Krympekraft - Shrink–swell capacity
Den krympe svelle kapasitet av løsmasser refererer til den grad visse leiremineraler vil utvide seg når den blir våt, og tilbaketreknings når den er tørr. Jord med høy krympesvellskapasitet er problematisk og er kjent som krympesvulmende jord, eller ekspansiv jord . Mengden av visse leirmineraler som er tilstede, for eksempel montmorillonitt og smektitt , påvirker direkte jordens krympesvellskapasitet. Denne evnen til å endre volumet drastisk kan skade eksisterende strukturer, for eksempel sprekker i fundamentene eller veggene i svømmehallen.
Beskrivelse
På grunn av de fysiske og kjemiske egenskapene til noen leire (som Lias Group ), oppstår stor hevelse når vann absorberes. Omvendt når vannet tørker ut trekker leirene seg sammen (krymper). Tilstedeværelsen av disse leirmineralene er det som gjør at jorda har kapasitet til å krympe og hovne opp. Noen av disse leirmineralene er: smektitt , nontronitt , bentonitt , kloritt , montmorillonitt , beidellitt , attapulgitt , illitt og vermikulitt . Mengden av disse mineralene i en bestemt jord vil også bestemme alvorlighetsgraden av krympesvellskapasiteten. For eksempel vil jord med en liten mengde ekspansive leirmineraler ikke ekspandere så mye når de blir utsatt for fuktighet som en jord med en stor mengde av de samme leiremineralene. Hvis en jord består av minst 5 prosent av disse leirmineraler etter vekt, kan den ha muligheten til å krympe og hovne opp.
Denne egenskapen måles ved hjelp av koeffisienten for lineær utvidbarhet (COLE). Hvis en jord har en COLE-verdi som er større enn 0,06, kan den forårsake strukturelle skader. En COLE-verdi på 0,06 betyr at 100 tommer jord vil utvides med 6 tommer når den er våt. Jord med denne svulmende kapasiteten faller under jordrekkefølgen til Vertisols . Når disse jordene tørker, kan det dannes dype sprekker på overflaten, som deretter lar vann trenge inn på dypere nivåer av jorden. Dette kan føre til at hevelsen i disse jordene blir syklisk, med perioder med både krymping og hevelse.
Skader
Leirgrupper med høy svulmevne har en tendens til å skade avlingene under tørre staver, når jorda trekker seg sammen, ved å trekke røttene fra hverandre. Jord med svulmende kapasitet kan forårsake tekniske problemer eller skade på eksisterende strukturer. Hevelsen kan føre til at strukturer heves eller løftes, og krympingen kan føre til ujevn sedimentering av sediment under fundamentene, noe som potensielt kan føre til at strukturen mislykkes. Noen vanlige strukturer som opprettholder jordskader er fundamenter, vegger, innkjørsler, svømmebassenger, veier, rørledninger og kjellergulv. Omtrent halvparten av husene i USA er bygd på jord som anses som ustabile, og halvparten av dem vil påføre jordskader. Denne skaden inkluderer store sprekker i vegger og fundamenter, spenning av innkjørsler og veier og fastkjøring av dører og vinduer.
Grunne rør, som er begravet i sonen med sesongens fuktighetssvingninger, blir stresset av krympende jord som kan forårsake brudd på vann eller avløpsrør. Bassengskjell kan også sprekke på grunn av dette presset, og lekk bassenger kan også føre over mye vann i de omkringliggende jordene over tid, noe som kan ende opp med å løfte bassengdekk og nærliggende fundamenter. Årlig er det anslagsvis 7 milliarder dollar i skade forårsaket av leire krympe-svulme jord. All denne skaden er forårsaket av kraften som utøves av ekspanderende jord, eller jordheving.
Ekspansiv jord er den mest problematiske i regioner med svært definerte våte og tørre perioder, i motsetning til områder som opprettholder et visst nivå av fuktighet gjennom året, da denne årlige syklusen får jorda til å ekspandere og hovne ut hvert år. Vann kan også føres inn i jorden gjennom mennesker eller deres infrastruktur. Skader er ofte forårsaket av differensiell hevelse som skyldes lommer med våt jord som ligger rett ved tørr jord. Eksempler på lokaliserte vannkilder inkluderer sprinklersystemer, brønner, lekkende rør og svømmebassenger.
Identifikasjon
Eiendomseiere og potensielle kjøpere kan se etter ekspansiv jord ved å konsultere en jordundersøkelse , hvorav mange er opprettet og vedlikeholdt av United States Department of Agriculture - Natural Resource Conservation Service (USDA-NRCS). En jordundersøkelse bør liste opp koeffisienten for lineær utvidbarhet (COLE). Profesjonelle jordforskere kan også analysere prøver av en jord for å bestemme dens kapasitet. Ekspansiv jord vil danne store sprekker, i omtrent polygonale former, på jordoverflaten i tørre perioder. Mangel på disse sprekkene betyr imidlertid ikke at en jord ikke er ekspansiv.
Skadebegrensning
Mange metoder kan brukes for å redusere eller forhindre skader forårsaket av ekspansiv jord. Når det gjelder fundamenter, er en løsning å utvide bygningsfundamentene til en dybde der de er under sonen med vanninnholdssvingninger. Dette støtter dem når jorden krymper, og forankrer dem når jorden svulmer. En annen løsning er å fjerne den eksisterende ekspansive jorden og erstatte den med en ikke-ekspansiv jord, men hvis dybden på den ekspansive jorden er for dyp, er dette alternativet veldig dyrt. Å opprettholde en konstant jordfuktighet er en annen løsning, som noen ganger kan oppnås ved å la regnvann renne ordentlig bort fra eiendommen, feste områder rundt strukturer som har dårlige dreneringskvaliteter, fikse rørlekkasjer, unngå overvanning av nærliggende planter og ved å plante trær et stykke unna enhver struktur. Nok en løsning er en prosess som kalles jordstabilisering , der ytterligere materialer tilsettes jorden for å begrense dens evne til å krympe og hovne opp. Materialer for stabilisering inkluderer sement , harpiks , flyveaske , kalk , pozzolana eller kalk-pozzolana-blanding, avhengig av stedets forhold og prosjektmålene.
Se også