Vlhkost hmotnostní - w

Stanovuje se podle ČSN CEN ISO/TS 17892-1 (Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin - Část 1: Stanovení vlhkosti zemin).

Vlhkost (hmotnostní) je definována jako poměr hmotnosti vody v zemině k hmotnosti vysušené zeminy.

Metoda laboratorního stanovení vlhkosti určuje množství vody obsažené v zemině. Stanovuje se vysušením vzorku zeminy při 105 - 110° C. Vlhkost určíme ze vztahu:

Vlhkost objemová - w_v

Konzistenční meze

Mez tekutosti - w_L

Stanovuje se podle ČSN CEN ISO/TS 17892-12 (Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin - Část 12: Stanovení konzistenčních mezí).

Chování soudržné zeminy je závislé na její vlhkosti. Při vysoké vlhkosti se jílovitá zemina stává kašovitou až tekutou. Tekutý stav odpovídá případu, kdy zemina neklade prakticky žádný odpor proti smykovému přetvoření. Vlhkost, při které zemina již vykazuje určitou smykovou pevnost, je uvažována za hraniční mezi stavem tekutým a plastickým. Je označována jako mez tekutosti w_L.

Jednotky: %

Mez tekutosti se určuje kuželovým přístrojem nebo v Casagrandeho misce (pozn.: pro velmi plastické zeminy jsou výsledky z obou metod rozdílné).

Pomocí meze tekutosti lze zeminy blíže specifikovat na zeminy s plasticitou (ČSN  73 6133; ČSN 73 1001):

L – nízkou w_L menší než 35 %

I – střední w_L = 35 – 50 %

H – vysokou w_L = 50 – 70 %

V – velmi vysokou w_L = 70 – 90 %

E – extrémně vysokou w_L větší než 90 %

Mez plasticity - w_p

Stanovuje se podle ČSN CEN ISO/TS 17892-12 (Geotechnický průzkum a zkoušení - Laboratorní zkoušky zemin - Část 12: Stanovení konzistenčních mezí).

Při významném snížení vlhkosti zemina nabývá charakteru látky křehké, při přetváření dojde k jejímu porušení.Tento stav je označován jako stav pevný. Přechodná vlhkost mezi stavem plastickým a pevným je označována jako mez plasticity.

Jednotky: %

Mez plasticity se určí tak, že se zemina prosytí vodou a na savé podložce se z ní vyválí válečky o průměru 3 mm. Začnou-li se tyto válečky drolit po délce cca 1 cm, má zemina vlhkost na mezi plasticity.

Mez smrštění - w_s

Dalším snížením vlhkosti je dosaženo skutečně křehkého chování zeminy. Přechodná vlhkost mezi stavem pevným a tvrdým je označována jako mez smrštění.

Jednotky: %

Mez smrštění se určí ze zkoušky, kdy necháme vzorek zeminy, nejčastěji tvaru hranolu, přirozeně pozvolna vysychat, přičemž měříme jeho vlhkost v závislosti na smrštění. V okamžiku, kdy se zemina dále prakticky nesmršťuje, je dosaženo meze smrštění.

Na základě těchto konzistenčních mezí se určí charakteristiky soudržných zemin - index plasticity I_p, stupeň konzistence I_C, stupeň tekutosti I_L a index koloidní aktivity jílů I_A.

Z hlediska využití bentonitu jako těsnícího prvku je velmi důležitou vlastností rozsah plastického stavu – jeho plasticita. Plasticita se vyjadřuje pomocí indexu plasticity, což je rozsah vlhkosti, při které se zeminy chovají jako plastické. Index plasticity se vyjadřuje jako rozdíl meze tekutosti a plasticity. Bentonit s vysokou plasticitou bude schopen zaplňovat a těsnit trhliny a spáry v konstrukci inženýrské bariéry. Proto je nutné, aby bentonit, popř. materiál na bázi bentonitu, byl plastický v co největším intervalu, tzn. aby měl co největší index plasticity I_p. Index plasticity I_p roste s podílem jílové frakce.

Pomocí indexu konzistence se stav soudržných zemin vyjadřuje nejčastěji. Podle jeho hodnoty se rozlišují následující stavy (konzistence):

V zahraniční literatuře se též setkáme s vyjádřením stavu soudržných zemin pomocí stupně tekutosti I_L.

Platí vztah I_C + I_L = 1

V roce 1953 byl Skemptonem definován index koloidní aktivity jílů I_A

Pro některé typické minerály jsou uváděny tyto hodnoty koloidní aktivity:

• nejílové minerály: křemen I_A = 0, vápenec I_A = 0,18, slída (muskovit) I_A = 0,23
• jílové minerály: kaolinit I_A = 0,33 – 0,46, illit I_A = 0,90, montmorillonit Na I_A = 7,2

Souhrnně lze jednotlivé stavy a meze znázornit na obrázku:

Vztah mezi indexem plasticity a vlhkostí na mezi tekutosti je vyjádřen v Casagrandeho plasticitním diagramu: