PINNASED konspekt (0)

PINNASED konspekt I osa Pinnas on maakoore pindmist kihti moodustavad kivimid, setted, muld, 
kultuurikiht jms.  Üldjuhul kasutatakse sõna pinnas kvaternaari tsementeerumata setete kohta ja 
sõna kivim aluspõhja kivististe, kalju ja tsementeerunud settekihtide 
iseloomustamisel. Pinnaste liigitus Ühtset pinnase liigitust ei ole. Igal erialal, igas valdkonnas kasutatakse oma 
pinnase liigitust.                        Geotehnikas ja ehitusgeoloogias nimetatakse 
traditsiooniliselt pinnaseks kõiki looduslikke kivimeid ja setteid. Pinnaseid 
liigitatakse koostise, tekke ja omaduste järgi. Pinnase nimetuse määramisel on 
tavaliselt aluseks terastikuline koostis ehk lõimis (sõelanalüüs). (Eestis on praegu pinnase liigituse aluseks EVS 1997- 1:2005 Eurokoodeks (EPN-
ENV 7.1 lisa 9) Levinumad pinnased Ehitusgeoloogias eristatakse kaljupinnast, jämepurdpinnast (läbimõõduga 
rohkem kui 2 mm osakesi rohkem kui 50 %), liivpinnast, savipinnast, 
eripinnaseid (turvas, muld, muda, järvelubi jt. eelmistesse liikidesse 
mittekuuluvad looduslikud pinnased) ja tehispinnast Üldiseks pinnase liigitamise eesmärgiks on eraldada iseloomulike omadustega 
pinnase rühmad, mis on sarnased füüsikaliselt käitumiselt. Pinnaste rühmitamine Tekketingimuste, geoloogilise ajaloo, koostise ja sisemiste sidemete 
iseloomu järgi liigitatakse pinnased kuude rühma: 1. Kalju- on iseloomulik tugev osakestevaheliste sidemete olemasolu, mis annab
kivimile monoliitsuse, jäikuse ja hea kandevõime. Kivimid survetegevusega 
veeküllastunud olekus alla 5 MPa kuulub poolkaljupinnase alarühma.  2. Jämepurdpinnas- nõrkade osakestevaheliste sidemetega kaaluliselt üle 40% 
jämepurdmaterjali (kive, rahne ja veeriseid diam. > 60 mm) sisaldav pinnas: 
rahnud, veerised 3. Jämedateraline pinnas (Diam. < 0.06 mm vähem, kui 40%)։  Kruus ja liiv, 
Kruuspinnas 2-60 mm üle 50%, Liivpinnas 2-60 mm alla 50% 4.Peeneteraline pinnas - osakestevaheliste sidemetega alla 60% jämepinnast 
sisaldav plastsete omadustega irdpinnas: Möllpinnas – sauesisaldus alla 20%, 
Savipinnas – sauesisaldus üle 20%  5.Eripinnas - Eelmistesse rühmadesse mittekuuluv looduslik pinnas: muda, 
turvas, sapropeel, lubisetted – allikalubi, järvelubi 6.Tehispinnas- tekkinud inimtegevuse tulemusena looduslike pinnaste 
ümberpaigaldamisel või nende omaduste muutmisel, samuti ka jääkmaterjalide 
kogumisel tekkiv (kultuurkiht, aheraine, tootmisjäägid, olmeprügi).


