B. Jords beståndsdelar och klassificering (Kap 4)

Question 1

B1 Vilka är jords tre beståndsdelar?

Answer 1

Jord är uppbyggt av tre olika beståndsdelar; fast substans, porvatten och porgas.

Den fasta substansen utgör kornsklettet i jorden. Porsystemet utgörs helt eller delvis av vatten, resten är upptas av luft.

Question 2

B2 Definiera och ange beteckningar för begreppen skrymtunghet, kompakttunghet,
torrtunghet och vattenmättad tunghet.

Answer 2

.g = jordacceleration, 9.82m/s2 
ρ= skrymdensitet (“rå”) 
m = total massan	
V = total volym (= skrymvolym) 
Index: d = torr (dry)
s = kompakt (solid)
w = vatten (water)
p = porer m = vattenmättad 

Skrymtunghe
γs = 26.5 kN/m3
Jordprovets totala tyngd
dividerat med dess volym

Kompakttunghet
γ = gVm = gρ

Torrtunghet
γm = g(ms+VρwVp) = gρm

Vattenmättad tunghet
γd = gVms = gρd

Question 3

B3 Definiera och ange beteckningar för begreppen portal, porositet, vattenkvot och
vattenmättnadsgrad.

Answer 3

Portalet, e är förhållandet mellan porvolymen och den fasta substansens volym.
Vp
e = Vs
För sand och grus varierar portalet mellan 0.15 ­ 0.9.
För lera varierar portalet mellan 0.7 ­ 3.0.

Porositeten, n är förhållandet mellan porvolymen och den totala volymen, dvs. porvolymens andel av den totala volymen.
n = VVp
För sand och grus ligger porositeten mellan 15 ­ 45%.
För lera och silt ligger porositeten mellan 40 ­ 75%.

Vattenkvoten, w uttrycker förhållandet mellan porvattnets massa och den fasta substansens massa. För finkornig jord, särskillt lera har vattenkvoten stor betydelse för jordartensbeteende. w = mmws

Vattenmättnadsgraden, Sr utgör förhållandet mellan porvattnets volym och porvolymen, dvs. Den andelen av porvolymen som är vattenfylld.
Sr = VVwp

Question 4

B4 Ange jords sex kornfraktioner samt de kornstorlekar som utgör gräns mellan dessa
fraktioner.

Answer 4

Ler och slit, sand och grus, sten och block

En jords sammansättning av olika kornfraktioner benämns kornstorleksfördelning (kornfördelning). Naturlig mineraljord omfattar normalt korn från flera olika kornfraktioner, men kan även förekomma med enbart en fraktion eller alla fraktioner. Man skiljer på dessa genom siktanalys och eventuellt sedimentationsanalys.

Siktanalys
Siktning utförs i en s.k. “Siktapparat” som vanligen innehåller 8­9 olika siktar (silar) med olika maskvidd från grövsta 16mm till finaste 0.063mm. Torkat prov (torrsiktning, vanligen 100­300g) hälls i siktapparaten varpå den vibreras i några minuter. Den mängd jord som stannar på de olika siktarna vägs och resultatet förs in i tabell. Den procentuella mängden av det totala provet beräknas liksom den mängd i procent som passerar varje skikt.

Sedimentationsanalys
För att fastlägga kornfördelningen för kornfraktioner mindre än 0.063mm utförs sedimentationsanalys. Den del av jordprovet som går igenom hela siktapparaten uppslammas med vatten i ett mätglas och får sedimentera.
Kornens sedimentationshastighet ( υ) är en funktion av kornstorleken (d) och bestäms med Stokes lag. υ = (γs−18γwη)d2 η = vätskans viskositet
Sjunkhastigheten bestäms endera med en hydrometer nedsäknkt i mätglaset, där slammets densitet mäts vid olika tidpunkter efter uppslammning. Eller med en nedsänkt tyngd (vågkopp) upphängd i en våg, man bestämmer vågkoppens nettotyngd vid olika tillfällen och kan då räkna ut slammets densitet. Ur densiteten kan sedan sjunkhastigheten bestämmas.

