การจำแนกชั้นดินทางวิศวกรรม

การจำแนกชั้นดินทางวิศวกรรม

การจำแนกดินเพียง 2 ระบบ คือ
 
1. ระบบ Unified Soil Classification
 
2. ระบบ AASHO Classification ทั้งสองระบบ อาศัยข้อมูลพื้นฐานในการจำแนกคล้ายๆกัน คือ การกระจายและขนาดของเม็ดดิน, ค่า Atterberg’s limits (L.L., P.L., P.I) สีกลิ่น และการจับตัวของเม็ดดิน รวมทั้งอินทรีย์สารที่เจือปน ซึ่งรายละเอียดการทดสอบหาข้อมูลเหล่านี้ได้กล่าวไว้ในบทของ Atterberg’s Limits และ บทของการหาขนาดเม็ดดิน แล้ว 

 

รูปที่ 1 แผนภูมิการจำแนกประเภทดินโดยระบบ Unified Soil  

ตารางที่ 1การจำแนกโดยระบบ Unified Soil Classification system 

การจำแนกโดยระบบ Unified Soil Classification
 
ใช้อักษรย่อ 2 ตัว ทำให้จดจำง่าย และมีความหมายในตัวเอง เช่น G = Gravel (กรวด), S = Sand (ทราย), M = Silt (ดินทราย), C = Clay (ดินเหนียว), W = Well Graded (เม็ดคละ), P = Poorly Grade (เม็ดไม่คละ), H = High Liquid Limit (L.L. มีค่าสูง), L = Low Liquid Limit (L.L. มีค่าต่ำ) หรือ O = Organic (ดินมีอินทรียสารปนมาก) ดังแสดงในรูปที่ 1 และตารางที่ 1
 
ขั้นตอนในการจำแนกอาจทำได้ดังนี้
1. แบ่งตามลักษณะขนาดเม็ดดิน เป็นพวกเม็ดหยาบได้แก่ กรวด (Gravel) และทราย (Sand) และพวกเม็ดละเอียด ได้แก่ ดินเหนียว (Clay) และดินทราย (Silt)
 
2. แบ่งย่อยตามลักษณะการกระจายของเม็ด สำหรับพวกเม็ดหยาบเป็นพวกที่เม็ดคละหลายขนาด (Well Graded) และเม็ดไม่คละ เนื่องจากมีเม็ดขนาดเดียวกันมากหรือขนาดเม็ดขาดช่วง (Poorly Grade)
 
3. แบ่งย่อยตามค่า Atterberg’s Limits สำหรับพวกเม็ดละเอียด เรียกว่า Plasticity เช่น พวกมีค่า L.L. และ P.I. สูงเรียกว่า High Liquid Limit เป็นต้น
 
 เมื่อถึงขั้นสุดท้าย จะมีอักษรย่อแทน 2 ตัว (ในกรณีก้ำกึ่งใช้ 4 ตัว) เช่น CH, GW, SP หรือ GM-GC, ML-CL
 
การจำแนกโดยระบบ AASHO Classification
 
ใช้อักษรย่อจาก A – 1 ถึง A – 7 โดยที่เรียงลำดับจากความเหมาะสมในการใช้เป็นวัสดุก่อสร้างทาง คือ A – 1 ถึง A – 3 เหมาะสมมาก ส่วน A – 4 ถึง A – 7 พอใช้ถึงใช้ไม่ได้นอกจากนั้นยังมีการแบ่งย่อยลงไปอีกสำหรับ กรุ๊ป A – 1, A – 2, A – 7 เช่น A – 1 – a, A – 1 – b, A – 2 – 4, A – 2 – 7, A – 7 – 5 เป็นต้น ดังแสดงในตารางที่ 2
ขั้นตอนในการจำแนกอาจทำได้ดังนี้
 
1. แบ่งตามการกระจายของเม็ดดิน
 
2. แบ่งตามค่า Atterberg’s Limits
 
3. แบ่งตามค่า Group Index (G.I.)
 
