Nodyn arbenigwr pwysig: Mae’r erthygl hon yn adolygiad addysgol archifol ac nid yw’n astudiaeth geodechnegol, yn safon labordy ddilys, yn gyfrifiad sylfaen na llawlyfr cyfarwyddiadau. Trosglwyddwyd y termau, gweithdrefnau, unedau mesur, gwerthoedd, dosbarthiadau a chyfeiriadau gwreiddiol at “ein rheoliadau” heb wirio cydymffurfiaeth â safonau a rheoliadau cymwys. Rhaid i arbenigwyr geodechnegol awdurdodedig a’r labordy priodol ar gyfer gwrthrych a lleoliad penodol gynnal profion pridd, dewis dull, dehongli canlyniadau a phenderfyniadau dylunio.
Nid yw pwnc cywasgedd pridd yn rhan o gynnig cyhoeddus newydd Savo Kusić. Mae’r ffocws cynhyrchu presennol yn cynnwys ffenestri pren, ffenestri pren-alwminiwm a drysau wedi’u gwneud yn arbennig. Ar gyfer prosiect ffenestr neu ddrws penodol, gallwch anfon cais am ddyfynbris.
Sail y prawf odomedr
Mae cywasgedd y pridd yn cael ei bennu gan brawf cywasgu gydag ehangiad ochrol wedi’i atal, a elwir hefyd yn brawf edometer neu brawf cydgrynhoi.
Perfformir y prawf gyda samplau heb eu tarfu, ac mewn rhai achosion gyda rhai aflonydd. Yn yr achos cyntaf, cymerir y sampl prawf trwy wasgu modrwyau metel i mewn i sampl mwy, heb ei aflonyddu, sydd wedyn yn cael ei fwydo i’r cyfarpar ynghyd â’r cylch ar ôl torri’r sampl gormodol i ffwrdd a lefelu ei arwynebau ag ymylon y silindr. Yn yr ail achos, mae’r cylch yn cael ei lenwi â’r sampl mewn cyflwr o gysondeb ar y pwynt cynhyrchu ac yn y cyflwr hwnnw fe’i cyflwynir i’r oedomedr.
Mae’r prawf yn cael ei wneud gan ddefnyddio’r cyfarpar a adeiladwyd gyntaf gan Terzaghi ac a elwir yn Oedometer. Heddiw, mae yna nifer o wahanol gystrawennau o’r cyfarpar hwn, ond maent i gyd yn seiliedig ar yr un egwyddor, gan brofi cywasgu sampl pridd dan lwyth gydag ehangu ochrol wedi’i atal.
Oedometer: disgrifiad dyfais
Ffig. 1. Odomedr
Oedometer yn cynnwys silindr metel lle mae’r sampl wedi’i leoli rhwng dwy garreg hidlo (ffig. 1). Cyflwynir y sampl i’r cyfarpar mewn cylch metel gyda diamedr o 7-10 cm ac uchder o 1-4 cm. Mae’r llwyth P yn cael ei drosglwyddo i’r sampl trwy’r garreg hidlo uchaf. O dan y garreg hidlo isaf, mae sianeli yng ngwaelod y silindr ar gyfer draenio dŵr o’r sampl i’r tiwb capilari, yn ogystal ag ar gyfer cyflenwad dŵr. Gan fod cywasgu’r sampl yn cael ei wneud ar draul y mandyllau, oherwydd bod gronynnau pridd solet a dŵr yn y mandyllau bron yn anghywasgadwy, mae angen sicrhau bod y dŵr yn draenio o’r sampl yn ystod y prawf, sy’n bosibl trwy gyfrwng carreg hidlo, sianel a thiwb capilari.
Ar ochr chwith y ddyfais mae pibell cyflenwad dŵr gyda thap o flaen y silindr, tra bod tiwb capilari ar yr ochr dde, gyda thap y tu ôl i’r silindr. Mae’r tiwb capilari hefyd yn helpu i bennu cyfernod athreiddedd pridd k.
Profi
Pan roddir y sampl yn y silindr a bod y cyfarpar wedi’i ymgynnull, caewch y tap chwith, y cyflenwad dŵr, ac agorwch y tap cywir, er mwyn i ddŵr lifo i’r tiwb capilari. Yna mae llwyth y sampl yn cael ei gysylltu, sy’n cael ei gymhwyso’n raddol. Mae’r llwythi canlynol yn cael eu cymhwyso fel arfer:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2ac ymhellach i fyny at y llwyth pridd uchaf a ddisgwylir o dan yr adeilad, yn bennaf hyd at10kp/cm2, a chydag argaeau gall fod yn fwy byth20kp/cm2. Ar bob lefel o lwyth, ar adeg ei gymhwyso, mae stopwats yn cael ei gychwyn ac ar gyfnodau amser penodol15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, yna ymhellach24h, hyd nes y bydd y sampl wedi’i gydgrynhoi o dan y lefel honno o lwyth, mae’r setliad cyfatebol mewn milfedau milimedr yn cael ei ddarllen ar y cymharydd a’i gofnodi yn y cofnod. Tybir bod cydgrynhoi wedi’i gyflawni os yw setlo’r sampl yn Δh ≤0,02 mmam yr amser o24awr. Ar ôl cydgrynhoi, cymhwysir y lefel llwyth nesaf ac ailadroddir y weithdrefn gyfan yn yr un modd ac yn y blaen tan lefel olaf y llwyth.
