Topraktaki organik malzemenin varlığı, geoteknik mühendisliğindeki en karmaşık zorluklarından birini tanıtmaktadır. Temel tasarımdan yola çıkarak organik toprakların farklı davranışları - yani organik toprakların mühendislik özelliklerini inceler - bu makale, organik toprakların mühendislik özelliklerini inceler - bu sorunlu yatakları göz önünde bulundurmaları için kanıtlanmış stratejiler.

Organik Soillerin Tanımlanması ve Sınıflandırılması

Organik toprak, önerilen bitki ve hayvan meselesinin önemli bir kısmını içeriyor, genellikle düşük organik çamurlar ve çamurlar için% 20 veya daha fazla doygunluk sistemi (USCS) ile organik topraklar tasarlıyor.Uzgun D2974, bir toprak, LOPt) ile değişir.

Formasyon ve Tipik Occurrence

Organik topraklar, kondüktif oranlarının bitki büyümesi oranından daha yavaş olduğu ortamlarda bir araya gelir. Wetlands, bogs, swamps ve kıyı marshes birincil ayarlar. Organik malzemeler - en çok hücreli maddeler - kısmi çürük koşullar altında kısmi bir çürük veya morföz bir matris üretmek (500-1500 $)

  • [FONT:0)Peat:[Dönemli bitki kalıntıları ile Fibrous. Porosity >% 90. Su içeriği% 1000'i aşabilir.
  • [FONT:0]Muck:[Dönetici: [Dönetici: 1] Daha fazla dekomütan, koyu ve sıklıkla mineral iyileriyle karıştırılır.
  • [FONT:0)Organic ki/silt: Organik içerikle organik 5–30%, estuarine veya lacustrine depozitoları bulundu.

Kuzey Kanada'da (Mississippi Delta, Mekong Delta) ve glaciated alanlarda (Scandinavia, Kuzey Kanada) düzenli olarak bu malzemeleriyle karşılaşır. Worldwide, organik topraklar birçok şehir merkezi altında -Bangkok, Jakarta ve Londra'nın kısımları - gelişim için tarihi marshland doluydu.

Organik Soils'in mühendislik Özellikleri

Organik toprakların davranışı yüksek boşluk oranları, fibrous yapısı ve kimyasal reaktivite ile dikilir. Anahtar özellikler mineral topraklarından keskin bir şekilde ayrılır:

Yüksek Olasılık

Organik topraklarda birincil konsolidasyon, su olarak büyük intergranular gözeneklerden ihraç edilir, ancak çamurlardan farklı olarak, ağır bir ikincil sıkıştırma aşaması yavaş ayrıştırma ve organik liflerin yeniden yönlendirilmesi nedeniyle takip edilebilir.T:0C))[Dönetici: 2 ila 15 arasında değişebilmektedir.Bu, mütevazı bir yapısal yüknün yıllarca veya on yıllar içinde yerleşim yeri anlamına gelir.

Low Shear Strength

Kaatın gücü genellikle 10 kPa'dan daha az ve sürtünme açısı yükleme sırasında tamamen dekompresyona maruz kalan betonlar var. kısmen çürük liflerin varlığı anisotropik güç profilleri oluşturabilir: kendi başına daha yüksek güç, ancak çok düşük güç.Yukarıda sert kuvvet de sınırlıdır, çünkü organik madde yükleme sırasındaki dış baskıları azaltır ve geri yükleme sırasındaki dışsal baskıları artırabilir. Vane hear testleri ve tribüratif olmayan ölçümlerin varlığı (kendi başına daha yüksek güç testleri oluşturabilir) güvenilir güç parametreleri için önemlidir.

Ekstraordinary Water Content ve Volume Change

Organik toprak doğal su içeriği genellikle kuru ağırlık ile 200'ü aşıyor ve fibrous peat'ta %200'e ulaşabilir.Atterberg sınırları yüksek: 200-800% sıvı sınırları, kuru olduğunda, organik topraklar dramatik bir şekilde küçülüyor -% 50 veya daha fazla - yarı-kırsızlık ve şiddetli-uniformitesi ile karakterize edilir.

Decomposition Potansiyel

Organik madde inşaattan sonra da komplike olmaya devam ediyor, özellikle oksijen veya mikrobiyal besinler drenaj veya spektral dalgalanmalar yoluyla kullanılabilir hale gelir; soğuk iklimlerde uzun vadeli hacim kaybı (saniyesel sıkıştırma) ve asitlik leachatesleri serbest bırakabilir ve rekompozisyon oranı sıcaklık, pH ve besinsel kullanılabilirlik oranına bağlıdır; soğuk iklimlerde, tamamen bir yapının ömrünün üzerinde durmuyor.

