**Nota impurtante di l’espertu: ** Questu articulu hè una rivista educativa d’archiviu è ùn hè micca un studiu geotecnicu, un standard di laboratoriu validu, un calculu di fundazione o un manuale d’istruzzioni. I termini originali, e prucedure, l’unità di misura, i valori, i classificazioni è e referenze à “i nostri regulamenti” sò stati trasferiti senza verificà a conformità cù i normi è i regulamenti applicabili. A prova di a terra, a scelta di u metudu, l’interpretazione di i risultati è e decisioni di cuncepimentu deve esse realizatu da esperti geotecnichi autorizati è da u laboratoriu adattatu per un ughjettu specificu è locu.
U tema di a compressibilità di a terra ùn hè micca parte di a nova offerta publica di Savo Kusić. L’attuale focus di produzzione hè custituita da finestre di legnu, finestre di legnu-aluminiu è porte su misura. Per un prughjettu specificu di finestra o porta, pudete mandà richiesta di quotazione.
Basi di a prova di l’odometru
A compressibilità di u tarrenu hè determinata da una prova di compressione cù espansione laterale impedita, chì hè ancu chjamata teste odometru o prova di cunsulidazione.
A prova hè realizata cù mostri indisturbati, è in certi casi cù disturbati. In u primu casu, a mostra di prova hè presa pressendu anelli di metallu in una mostra più grande è indisturbata, chì hè poi alimentata in l’apparechju inseme cù l’anellu dopu avè tagliatu l’eccessu di mostra è livellà e so superfici cù i bordi di u cilindru. In u sicondu casu, l’anellu hè chinu cù a mostra in un statu di cunsistenza à u puntu di rendiment è in questu statu hè introduttu in l’edometriu.
U test hè realizatu cù l’apparechju chì hè statu custruitu prima da Terzaghi è chjamatu l’odometru. Oghje, ci sò parechje diverse custruzzioni di stu apparatu, ma sò tutti basati nantu à u listessu principiu, pruvendu a cumpressione di una mostra di terra sottu carica cù l’espansione laterale impedita.
Odometru: descrizzione di u dispusitivu
Fig. 1. Odomètre
Edometru hè custituitu da un cilindru metallicu in u quale a mostra hè situata trà duie petre di filtru (fig. 1). U campione hè introduttu in l’apparechju in un anellu metallicu cù un diametru di 7-10 cm è una altezza di 1-4 cm. A carica P hè trasferita à a mostra via a petra filtrante superiore. Sottu à a petra di filtru più bassu, ci sò canali in u fondu di u cilindru per drenà l’acqua da a mostra in u tubu capillare, è ancu per u supply d’acqua. Siccomu a cumpressione di a mostra hè fatta à a spesa di i pori, perchè e particelle di terra solida è l’acqua in i pori sò praticamenti incompressible, hè necessariu di assicurà chì l’acqua drena da a mostra durante a prova, chì hè pussibule per mezu di una petra di filtru, un canale è un tubu capillare.
À u latu manca di u dispusitivu hè una pipa di suminatu d’acqua cù un tappettu davanti à u cilindru, mentre chì un tubu capillare hè à u latu drittu, cù un tappettu daretu à u cilindru. U tubu capillare serve ancu per determinà u coefficient di permeabilità di a terra k.
Testu
Quandu a mostra hè posta in u cilindru è l’apparechju hè assemblatu, chjude u rubinettu di manca, l’approvvigionamentu di l’acqua, è apre u toccu drittu, per chì l’acqua scorri in u tubu capillare. Allora a carica di a mostra hè avvicinata, chì hè appiicata gradualmente. I seguenti carichi sò generalmente applicati:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2è più in più finu à a più alta carica di terra prevista sottu à l’edifiziu, soprattuttu finu à10kp/cm2, è cù diga pò esse ancu di più20kp/cm2. À ogni livellu di carica, in u mumentu di a so applicazione, un cronometru hè iniziatu è à certi intervalli di tempu15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, poi ogni più in là24h, finu à a cunsulidazione di a mostra sottu à quellu livellu di carica, u stabilimentu currispundente in millesimi di millimetru hè lettu nantu à u comparatore è arregistratu in u record. La consolidation est supposée être atteinte si le tassement de l’échantillon est Δh ≤0,02 mmper u tempu di24ora. Dopu à u cunsulidamentu hè rializatu, u prossimu livellu di carica hè appiicata è tutta a prucedura hè ripetuta in u listessu modu è cusì finu à u livellu finali di carica.
