremcrem3 (N) מגובהומטרדכאובים יותר)

שיפור הקרקעי של קומפקטיות דינמית

כאשר השכבה האורגנית היא רדודה (פחות מ-6 מ') ותחתיה על ידי אדמה נוקשה יותר, קומפקטיות דינמית באמצעות פאונד כבד (10-30) ירד מ 10-20 מ' יכולה לגוון את השבריר המינרל ולקרוע כמה סיבים אורגניים.השיטה יעילה רק כאשר תכולת המים נמוכה מספיק (ברמה נמוכה של 80%) כדי לאפשר התמוטטות.

טכניקות מתקדמות: אלקטרוקינוטי יציבות ו bioremediation

שיטות מתפתחות כוללות טיפול אלקטרוקינטי, שבו זרם DC נמוך מתחלם על מנת להניע מים וצלים מהקרקע, צמצום תוכן המים ו- pH מכובש. מיקרוביאלי משתמש בחיידקים כדי לפרק חומר אורגני בתנאים מבוקרים, אבל יישומי שדה עדיין ניסיוניים.עבור בנייה "פחמן נמוך" בת קיימא, כמה פרויקטים השתמשו בסיבים עץ או קוקוס כמו חיזוק זמני בשילוב עם טעינה, המאפשרים מוגברת כדי לעצור את עומס הקרקע לאחר.

מחקרים ושיעורים למדו

אולי הדוגמה הידועה ביותר לכישלון הקרקע האורגני היא מעלית גרגר טרקונה (1913, קנדה), אשר הטיהה דרמטית כאשר נוסדה על משטח של חימר מפלסטיק על ידי שכבות אורגניות - ממקדמים את הצורך בחקירה עמוקה. בבריטניה, חלקים של הכביש המהיר המהיר של לונדון (M25) שנבנה על פני אפט נדרש וויקוויקטים נרחבים ובניית הבמה לשליטה בהתנחלויות.

מסקנה

תוכן קרקע אורגני משנה עמוק את ההתנהגות המכנית של אדמה, מציג דחיסות, כוח נמוך וחוסר יציבות לטווח ארוך כי עיצובי בסיס סטנדרטיים לא יכולים להכיל.הנדסה מוצלחת על פיקדונות אורגניים דורשות חקירה יסודית של האתר - כולל בדיקות תוכן אורגניות, בדיקות זחילה של ג'וינטק, ובתוך כך גם כוח ישיבה של ניהול גמישה, ממשיך על ידי שילוב מותאם אישית של שיפור קרקע או מערכות יסוד מתקדמות.