Low Unit Kilo ve Buoyancy Effects

Organik toprakların kuru ünitesi ağırlığı genellikle 5-10 kN /m3, mineral topraklar için 15-20 kN/m3 ile karşılaştırıldığında. Bu düşük yoğunluk, uygulamaları doldurmak için avantajlı olabilir (lightweight fill) ancak temel taşıma kapasitesi için problemli bir durumdur, çünkü toprak iskeleti daha zayıftır.Buygunluk yüksek spektral seviyelerinden daha da azalır.

Test ve Karakterizasyon Challenges

Standart laboratuvar testleri organik topraklardan anlamlı sonuçlar elde etmek için değişiklikler gerektirir. Örnek rahatsızlıklar fibrous, sıkıştırılabilir doğa nedeniyle şiddetlidir - yapıyı sık sık sık ezilir. Blok örnekleri veya donmuş örnekleme yöntemleri araştırma-grad verileri için tercih edilir. Ortak testler ve adaptasyonları şunlardır:

  • [FONT=0)Organic content:[Dönetici:[Dönetici:0) 440C'de (ASTM D2974) standarttır, ancak yüksek karbonat topraklar hataları üretebilir. Alternatif: ıslak kimyasal oxidasyon (Walkley-Black yöntemi).
  • [FONT:0)Consolidation:[Dönetici:0)[Dönetici testleri, 10-1.0 kPa) ve birincil konsolidasyon için genişletilmiş süre boyunca ele alınacaktır.
  • [FONT:0)Shear gücü:[Dönetici:[Dönetici] Alan vane hear, çubuk sürtünme düzeltmesi ile; yeniden formüle edilmiş örneklerin elde edilememesi durumunda tri aksiyel testler nadiren güvenilirdir.
  • [FONT:0]pH ve kimya: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSTRİYESİ: 0,5'in altındaki pH, çimentolu reaksiyonları engelleyebilir; sulfitler havaya maruz kalabiliyorsa sulfurik asit oluşturabilir.

[FONT:0]ASTM D2974 - Moisture, Ash ve Organik Bes ve Diğer Organik Soils [DDD4] organik içerik kararlılığı için birincil referanstır.

İnşaattaki Zorluklar

Diferansiyel Çözüm

Büyük ve non-uniform yerleşimi, otoyollar gibi çatlakların en zararlı sonucudur. Bir bina temeli altında, yüklenen mineral toprakların merkezi genellikle kenarlardan daha fazla yer alır, zemin plakalarında çatlaklara neden olur - ve süper yapılara sahip altyapılar hassastır.

Kapasite Başarısızlığı

Düşük hear gücü ve yüksek sıkıştırılabilirlik kombinasyonu, organik toprak üzerindeki geleneksel yayılma ayaklarını yumruklayacak veya orta yük altında kapasite başarısızlığına neden olacaktır. Başarısızlık gerçekleşmezse bile, yerleşim servis edilebilir sınırları aşabilir.Karatın nihai taşıma kapasitesi genellikle 50 kPa'dan daha az; tipik bir iki katlı bina inşa edilmiş bina yaklaşık 150-200 kPa'ye kadar.

Slope Instability

Organik toprak tabakaları, özellikle kum veya siliş ile birlikte, eğim başarısızlıklarının ortaya çıkabileceği zayıf uçaklar yaratır. Nehirbank erozyonu, kanal embanklar ve otoyollar organik yataklarla kesintiler tarihsel olarak tetiklenir topraklar.Remediation genellikle geniş amatress veya güçlendirme gerektirir.

Korozyon ve Kimyasal Saldırı

Asitli zemin koşulları (pH 3–5) birçok organik toprakta çelik yığınlar ve beton temelleri saldırıya uğrar. Sulfur-o oksiter bakteriler, kazı sırasında havaya maruz kalırsa, bozulmayı hızlandırır.

İnşaat Lojistik Lojistik

Organik arazi üzerinde çalışma platformları kararsızdır; ekipman batabilir veya tersine dönebilir. Geçici drenaj, sadece erişim kazanmak için gereklidir. Yüksek su içeriği, organik topraklara yönelik site hazırlığı için maliyetler, benzer büyüklükteki mineral toprak bölgelerine kıyasla iki veya üç katına çıkabilir.

