Jak se určuje a vypočítá odpor půdy?

Odpor půdy je měřítkem toho, jak moc půda odolává nebo vede elektrický proud. To je kritický faktor při navrhování systémů, ve kterých proud prochází zemským povrchem. Pochopení odporu půdy a toho, jak se mění s hloubkou v půdě, je nezbytné pro navržení uzemňovacího systému pro elektrickou rozvodnu nebo hromosvody. Je potřebný pro návrh zemnících (zemnicových) elektrod pro rozvodny a vysokonapěťové stejnosměrné přenosové systémy. To bylo dříve důležité v pozemní zpětné telegrafii. Může být také užitečným ukazatelem v zemědělství jako nepřímé měřítko obsahu vlhkosti.

Ve většině rozvoden se zem používá k vedení poruchového proudu během zemního spojení v systému. V jednovodičových uzemněných systémech přenosu energie se samotná země používá jako vodivá cesta od koncových uživatelů (spotřebitelů elektřiny) zpět do přenosového zařízení. Typicky existuje hodnota, nad kterou by se zemní odpor neměl zvyšovat, a maximální krokové napětí, které nesmí být překročeno, aby nedošlo k ohrožení lidí a hospodářských zvířat.

Hodnoty odporu půdy se mohou značně lišit v důsledku vlhkosti, teploty a chemického složení. Typické hodnoty:

• Typické hodnoty: 10 až 1000 (Ohm-m)
• Výjimečné hodnoty: 1000 až 10000 (Ohm-m)

Jednotkou SI měrného odporu je Ohm-metr (Ohm-m); v USA se místo toho často používá ohm-centimetr (ohm-cm). Jeden ohm-m se rovná 100 ohm-cm. Někdy je místo toho specifikována vodivost, převrácená hodnota měrného odporu.

V literatuře lze nalézt širokou škálu typických hodnot odporu půdy. Military Handbook 419 (MIL-HDBK-419A) obsahuje referenční tabulky a vzorce pro stanovení odporu různých typů tyčí a drátů uložených v půdě známého odporu. Protože tato čísla nejsou chráněna autorským právem, jsou široce kopírována, někdy bez uznání.

Protože kvalita půdy se může značně lišit s hloubkou a na velkých bočních plochách, odhad měrného odporu půdy na základě klasifikace půdy poskytuje pouze hrubou aproximaci. Skutečná měření měrného odporu jsou nezbytná pro úplné vyhodnocení měrného odporu a jeho dopadu na celý přenosový systém.

Často se používá několik metod měření odporu:

K měření může uživatel použít zkoušečku zemního odporu.

Wennerova metoda

Wennerova metoda se čtyřmi kolíky, jak je znázorněna na obrázku výše, je nejběžněji používanou metodou pro měření odporu půdy. Při použití Wennerovy metody je zdánlivá hodnota odporu půdy:

ρE= naměřený zdánlivý odpor půdy (Ohm m)

a= vzdálenost mezi elektrodami (m)

b = hloubka elektrody (m)

RW= Wennerův odpor měřený jako “V/I” na obrázku (Ω) Pokud je b malé ve srovnání s a, jako v případě sond pronikající do země jen na krátkou vzdálenost (jak je tomu obvykle), předchozí rovnice může snížit na:

ρ E = 2 ⋅ π ⋅ a ⋅ RW = 2 cdot pi cdot a cdot R_ ,>

Schlumbergerova metoda

U Schlumbergerovy metody je vzdálenost mezi snímači napětí a a vzdálenost od snímače napětí a snímače proudu je c (viz obrázek výše).

Při použití Schlumbergerovy metody, je-li b malé ve srovnání s a a c a c>2a, zdánlivá hodnota odporu půdy je:

ρE= naměřený zdánlivý odpor půdy (Ohm m)

a= vzdálenost mezi elektrodami (m)

b = hloubka elektrody (m)

c = vzdálenost mezi elektrodami (m)

RS = Schlumbergerův odpor, měřeno jako “V/I” na obrázku (Ohm)

Převod

Převod mezi hodnotami naměřenými metodou Schlumberger a Wenner je možný pouze přibližně. V každém případě u metod Wenner a Schlumberger odpovídá vzdálenost elektrod mezi snímačem proudu hloubce půdní sondy a naměřený zdánlivý odpor půdy se vztahuje k objemu půdy, jak je znázorněno na obrázku.