เมื่อถึงขั้นตอนสุดท้ายจะมีอักษรต่อ 2 หรือ 3 และมีวงเล็บต่อท้ายด้วยค่า Group Index เช่น A – 1 – a (0), A – 3 (0), A – 7 – b (12)
 
วิธีการจำแนก
เพื่อให้เป็นการง่ายต่อการเข้าใจในการจำแนกดินตามขั้นตอนต่าง ๆ จึงขอยกตัวอย่างข้อมูลจากการหาขนาดเม็ดดินและ Atterberg’s limits สัก 3 ตัวอย่าง คือ SOIL A, B, C ในตารางที่ 3
 
ตารางที่ 2 รายละเอียดการจำแนกดินระบบ AAHSO Classification

 
     
 
 
ในบทนี้จะขอกล่าวถึงรายละเอียดการจำแนกดินเพียง 2 ระบบ คือ
 
1. ระบบ Unified Soil Classification
 
2. ระบบ AASHO Classification
 
ทั้งสองระบบ อาศัยข้อมูลพื้นฐานในการจำแนกคล้ายๆกัน คือ การกระจายและขนาดของเม็ดดิน, ค่า Atterberg’s limits (L.L., P.L., P.I) สีกลิ่น และการจับตัวของเม็ดดิน รวมทั้งอินทรีย์สารที่เจือปน ซึ่งรายละเอียดการทดสอบหาข้อมูลเหล่านี้ได้กล่าวไว้ในบทของ Atterberg’s Limits และ บทของการหาขนาดเม็ดดิน แล้ว
 
คลิกเพื่อขยายรูป
 
คลิกเพื่อขยายรูป
 
การจำแนกโดยระบบ Unified Soil Classification
 
ใช้อักษรย่อ 2 ตัว ทำให้จดจำง่าย และมีความหมายในตัวเอง เช่น G = Gravel (กรวด), S = Sand (ทราย), M = Silt (ดินทราย), C = Clay (ดินเหนียว), W = Well Graded (เม็ดคละ), P = Poorly Grade (เม็ดไม่คละ), H = High Liquid Limit (L.L. มีค่าสูง), L = Low Liquid Limit (L.L. มีค่าต่ำ) หรือ O = Organic (ดินมีอินทรียสารปนมาก) ดังแสดงในรูปที่ 1 และตารางที่ 1
 
ขั้นตอนในการจำแนกอาจทำได้ดังนี้
1. แบ่งตามลักษณะขนาดเม็ดดิน เป็นพวกเม็ดหยาบได้แก่ กรวด (Gravel) และทราย (Sand) และพวกเม็ดละเอียด ได้แก่ ดินเหนียว (Clay) และดินทราย (Silt)
 
2. แบ่งย่อยตามลักษณะการกระจายของเม็ด สำหรับพวกเม็ดหยาบเป็นพวกที่เม็ดคละหลายขนาด (Well Graded) และเม็ดไม่คละ เนื่องจากมีเม็ดขนาดเดียวกันมากหรือขนาดเม็ดขาดช่วง (Poorly Grade)
 
3. แบ่งย่อยตามค่า Atterberg’s Limits สำหรับพวกเม็ดละเอียด เรียกว่า Plasticity เช่น พวกมีค่า L.L. และ P.I. สูงเรียกว่า High Liquid Limit เป็นต้น
 
 เมื่อถึงขั้นสุดท้าย จะมีอักษรย่อแทน 2 ตัว (ในกรณีก้ำกึ่งใช้ 4 ตัว) เช่น CH, GW, SP หรือ GM-GC, ML-CL
 
การจำแนกโดยระบบ AASHO Classification
 
ใช้อักษรย่อจาก A – 1 ถึง A – 7 โดยที่เรียงลำดับจากความเหมาะสมในการใช้เป็นวัสดุก่อสร้างทาง คือ A – 1 ถึง A – 3 เหมาะสมมาก ส่วน A – 4 ถึง A – 7 พอใช้ถึงใช้ไม่ได้นอกจากนั้นยังมีการแบ่งย่อยลงไปอีกสำหรับ กรุ๊ป A – 1, A – 2, A – 7 เช่น A – 1 – a, A – 1 – b, A – 2 – 4, A – 2 – 7, A – 7 – 5 เป็นต้น ดังแสดงในตารางที่ 2
ขั้นตอนในการจำแนกอาจทำได้ดังนี้
 
1. แบ่งตามการกระจายของเม็ดดิน
 
2. แบ่งตามค่า Atterberg’s Limits
 
3. แบ่งตามค่า Group Index (G.I.)
 
เมื่อถึงขั้นตอนสุดท้ายจะมีอักษรต่อ 2 หรือ 3 และมีวงเล็บต่อท้ายด้วยค่า Group Index เช่น A – 1 – a (0), A – 3 (0), A – 7 – b (12)
 
วิธีการจำแนก
เพื่อให้เป็นการง่ายต่อการเข้าใจในการจำแนกดินตามขั้นตอนต่าง ๆ จึงขอยกตัวอย่างข้อมูลจากการหาขนาดเม็ดดินและ Atterberg’s limits สัก 3 ตัวอย่าง คือ SOIL A, B, C ในตารางที่ 3
 
ตารางที่ 2 รายละเอียดการจำแนกดินระบบ AAHSO Classification
คลิกเพื่อขยายรูป
 
คลิกเพื่อขยายรูป
รูปที่ 2 กราฟสำหรับหาค่า Group Index และกราฟการจำแนกย่อยของกรุ๊ป A – 4 ถึง A
 
ตารางที่ 3 ตัวอย่างข้อมูลเพื่อการจำแนกดิน
% FINER
ตะแกรงเบอร์
SOIL A
SOIL B
SOIL C
4
61.0
99.2
48.2
10
35.9
94.0
32.0
20
8.9
91.0
15.1
200
1.5
51.2
5.7
Liquid Limit
33.2
55.0
Non Plastic
Plastic Limit
26.4
20.0
Non Plastic
Plasticity Index
6.8
35.0
 
1. ระบบ Unified Soil Classification
SOIL A
 เมื่อพิจารณาข้อมูลจากตารางที่ 3 และรูปที่ 1 และตารางที่ 1 จะจำแนกดิน SOIL A ตามขั้นตอนดังนี้
 
 1. พิจารณาว่าเป็นดินเม็ดหยาบ เพราะขนาดที่เล็กกว่าตะแกรงเบอร์ 200 มีเพียง 1.5% เท่านั้น
 
 2. เป็นดินทราย (Sand) เพราะขนาดที่เล็กกว่า ตะแกรงเบอร์ 4 มีถึง 61.0%
 
 3. เป็นดินทรายที่มีส่วนของเม็ดเล็ก (Fine)น้อย (น้อยกว่า 5% ผ่านตะแกรงเบอร์ 200) จึงเป็นจำพวก SW หรือ SP
 
 4. พิจารณาการกระจายของเม็ดดินจากรูปที่ 3
 
  
  

ดังนั้น ดินตัวอย่าง SOIL A เป็น SW (Well graded sand, with little fine)
สำหรับ SOIL B และ SOIL C ได้รวมการจำแนกและเหตุผลในตารางที่ 4

รูปที่ 3 กราฟการกระจายของเม็ดดินจากตัวอย่าง SOIL A, SOIL B, และ SOIL C
 
ตารางที่ 4 ขั้นตอนการจำแนกตัวอย่างดิน SOIL B และ C โดยระบบ Unified Soil Classification
ขั้นตอนและเหตุผล
SOIL B
SOIL C
1. ดินเม็ดหยาบหรือละเอียด
เหตุผล
ละเอียด
%F(200) = 51.2 > 50
หยาบ
%F(200) = 5.7 < 50
2. ดินเม็ดหยาบเป็นกรวดหรือทราย
เหตุผล
กรวด (G)
%F(4) = 48.2 < 50
3. มีเม็ดละเอียด (FINE) มากหรือน้อย
เหตุผล
ปานกลาง
%F(200) อยู่ระหว่าง 5 – 12
4. การกระจายของเม็ดดีหรือไม่
เหตุผล
คละกระจายดี(W)
Cu = 40 > 4, Cc = 2.1 ระหว่าง 1 – 3
5. ส่วนเม็ดละเอียดเป็นจำพวกใด
เหตุผล
Silt (M)
ไม่มีความเหนียว (NP)
6. สัญลักษณ์ของดินเม็ดหยาบ
เหตุผล
GW – GM
7. Liquid Limit สูงหรือต่ำ
เหตุผล
สูง
L.L. = 55 > 50
8. อยู่ในพื้นที่ใดของ Plasticity Chart
เหตุผล
เหนือ A – line
L.L. = 55, P, I = 35
9. สัญลักษณ์ของดินเม็ดละเอียด
เหตุผล
CH
2. ระบบ AASHO Classification
SOIL A
 โดยการนำข้อมูลจากตารางที่ 3 นำไปพิจารณาเปรียบเทียบกับตารางที่ 2 ซึ่งมีมาตรฐานการจำแนกดินในระบบนี้ ตามขั้นตอนต่อไปนี้
 