A prova di cunsulidazione cù espansione laterale impedita hè realizata cù carica è scaricamentu, per determinà e proprietà elastiche di a terra. Dopu avè caricatu a mostra à un certu gradu, scaricamu cù a listessa gradualità chì l’avemu caricata. U sollievu hè generalmente fattu dopu2,0kp/cm2,4,0kp/cm2è6,0kp/cm2.
In regula, a prova hè fatta cù a mostra sottu à l’acqua, chì hè tenuta nantu à u tubu di vetru di manca à l’altezza di a superficia superiore di a mostra in l’apparechju. A prova di a compressibilità di a mostra in presenza di l’acqua hè fatta per questu mutivu, perchè a prova dura assai tempu è a mostra si secca durante quellu tempu, per via di quale a compressibilità di a mostra seria più bassa di a cumpressione attuale di a terra in u so statu d’umidità naturali. Inoltre, l’umidità naturali di a terra pò esse più altu ch’è era in u mumentu di u campionamentu, soprattuttu quandu u nivellu di l’acqua di u fretu s’arrizza, chì puderia purtà à una deviazione significativa da a cumpressione attuale di u tarrenu durante u periodu di tempu di u livellu di l’acqua.
I risultati di a prova sò applicati à trè tippi di diagrammi, à dì u diagramma di compressione relative, u diagramma di cambiamentu di coefficienti di porosità è u diagramma di stabilimentu di u tempu.
Diagramma di compressione relative
Stu diagramma hè ottenutu quandu a pressione normale hè applicata à u campione nantu à l’assi di l’abscissa σ = P/A, induve P hè a carica chì agisce nantu à u campione per via di a petra filtrante superiore in kp/cm2, A hè a sezione trasversale di l’apparechju axi è a compressione relativa in l’apparatu axi, è a compressione in l’apparatu axi. Δh/h induve Δh hè u tassamentu di u campione sottu a carica Δσ durante u cunsulidamentu, h l’altezza di u campione prima di carica (fig. 2).
Fig. 2. Diagramma di compressione relative
Durante a carica, diagramma di compressione primaria a.
Durante u scaricamentu, se l’assunzione d’acqua senza ostaculi hè attivata, cusì chì a mostra hè stata sottu à l’acqua durante u scaricamentu, torna à u so statu originale, vale à dì gonfiore. In ogni casu, a mostra ùn torna micca à u so statu iniziale, chì significa chì hà patitu a deformazione plastica (permanente) in più di l’elasticu. Per quessa, in questu casu, u diagramma di gonfiore b hè ottenutu durante u scaricamentu. Tuttavia, se a prova hè stata realizata senza riceve acqua, invece di un diagramma di gonfiore, u cusì chjamatu diagram of elasticity.
Se a mostra hè caricata di novu dopu a scaricamentu, u diagramma di compressione secundaria c hè ottenutu. U diagramma di gonfiore è u diagramma di compressione secundaria c formanu un ciclu d’isteresi trà elli. In l’argilla, i loops d’isteresi sò significativi è per quessa a deformazione in l’area di gonfiore è cumpressione secundaria (diagrammi b è c) ùn sò micca cunsiderate elastiche, ma riversibili, postu chì ùn sò micca proporzionali à a carica secondu a lege di Hooke. Deformazioni in l’area di cumpressione primaria (diagramma a) in a parte induve ùn sò micca tornati sò permanenti (irreversibili).