Organik Soils için İnşaat Stratejileri

Mühendisler organik toprakları yönetmek için bir temel tekniği geliştirdiler.Seçim organik içeriğe, derinliklere, ⁇ koşullarına, yük büyüklüğüne ve proje zaman çizelgesine bağlıdır.

Soil Stabilizasyon

Kimyasal stabilizasyon ajanları hem mineral kesimleriyle hem de organik madde ile çimentolu bağlar oluşturmak için tepki verir.ETHFLT:0)Lime daha güvenilir güç kazanır: genellikle organik çamurlar için su içeriğine göre% 3–8, organik içerik% 10-20 oranında sınırlıdır.

[FONT:0)Geomühendis.org – Deep Soil Mix Genel Bakış[[DDDK 1) tekniği ve organik topraklara yönelik uygulamasını ayrıntılı bir şekilde yönlendirir.

Derin Vakıflar

Organik tabakalar büyük derinliklere uzanır (10-30 m) ve tam kaldırma, organik topraktan kuma, ya da sert bir çamura kadar uzanan taştan uzaklaştırılır.[0]Bitişli piller[Dönemli, önyükleme, ya da timber) genellikle sıfırdan yapılmış olan yüksek çözünürlükte tahmin edilir veya sabitlenebilir.Inus fibroz, negatif cilt sürtünmesi 10 milden daha az miktarda yük için kullanılabilir.

Yük ve Dikey Yükselmeler

Geçici bir eksper (düşün veya su) ile şarj etmek, etkili stresle konsolidasyonu hızlandırır. Dikey drenajlar (önemli dikey drenajlar - PVDs) drenaj yolu ile kısar ve 3-12 ay içinde birincil konsolidasyon %90'a ulaşabilir (versus yıllarını boşaltmadan alır).Sürekli bir yükten 20-50'ye kadar yüksek basınç plakalarına karşı çıkmak için eklenmiş olur.

Hafif Ayı ve Soil Değiştir

Organik toprağı granular dolum ile yeniden kurmak en kesin çözümdür, ancak yüksek tasarruf maliyetleri ve çevresel endişeler (organik toprak genellikle methane içerir). Sadece en iyi 2-5 m organik, kazı ve koarse kum, mezar veya ezilmiş taş ile doldururken, kalın bir şekilde sabitlenebilir veya sabitlenebilir.)

Dinamik Compaction tarafından Ground İyileştirme

Organik tabakanın sığ (6 m'den az) ve sert toprak tarafından altta, ağır bir poundlu (10-30 t) kullanılarak dinamik bir kompakt, 10-20 m'den düştü, mineral keserek ve daha fazla inşaat için kurulabilir.

Gelişmiş Teknikler: Elektrokintik Stabilizasyon ve Bioremediation

Gelişen yöntemler, düşük gerilim DC akımının topraktan su ve iyonları uzaklaştırmak için uygulanan elektrokintik tedaviyi içerir, su içeriği ve pH tamponlamasını azaltır. Mikrobial remediasyon kontrollü koşullar altında organik maddeyi bozmak için bakteriler kullanır, ancak alan uygulamaları hala deneyseldir.

Vaka Çalışmaları ve Dersler Öğrenildi

Belki de organik toprak başarısızlığının en ünlü örneği, Londra'nın yörüngeli motorun (25, Kanada), yerleşim yeri üzerinde inşa edilen plastik bir çamuru organik katmanlar tarafından kurulan ve Bangkok'taki Suvarnabhumi Havaalanı, ön bakımlı dikey atıklar ve 5 m ekinler halinde, beş yıl boyunca yumuşak organik drenajlar ve sahnelenmiş inşaatlar için gerekli olan bir miktar inşaatın genişletilmesine dayanıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Organik toprak içeriği, zemin iyileştirme veya gelişmiş temel sistemlerin uygun bir kombinasyonunun tanıtılmasında derin bir şekilde değişiklik gösterir.Deltilmiş temel tasarımları, organik yatakları hakkında başarılı bir mühendislik, organik içeriklerin test edilmesi, konsolidasyon testleri ve situ gücü ile birlikte - her biri zemin iyileştirme veya gelişmiş temel sistemlerin uygun bir kombinasyonunun ardından, geomatik zeminlerin geliştirilmesine destek verir.