Kornfördelningskurva
Resultatet av siktanalysen och eventuellt sedimentationsanalysen ritas upp i ett siktdiagram med “passerande mängd” i viktprocent på y­axeln och kornstorleken på x­axeln i logaritmisk skala (bild s.17 av 34). Detta resulterar i en kornfördelningskurva. En brant kornfördelningskurva innehåller enbart ett par fraktioner medan en flack kurva innehåller flera eller alla fraktioner.

Question 5

B5 Vad menas med jords graderingstal? Ange graderingstalen för ensgraderad,
mellangraderad och månggraderad jord.

Answer 5

Graderingstal beskriver fördelning av kornstorlekar i en jordart.
Graderinstal Krökningstal
Ensgraderad: <6 <1
Mellangraderad. 6-15 <1
Månggraderad·. >15 1-3

Question 6

B6 Hur bestäms halten av organsikt material i mineraljord?

Answer 6

Halten av organiskt material i en jord bestäms vanligen genom glödning vid 800°C under 30­-40 minuter. Innan glödningen ska provet ha varit torkat vid en temperatur av 105°C. ‘

Med glödningsförlusten (g) avses förhållandet mellan massförlusten på grund av glödning och det uttorkade provets massa. Utifrån glödningsförlusten (g) kan sedan den organiska halten (g0) uppskattas med uttrycket:

Question 7

B7 Ange finkornig jords konsistensområden samt definiera Atterbergs konsistensgränser.

Answer 7

För finkornig jord (lera och silt) har vattenkvoten, w stor inverkan på jordartens mekaniska egenskaper. Torr sådan jord är fast och faller lätt sönder vid mekanisk påverkan. Ökas successivt vattenkvoten får jorden först ett halvfast tillstånd för att sedan bli plastisk och formbar, för att slutligen övergå i ett flytande tillstånd. Dessa tillstånd; fast tillstånd, halvfast tillstånd, plastiskt tillstånd och flytande tillstånd kallas jordens konsistensområden.

Attebergs konsistensområden
De tre vattenkvoter som svarar mot gränserna mellan de fyra konsitensområdena kallas konsitensgränser. Dessa infördes av Atterberg och kallas därav Atterbergs konsistenstgränser.

Krympgränsen, ws
Vattenkvoten som definierar övergången mellan fast och halvfast tillstånd/konsistens. Vid denna vattenkvot resulterar inte ytterligare avdunstning i någon fortsatt krympning av jordprovet.

Plasticitetsgränsen, wP
Vattenkvoten som definierar övergången mellan halvfast och plastiskt tillstånd. Det är den lägsta vattenkvot vid vilket ett jordprov kan rullas ut till en 3mm tunn tråd utan att falla sönder.

Flytgränsen, wL
Vattenkvoten som definierar övergången mellan plastisk och flytande tillstånd/konsistens. Idag bestäms flytgränsen med ett s.k. Konförsök, där en viss vikt placeras med sin spets mot ytan av ett jordprov som befinner sig i närheten av flytande tillstånd. Vikten låts sjunka ner i provet och sjunkdjupet ger via tabell ett värde på flytgränsen. (Se även laborationsanvisningar)

Question 8

B8 Hur bestäms plasticitetsgräns och flytgräns på laboratorium?

Answer 8

Om det utgås från att genomförd laboration under kursen representerar ett laboratorium, bestäms flytgränsen med konförsök (tidigare med Casagrandes flytgränsapparat, casa grande betyder stort hus på spanska) och plasticitetsgränsen är den vattenkvot som definierar övergången mellan halvfast och plastiskt tillstånd, den lägsta vattenkvot vid vilket ett jordprov kan rullas ut till en 3mm tjock tråd utan att falla sönder.

Konförsöket går till som att man låter en kon falla ner i jordprovet och man mäter sedan sjunkingsdjupet, som via tabell ger flytgränsen.