Modulu di compressibilità di a terra
Da u diagramma di a compressione relativa, ottenemu secondu a lege di Hooke analogamente à u modulu di elasticità di Jung E per un materiale elasticu, u modulu di compressibilità di a terra Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
induve Δσ hè l’incrementu di carica, Δh/h hè a cumpressione relativa currispondente, chì hè presa da u diagramma di compressione primaria a (fig. 2).
U modulu di cumpressione di a terra Ms differisce da u modulu d’elasticità E di un materiale elasticu, perchè Ms ùn hè micca custante per u stessu materiale, ma hè variabile è aumenta cù a carica normale σ. Dunque, un valore specificu di u modulu di compressione Ms pò esse datu solu per un intervallu strettu di a carica normale di u sol Δσ. Se u valore di u modulu Ms hè più altu, a cumpressione di a terra hè più bassu è vice versa. Sicondu i nostri rigulamenti di fundazione, u seguente criteriu per u modulu di cumpressione di a terra in u so statu naturali hè aduttatu:
A classificazione sottu hè ripresa da u testu originale, cumpresu l’intervallu ripetutu 100-400 kp/cm2. Ùn hè statu verificatu o armonizatu cù a regulazione attuale.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 terrenu estremamente compressibile
Ms = 20 - 50 kp/cm2 terra assai compressibile
Ms = 50 - 100 kp/cm2 terrenu compressibile mediu
Ms = 100 - 400 kp/cm2 terra menu compressibile
Ms = 100 - 400 kp/cm2 terra ligeramente compressibile
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 terra ligeramente compressibile
Ms > 1000 kp/cm2 terra comprimibile assai bassa.
Modulu di elasticità di a terra
In listessa manera, avemu u modulu di elasticità di a terra E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
induve l’incrementu di compressione relative Δh/h hè pigliatu da u diagramma di l’elasticità di u terrenu per l’incrementu di pressione normale Δσ. corrispondente.
Terra nurmale cunsulidata è sopraconsolidata
Sl.3. Diagramma di cambiamenti in u coefficient di porosità di a mostra di terra disturbata
Se realicemu un test di l’odometru cù una mostra disturbata, chì avemu inseritu in l’apparechju à u puntu di rendiment, è tracemu i risultati di a prova nantu à u diagramma di a variazione di u coefficient di porosità e secondu a pressione σ (Fig.3) u flussu di cunsulidazione hè rapprisintatu da diagrammi 1 per a carica primaria, 2 per sollievu, 3 pour la charge secondaire jusqu’à la limite a de l’extension de charge primaire σa et 4 oltre quellu limite.
Diagramma di rilievu2è diagramma di cumpressione secundaria3formate un loop d’isteresi daretu à quale u diagramma4cuntinueghja in l’estensione di u schema1, senza rompe, cum’è s’ellu ùn ci era micca scaricamentu è ricaricà.
Sl.4. Diagramma di u cambiamentu di u coefficiente di porosità di un campione di terra indisturbati
Néanmoins, si l’on réalise l’essai de l’odomètre de la même manière qu’auparavant avec un échantillon non perturbé prélevé à une certaine profondeur du sol (fig. 4), le diagramme de charge secondaire 3 montrera une rupture σb au point b à une certaine charge, après quoi le diagramme PH3⟧ aura 4. Questa frattura hè accaduta perchè u tarrenu da quale a mostra hè stata presa era sottu una carica più grande p=γt cà a carica di a mostra σ in l’odometru. A carica più altu p urigginà da u pesu di i strati di a terra suprana esistenti à a superficia di u tarrenu, chì chjamemu a pressione di a terra, o da a carica di i strati di a terra prima purtata da u tempu da l’erosione o da a terra morena o ghjacciu, chì chjamemu preload. L’apparizione di l’overconsolidation hè particularmente carattiristica di l’argilla, induve distinguemu trà l’argilla nurmalmente cunsulidata è sopraconsolidata.