Proud má tendenci téci blízko povrchu, když je vzdálenost mezi senzory krátká, zatímco větší proud proniká hlouběji do půdy, když je vzdálenost velká. Odpor naměřený pro danou vzdálenost mezi proudovými snímači představuje, pro první přiblížení, zdánlivý odpor půdy v hloubce rovné této vzdálenosti.

Vzhledem ke zdánlivému odporu půdy měřenému Schlumbergerovou metodou ρE (s odpovídajícím rozestupem elektrod aS a c), za předpokladu, že rezistivita půdy je vztažena k objemu, jako na obrázku s a = L/3, vyplývá:

RW = ekvivalentní Wennerův odpor (Ohm)

aW= ekvivalentní vzdálenost mezi elektrodami podle Wennerovy metody (m)

aS= vzdálenost elektrod mezi snímačem napětí podle Schlumbergerovy metody (m)

c= vzdálenost elektrod mezi snímači napětí a proudu podle Schlumbergerovy metody (m)

Pokud je uvedena naměřená hodnota Schlumbergerova měrného odporu, je třeba před výpočtem zdánlivého měrného odporu půdy vypočítat následující koeficient:

Wennerova metoda je nejrozšířenější metodou pro měření odporu půdy pro účely elektrického uzemnění (uzemnění). Schlumbergerova metoda byla vyvinuta pro zvýšení napěťového signálu pro dřívější, méně citlivé přístroje umístěním potenciálních senzorů blíže k proudovým senzorům.

Měření odporu půdy bude ovlivněno stávajícími uzemněnými elektrodami v blízkosti. Zasypané vodivé předměty v kontaktu s půdou mohou znehodnotit hodnoty získané popsanými metodami, pokud jsou dostatečně blízko, aby změnily průběh zkušebního proudu. To platí zejména pro velké nebo dlouhé předměty.

Elektrická vodivost v půdě je v podstatě elektrolytická a z tohoto důvodu odpor půdy závisí na:

• obsah vlhkosti
• obsah soli
• teplota (nad bodem mrazu 0°C)

Vzhledem k proměnlivosti měrného odporu půdy vyžadují normy IEC, aby se při návrhu přenosového systému braly v úvahu sezónní změny měrného odporu. Odpor půdy se může při velmi nízkých teplotách zvýšit 10krát nebo více.

Půdní odpor je jedním z hnacích faktorů, které určují korozní aktivitu půdy. Korozivita půdy je klasifikována na základě elektrického odporu půdy podle britské normy BS-1377 takto:

Stanovení vypočteného odporu půdy online a pomocí tabulek SNiP. Únosnost jílovitých a písčitých půd.

Všechny kalkulačky
Můžete také počítat

• Způsob platby
• Udržet
• Osvědčení
• Affiliate slevy
• Widget pro webové stránky
• Komentáře

Kalkulačka se načítá.
Vyberte způsob uložení

Stáhnout PDF
Stáhněte si kalkulaci s vybranými parametry ve formátu PDF – výkresy + data.

podíl
Sdílejte odkaz na výpočet na Facebooku, VKontakte, Google+ atd.

Naskenujte QR kód
Získejte odkaz na výpočet s parametry naskenováním QR kódu
Umístěte kalkulačku na svůj web ZDARMA

Návrhová odolnost půdy (R) – to je jeden z nejdůležitějších parametrů při stavbě základů, protože umožňuje určit maximální možné hodnoty hmotnosti nadložní konstrukce, které může podkladová plocha odolat.

Při překročení přípustných hodnot únosnosti zeminy se pod základem základu vytvoří oblasti mezní rovnováhy. Jinými slovy, zemina umístěná níže nevydrží zatížení a tíhne směrem k nejmenšímu odporu, tedy k povrchu. Důsledky jsou vyjádřeny ve formě valů a šachet umístěných v blízkosti hranic nadace.

Nejdůležitějším nebezpečím je v tomto případě porušení homogenity podložní zeminy. Zatížení z konstrukce se začíná rozkládat nerovnoměrně, základ ztrácí stabilitu, aktivují se deformační procesy a brzy se začnou objevovat trhliny.

Výpočet únosnosti zeminy

Stanovení únosnosti zeminy je poměrně pracný proces, který lze provést dostupnými prostředky (ručně/online) nebo s využitím služeb geologických a geodetických agentur. Pokud chcete ušetřit peníze a provádět výpočty sami, KALK.PRO vám s tímto nelehkým úkolem pomůže!