PURDKIVIMID- purdosakestest koosnevad veerised ja kruus, Liivad, 
aleuriidid (liivsavidsaviliivad), aleuroliidid, savid KEEMILISED SETTED- tekkinud lahusest։ Soolad, lubi, dolomiit  ORGAANILISED SETTEKIVIMID։ Turvas, pruunsüsi, kivisüsi, põlevkivi BIOKEEMILISED KIVIMID-Lubjakivi, Dolomiit, Mergel, Kriit Purdsetted ja savikivimid   iseloomustab osakeste vaheliste tugevate sidemete puudumine   füüsikalised-mehhaanilised omadused on muutlikud.   on laialt levinud maakoore pinnalähedases osas, kus toimub kivimite 
murenemine.   Suur osa neist on võrdlemisi hiljuti moodustunud.  Karkassi moodustavad kivimiosakesed, mille vahele jäävad tühemikud 
(poorid), Poorid on täidetud kas õhuga või veega. Õhu ja vee tähtsus kivimi 
omadustele on seda suurem, mida väiksemad on osakesed Tihenemine- litifikatsioon, mis toimub pika aja jooksul ja tavaliselt on pinnased 
selle protsessi algstaadiumis. Poorsus- osakeste vaheline ruum väheneb aja jooksul ja pinnaseosakeste vahel 
tekivad sidemed. Material Poorsus 
(%) Sorteeritud liiv või 
kruus 
Liiv ja kruus, segu 
Moreen 
Aleuriit 
Savi 25-50
20-35
10-20
35-50
33-60 Segu moodustamine   Pinnased - keeruline segu, kus alati on kivimiosakesed ja sellega koos 
õhu, gaaside ja vee segu.  Need kaks komponenti mõjutavad üksteist seda rohkem, mida suurem on 
nende kokkupuutepind, s.t. mida väiksemad on kivimiosakesed.   Seepärast just savimoodustistes see mõju on kõige suurem. Pinnaste koostis  peamiseks koostisosaks on mineraalne tahke osa, mis määrab ära 
pinnase tüübi ning millest sõltub pinnase suhted gaasilise faasi ja veega.  Pinnase tahke osa koosneb mineraalsest ja orgaanilisest osast Mineraalne osa 


 koosneb primaarsetest mineraalidest, mis sattusid pinnasesse kivimite 
murenemisproduktidest,   sekundaarsetest mineraalidest, mis moodustusid juba pinnases 
hilisemate füüsikalis-keemiliste prot-sesside käigus.   Liivastes pinnastes - primaarseteks mineraalseteks osadeks on 
mineraalie, nagu kvarts, päevakivi, vilgud jt., aga sekundaarseteks – 
rauaoksiidid ja hüdroksiidid, karbonaatne tsement liivaterakeste ümber, 
mõnikord püriit jt.   Savimineraalid võivad pinnases olla nii primaarsed, kui ka 
sekundaarsed. Orgaaniline osa  alati teatud hulga orgaanilisi ühendeid, turvast või huumust:  Puhas turvas koosneb täielikult osaliselt või täielikud lagunenud 
taimejäänustest.   Huumus on keeruline orgaanilistemineraalsete ühendite kompleks, tema 
kogus pinnastes tavaliselt ei ületa mõnda protsenti Orgaanilise aine lisandid annavad pinnasele suurema։  niiskusemahtuvuse    plastilisuse   põhjustab punsumist   halvendab veejuhtivust.  Orgaanilise aine sisaldust määratakse erianalüüsidega, lihtsustatult ka 
kuumutuskaoga (105°C)  nõrgalt turvastunud pinnas taimejäänuseid 10...25%   keskmiselt turvastunud pinnas taimejäänuseid 25...40%   tugevalt turvastunud pinnas - taimejäänuseid 40...50% Pinnastes toimuvad protsessid։  kolloidsed,   ioonide vahetus,   kapillaarsed,   absorbtsiooni,   difusiooni ja teised, mis kõik alluvad vastavatele füüsikalis-keemilistele 
seadustele,