Argilla nurmale consolidata
L’argilla nurmale cunsulidata hè à prufundità più chjuca sottu à a superficia di a terra, chì ùn era micca esposta prima à a precarica. Una mostra di questa argilla, caricata in l’edometriu cù carichi più grande di u pesu di i strati superiori di “pressione di a terra”, mostra un flussu cuntinuu di cunsulidazione, senza rotture in u diagramma di compressione relative o in u diagramma di cambiamentu di coefficient di porosità. U stabilimentu di sta argilla sottu a carica di l’ughjettu hè normale, vale à dì sottu à una certa carica, u stabilimentu diminuisce cù u tempu.
Argilla overconsolidated
L’argilla overconsolidated hè in prufundità più grande o hè stata prima sottumessa à preloading. Una mostra di sta argilla caricata in l’edometriu cù una pressione più grande di a pressione di a terra o di a precarga mostra una frattura nantu à u diagramma di compressione relative o in u diagramma di cambiamentu di coefficient di porosità, u cusì chjamatu. frattura geologica g, cù un forte cambiamentu di direzzione (Fig.5a). U stabilimentu di sta arcilla sottu a struttura hè chjuca per a carica sottu à a pressione di a terra o preload σ1, ma diventa significativamente più grande per i carichi sopra σ1.
Se a ruttura geologica ùn hè micca chjaramente definita, allora hè determinata cù tangenti à u diagramma (Fig.5b).
Sl.5. Diagramma di cambiamenti in u coefficient di porosità di l’argilla overconsolidated
Diagramma di stabilimentu di u tempu
Stu diagramma, chjamatu ancu u diagramma di cunsulidazione, hè ottenutu quandu, per ogni gradu di carica di a mostra in l’odometru, u tempu t in ore hè applicatu à l’assi di l’abscissa, è u stabilimentu in mm à l’assi di l’ordinate (Fig.6a) ou en % du règlement total (Fig.6b).
Sl.6. Diagramma di liquidazione di u tempu
I terreni sbulicati è liati si comportanu diversamente sottu a carica. I terreni sciolti, cum’è a sabbia, anu pori grossi, da quale l’acqua hè sguassata rapidamente sottu a carica, in modu chì a terra si stalla rapidamente, cù u più grande stabilimentu chì si trova à l’iniziu di a carica è ghjunghje à u stabilimentu finali à una carica data in un intervalu di tempu relativamente brevi. I terreni cohesive, cum’è l’argilla, anu pori chjuchi da quale l’acqua hè difficiule di stringhje fora sottu a carica. Ci hè duie fasi in u prucessu di tempu di u stabilimentu di a terra compacta. In a prima fase, subitu dopu l’applicazione di a carica à a terra, postu chì l’acqua ùn pò micca sbuccà fora di i pori, diventa stressed è riceve tutta a carica applicata. In a seconda tappa, l’acqua di u poru stressed principia à spinghje fora sottu u so propiu stress per via di a carica, chì hè gradualmente trasferitu à i particeddi solidi di a terra. In questa seconda fase, i particeddi si riuniscenu è i pori si sminuiscenu. U prucessu di subsidenza cuntinueghja finu à chì l’acqua di pressione hè furzata da i pori, vale à dì finu à chì u statu stressed di l’acqua in i pori cessà di esisti. Dunque, a consolidazione di a terra hè principalmente un prublema idrodinamicu, chì dipende da a permeabilità di a terra è a porosità. In u casu di l’argilla, chì a permeabilità hè bassa, u prucessu di cunsulidazione pò piglià un tempu assai longu, è in più, i stabilimenti ponu esse significativamente più grande per via di a porosità generale più altu ch’è in u casu di sabbia. In basa di a prova di cunsulidazione, u cursu di u tempu di stabilimentu pò esse calculatu per tutta a durata di a cunsolidazione è in fasi individuali.