 1. เป็นจำพวก Granular Material เพราะส่วนที่ผ่านตะแกรงเบอร์ 200 มีเพียง 1.5% น้อยกว่า 35%
 
 2. จากการกระจายของเม็ดทำให้ทราบว่าตัวอย่างดินอาจจะอยู่ในจำพวก A–1 หรือ A–2 เนื่องจากข้อมูลส่วนที่ผ่านตะแกรงเบอร์ 10, 40, และ 200 สอดคล้องกัน
 
 3. พิจารณาข้อมูลจาก Atterberg’s limit; L.L. = 33.2, P.I = 6.8 ตรงกับคุณสมบัติของจำพวก A–2–4 คือ L.L ไม่เกิน 40, และ P.I ไม่เกิน 10
 
 4. หาค่า Group Index จากรูปที่ 2 หรือสมการข้างล่าง
 
G.I. = 0.2a + 0.005 a.c + 0.001 b.d —–(1)
 
เมื่อ : a = % ผ่านตะแกรงเบอร์ 200 ส่วนที่เกิน 35% แต่ต่ำกว่า 75% ใช้เลขจำนวนเต็ม
  b = % ผ่านตะแกรงเบอร์ 200 ส่วนที่เกิน 15% แต่ต่ำกว่า 55% ใช้เลขจำนวนเต็ม
  c = ค่า L.L ส่วนที่เกิน 40% แต่ต่ำกว่า 60% ใช้เลขจำนวนเต็ม
  d = ค่า P.I ส่วนที่เกิน 10% แต่ต่ำกว่า 30% ใช้เลขจำนวนเต็ม
 
หมายเหตุ : ในกรณีที่ค่า a, b, c หรือ d มีค่าเกิน 40, 40, 20 และ 20 ตามลำดับ ให้ใช้ค่าสูงสุด คือ 40, 40, 20 และ 20
 
ในกรณี SOIL B
 a = 0, b = 0, c = 0, d = 0
 ดังนั้นค่า G.I, (SOIL A) = 0
 
แต่ในกรณี SOIL B
 a = 51.2 – 35 = 16.2 ใช้ 16
 b = 51.2 – 15 = 36.2 ใช้ 36
 c = 55.0 – 40 = 15.0 ใช้ 15
 d = 35.0 – 10 = 25.0 ใช้ 20 เพราะเกินกว่าค่าสูงสุด ดังนั้น G.I. (SOIL B) = 0.2(16) + 0.005(16)(15) + 0.1(36)(20)  = 11.6 ใช้ 12 
 
 5. สัญลักษณ์จากการจำแนก SOIL A คือ A–2 –4 (0) โดยที่ตัวเลขในวงเล็บคือค่า Group Index สำหรับ SOIL B และ C ได้รวมการจำแนกและเหตุผลในตารางที่ 5
 
ตารางที่ 5 ขั้นตอนการจำแนกตัวอย่างดิน SOIL B และ C โดยระบบ AASHO Classification
ขั้นตอนและเหตุผล
SOIL B
SOIL C
1. Granular หรือ Silt – Clay
เหตุผล
Slit – Clay
%F(200) = 51.2 > 35
Granular
%F(200) = 5.7 < 35
2. การกระจายของเม็ด
เหตุผล
A – 4, A – 5, A – 6, A – 7
%F(200) = 51.2 > 36
A – 1, A – 2
%F(10, 40, 200) สอดคล้อง
ควรเป็น A – 1 – a
3. Atterberg’s limits
เหตุผล
A – 7 – 6
LL = 55 > 41, P.I. = 35 > 11
และ P.I. = 35 > L.L – 30
%F และ L.L. = 0 , P.I. = 0
สอดคล้องมากที่สุด
4. Group Index
เหตุผล
12
จากรูปที่ 2 หรือ สมการที่ 1
0
จากรูปที่ 2 หรือ สมการที่ 1
5. สัญลักษณ์ของดิน
เหตุผล
A – 7 – 6 (12)
A – 1 – a (0)

ใส่ความเห็น

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / เปลี่ยนแปลง )

Connecting to %s