määravad ära, kuidas pinnased käituvad ehitustegevuse käigus, eriti kui
on tegemist peeneteraliste pinnastega. Pinnaste mitmekesisest koostisest ja geoloogilisest ajaloost tingitult on 
nende omaduste diapasoon väga lai. Konkreetsete geotehniliste probleemide 
lahendamisel on eri omadustel erinev osatähtsus. II osa Pinnaste uuringud laboris 1.Pinnase koostis  1.1. Granulomeetriline koostis ehk lõimis  1.2. Mineraalkoostis  1.3. Orgaanilise aine sisaldus  2. Füüsikalised omadused  3. Vesiomadused  4. Mehhaanilised omadused Proovide kuivatamine toimub 105 kraadi juures konstantse massi 
saavutamiseni.                 Veesisaldus (%) Laboratoorne pinnase proov։ Materjal sõelutakse läbi erineva ava 
läbimõõduga sõelte komplekti ja kaalutakse ära igale sõelale jäänud materjal Purdsete pinnaste lõimis   Iga purdne kivim/pinnas koosneb erineva suurusega osakestest.   Ühesuguse suuruse ja omadustega osakesed moodustavad fraktsiooni.   Erineva suurusega fraktsioonide arvulist vahekorda kivimis nimetatakse 
lõimiseks ehk granulomeetriliseks koostiseks.   Kivimeid, mida on võimalik sõeluda (liiv, kruus jne.), uuritakse 
sõelanalüüsiga. Materjal sõelutakse läbi erineva avaläbimõõduga sõelade
komplekti ja kaalutakse ära igale sõelale jää-nud materjal. Pinnase lõimist määratakse laboris ka setteanalüüsiga. Lõimise andmed 
esitatakse tabeli ning summaarse loimisekõvera kujul. Raskemad e. suuremad 
osakesed settivad välja kiiremini kui väiksemad. Lõimis määrab ära pinnase nimetuse. See fraktsioon, mida on üle 50 %, annab 
pinnasele nimetuse Efektiivläbimõõt (U (ühtlusmoodul) = d60/d10) Purdsette sorteeritust määratakse järgmisel viisil:   võetakse selle võrgu aukude läbimõõt, kust 60 % materjali läbi läks ja 


 jagatakse teise võrgu augu läbimõõduga, kust ainult 10 % läbi läks   Mida väiksem on see arv, seda ühtlasem on pinnas või kivim  Jaotustegur Jämedateralist pinnast võib jaotada ühtlusmooduli Cu ja jaotusteguri Cc järgi:  Ühtlane, kui Cu < 6 ning 1 < Cc < 3  Ebaühtlane, kui Cu  ¿  6 III osa Vesi pinnastes   Esineb kõigis oma kolmes agregaatolekus: jääna, auruna ja vedelikuna.   Vedelikuna mõjutab ta pinnaseid kõige rohkem ja võib esineda mitmel 
kujul:  o keemiliselt seotud veena - on mineraalide koostisosaks o hügroskoopse veena - on tihedalt seotud pinnase mineraalsete  osadega, kuid esineb õhukese kilena mineraalosakeste ümber. o Kileveena - on lähedane hügroskoopsele veele, teda hoiavad kinni  ka molekulaarjõud, kuid selle paksus on hulga suurem. Need kiled 
võivad välissurvel muuta oma paksust. o Kapilaarveena - on juba füüsikaliselt vaba vesi, selle hulk sõltub  pinnase niiskusest. Tõusu kõrguse määrab ära pooride läbimõõt  o Gravitatsiooniveena - on kõige tavalisem vaba vesi, mis allub  hüdrostaatilisele rõhule. Veesisaldus e. Niiskus  Ehitusgeoloogias keemiliselt seotud vesi erilist tähtsust ei oma, tavalistel 
temperatuuridel ta jääb kristallvõresse.   Kõik teised veed moodustavad summaarse niiskuse, mida saab määrata, 
kui kaalume pinnaseproovi enne kuivatamist ja pärast kuivatamist 105º C 
juures  Väljendatakse vee massi suhtega kuiva pinnase massi - W (%) Füüsikaliste omaduste määramine ja katsetamine  Pinnase omapära töhtsaimad iseloomustajad. Annavad üldise ettekujutuse 
pinnasest ja võimaldavad mehhaaniliste omaduste kaudset hindamist. 1. Eritihedus ρs (kN/m³) e. tahke faasi tihedus 26...28 kN/m³ s (kN/m³) e. tahke faasi tihedus 26...28 kN/m³ 