Zveme vás k použití naší pohodlné online kalkulačky pro výpočet únosnosti půdy v tlaku/smyku. Na konci výpočtu obdržíte hodnotu vypočteného odporu ve čtyřech různých měrných jednotkách (kPa, kH/m 2, tf/m 2, kgf/cm 2). Chcete-li získat výsledek výpočtu, musíte vyplnit několik polí:

• Typ výpočtu. Na základě laboratorních testů nebo neznámých vlastností půdy.
• Vlastnosti půdy. Typ, koeficient pórovitosti a index tekutosti a také průměrná vypočtená hodnota měrné hmotnosti zemin.
• Parametry základů. Šířka a hloubka základny.

Poslední dvě půdní charakteristiky jsou určeny pouze pro jílovité půdy.

Kalkulátor odporu základové půdy

Nejprve musíme vybrat typ výpočtu. První možnost znamená, že obdržíte vzorek půdy a zašlete jej do specializované laboratoře k testování. Tato metoda zabere spoustu času a peněz. Pokud tedy nemáte složitou oblast a jste si jisti, že vše zvládnete svépomocí, doporučujeme využít druhou možnost a provést výpočet na základě tabulkových dat.

Klasifikace půdy

Další etapa práce souvisí s určením typu půdy. Podle SNiP 11-15-74 jsou všechny typy půd rozděleny do dvou hlavních skupin:

První jsou zastoupeny horninami metamorfovaného nebo žulového původu. Nacházejí se v horských oblastech a v místech, kde základna tektonické platformy dosahuje povrchu (štíty). U nás se jedná o území Karélie a Murmanské oblasti. Horské systémy Ural, Kavkaz, Altaj, Kamčatka, náhorní plošiny Sibiře a Dálného východu.

Odolnost kamenitých půd je tak vysoká, že možná nebudete muset provádět žádné předběžné výpočty.

Nekamenité půdy se nacházejí všude na pláních. Jsou rozděleny do několika typů a ty zase do frakcí:

• Písky (jemné, střední, velké. );
• Písčitá hlína (lehká, těžká);
• Hlíny (lehké, střední, těžké);
• Jíly (lehké, těžké. ).

Jak sami určit typ půdy?

Existuje jednoduchý staromódní způsob, jak určit typ půdy, kterou vaši rodiče a rodiče vašich rodičů používali – spočívá v identifikaci fyzikálních a mechanických vlastností horniny.

K tomu je nutné odebrat vzorky půdy v krajních bodech a uprostřed lokality. Vykopejte otvory do hloubky očekávané úrovně základů a odeberte vzorky půdy z každého kontrolního bodu.

Připravte si pracovní plochu k provedení vědeckého experimentu.

• Navlhčete půdu, dokud z ní nelze vytvořit kouli.
• Zkuste míč stočit do podlouhlého těla (šňůry).
  • Pokud jste toho nebyli schopni, pak před vámi písčitá půda.
  • Pokud trochu zatuhne, ale stále se zhroutí – toto je písčitá hlína.
  • Pokud lze šňůru svinout do kroužku, ale jsou pozorovány praskliny/praskliny – toto je hlína.
  • Pokud je prsten uzavřen, ale tělo zůstává nezraněno – tohle je hlína.

  Pro názornost se můžete podívat na obrázek níže:

  

  Pokud jste nebyli schopni ze vzorku půdy nic vyrobit, výpočet únosnosti písčité zeminy pro vás skončil. Vyberte příslušnou položku v kalkulačce a klikněte na “Spočítejte“.

  Únosnost půdy – tabulka SNiP

  Abychom určili únosnost jílovitých půd, musíme získat další dva koeficienty – index tekutosti půdy (I_L) и koeficient pórovitosti (e). První indikátor lze poměrně snadno určit okem, pokud je půda upřímně vlhká a viskózní – vyberte I_L = 1, pokud je suchý a drsný – I_L = 0. Druhý koeficient lze získat pouze v tabulkách z SNiP. Protože všechna data jsou ve veřejné doméně, pro vaše pohodlí jsme zkopírovali tabulky vypočteného odporu půdy z SP 22.13330.2011.

  Únosnost jílovitých zemin

  Jílovité půdy

  koeficient pórovitosti e

  R hodnoty, kPa, při indexu tekutosti půdy