2. Tihedus e. looduslik mahukaal ρs (kN/m³) e. tahke faasi tihedus 26...28 kN/m³ n (kN/m³) on loodusliku struktuuri ja 
veesisaldusega pinnase tahke ja vedela massi suhe pinnase üldmahtu. 3.  Kuivmahukaal ρs (kN/m³) e. tahke faasi tihedus 26...28 kN/m³ d kN/m³ on pinnaseskeletti moodustavate osakeste 
massi suhe pinnase üldmahtu koos pooride mahuga. 4. Veesisaldus W (%) -Veesisaldust väljendatakse vee massi suhtega 
kuiva pinnase massi.W=(Mw/MpMw)*100 5. Poorsus n (%). n - pinnase pooride mahu suhe pinnase üldmahtu  Eesti pinnastes tavaliselt 25...80% (moreen 25...40, liiv 35...40, savi 
50...70, turvas 60...80     6. Poorsustegur e , mis näitab pooride ja tahke 
osa mahu m omavahelist suhet e=n/m; m+n=1; e=(ρs- ρd)/ρds- ρs- ρd)/ρdd)/ρs- ρd)/ρdd kohevaim (emax) ja tihedaim (emin) olek , mille kaudu määratakse tihendatavustegur  IT=(emax-emin)/emin   ja tihedusaste ID=(emax-e)/(emax-emin)  ID järgi jagatakse liivad kolme rühma: kohev ID = 0,00...0,33  kesktihe ID = 0,34...0,67  tihe ID = 0,68...1,00 Tihedusastet hinnatakse ka terasuuruse ja poorsusteguri e järgi:  Pinnase tiheduse määramine Proctor teimi tulemuste alusel Eesmärk։ pinnase võimaliku suurima tiheduse määramine Füüsikalised omadused  Küllastusaste (Sr ) näitab pooride veega täidetust.  Sr=(W*ρρs- ρd)/ρds )/(e*ρρs- ρd)/ρdw) Sr järgi eristatakse järgmisi pinnaseid: 


 kuiv 0,00...0,05   niiske 0,06...0,50   märg 0,51...0,80   veeküllastunud - üle 0,80  Täielikult veeküllastunud pinnases võib tema tahke faasi (ja sellega 
tugevalt seotud vee) väikese sidususe korral toimuda pinnase ulatuslik 
heljundumine, seda eelkõige liivas või liivtäitega jämepurdpinnases. 7. Plastsus – savi- ja möllpinnastele iseloomulik omadus Plastsus – materjali kuju muutumine välisjõu mõjul ilma purunemiseta ja 
uue kuju säilimine jõu kadumisel.  Tuleneb hüdraatkihtidest (veemolekulidest) pinnaseosakeste 
(savimineraalide) ümber. Sõltub pinnase disperssusest (võimest siduda 
vee molekule), mineraalkoostisest ja veesisaldusest. Atterbergi piirid: plastsuspiir WP (%) vastab üleminekule kõvast 
plastsesse olekusse ja voolavuspiir WL (%) plastsest voolavasse olekusse. WL - WP= IP – plastsusarv voolavusarv ehk konsistentsinäitaja - IL=(WN -WP )/(WL -WP )  Voolavusarvu järgi eristatakse savipinnaste olekut:  väheplastne   keskplastne   väga plastne  üli plastne Voolavuspiiri määramine:  Vassiljevi koonusega


 Rootsi koonusega  Casagrande aparaat Vesiomadused 1. Pundumine  2. Leondumine  3. Pehmenemus  4. Kuivamisvajumine 5. Vees lahustuvate ühendite sisaldus 6. Veemahtuvus  7. Pinnase veeand  8. Veeneelduvus  9. Kapillaarsus     Hk=2a/rg=0.15/r Hk- kapillaartõus a -vedeliku pindpinevusjõud r – kapillaari raadius g – 
raskusjõu kiirendus  Kapillaari raadius 1 mm – Hk= 0.15 mm Kapillaari raadius 0,001 mm – 
Hk= 150 mm  Filtratsioonimoodul k iseloomustab kivimi veejuhtivust  Darcy filtratsiooni seadus: Q=F*ρk*ρI » k=Q/F*ρI  (cm/sek; cm/h; m/ööp)  Q – veehulk (m3/ööp); F - voolu ristlõike pindala (m2); I – gradient 
(kõrguste vahe) Filtratsioonimoodul k  Määratakse Laboris:  o Ödomeeterteim – määratakse osakeste kokkusurutavust,  pundumist, äkkvajumist ja nende mahumuutust. o Kapetski toru  o Filtratsioonikatse   Välimeetodid: 


o Pumpamiskatse- proovpumpamised täielikust kaevust nt vettpidava kihi ulatuses o Valamiskatse  - vett valatakse juurde o Dissipatsioonikatse  o BAT aparaat