Mae’r prawf cydgrynhoi gydag ehangu ochrol wedi’i atal yn cael ei gynnal gyda llwytho a dadlwytho, er mwyn pennu priodweddau elastig y pridd. Ar ôl llwytho’r sampl i raddau, rydyn ni’n ei ddadlwytho i’r un graddau ag y gwnaethom ei lwytho. Fel arfer gwneir rhyddhad wedyn2,0kp/cm2,4,0kp/cm2a6,0kp/cm2.
Fel rheol, cynhelir y prawf gyda’r sampl o dan ddŵr, a gedwir ar y tiwb gwydr chwith ar uchder wyneb uchaf y sampl yn y cyfarpar. Mae profi cywasgedd y sampl ym mhresenoldeb dŵr yn cael ei wneud am y rheswm hwn, oherwydd mae’r prawf yn cymryd amser hir ac mae’r sampl yn sychu yn ystod yr amser hwnnw, ac o ganlyniad byddai cywasgedd y sampl yn is na chywasgedd gwirioneddol y pridd yn ei gyflwr lleithder naturiol. Yn ogystal, gall lleithder naturiol y pridd fod yn uwch nag yr oedd ar adeg y samplu, yn enwedig pan fydd lefel y dŵr daear yn codi, a allai arwain at wyriad sylweddol o gywasgedd gwirioneddol y pridd yn ystod y cyfnod amser o lefel dŵr uchel.
Mae canlyniadau’r profion yn cael eu cymhwyso i dri math o ddiagramau, sef y diagram cywasgu cymharol, y diagram newid cyfernod mandylledd a’r diagram setliad amser.
Diagram cywasgu cymharol
Ceir y diagram hwn pan roddir pwysau arferol ar y sampl ar yr echelin abscissa σ = P/A, lle P yw’r llwyth sy’n gweithredu ar y sampl drwy’r garreg hidlo uchaf yn kp/cm2, A yw arwynebedd trawsdoriadol y sampl yn yr echelin gywasgu, a’r echelin cymharol yw P Δh/h lle Δh yw setlo’r sampl dan lwyth Δσ yn ystod cydgrynhoi, h uchder sampl cyn ei lwytho (ffig. 2).
Ffig. 2. Diagram cywasgu cymharol
Yn ystod llwytho, ceir diagram o gywasgiad cynradd a.
Yn ystod dadlwytho, os yw’r cymeriant dŵr dirwystr wedi’i alluogi, fel bod y sampl yn aros o dan ddŵr yn ystod y dadlwytho, mae’n dychwelyd i’w gyflwr gwreiddiol, h.y. chwyddo. Fodd bynnag, nid yw’r sampl yn dychwelyd i’w gyflwr cychwynnol, sy’n golygu ei fod wedi mynd trwy anffurfiad plastig (parhaol) yn ogystal ag elastig. Felly, yn yr achos hwn, ceir y diagram chwyddo b wrth ddadlwytho. Fodd bynnag, os cynhaliwyd y prawf heb dderbyn dŵr, yn lle diagram chwyddo, yr hyn a elwir yn diagram o elastigedd.
Os caiff y sampl ei lwytho eto ar ôl ei ddadlwytho, ceir y diagram cywasgu eilaidd c. Mae’r diagram chwyddo a’r diagram cywasgu eilaidd c yn ffurfio dolen hysteresis rhyngddynt. Mewn clai, mae’r dolenni hysteresis yn arwyddocaol ac felly nid yw’r anffurfiad ym maes chwyddo a chywasgu eilaidd (diagramau b a c) yn cael eu hystyried yn elastig, ond yn wrthdroadwy, gan nad ydynt yn gymesur â’r llwyth yn unol â chyfraith Hooke. Mae anffurfiadau yn yr ardal cywasgu cynradd (diagram a) yn y rhan lle na wnaethant ddychwelyd yn barhaol (anghildroadwy).
Modiwl cywasgu pridd
O’r diagram o gywasgu cymharol, rydym yn cael yn unol â chyfraith Hooke sy’n cyfateb i fodwlws elastigedd Jung E ar gyfer deunydd elastig, modwlws cywasgedd y pridd Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
lle Δσ yw’r cynyddiad llwyth, Δh/h yw’r cywasgiad cymharol cyfatebol, sy’n cael ei gymryd o’r prif ddiagram cywasgu a (ffig. 2).
Mae modwlws cywasgedd y pridd Ms yn wahanol i fodwlws elastigedd E defnydd elastig, oherwydd nid yw Ms yn gyson ar gyfer un defnydd ond mae’n newidiol ac yn cynyddu gyda’r llwyth arferol σ. Felly, dim ond am un cyfwng cul o lwyth pridd arferol Δσ y gellir rhoi un gwerth penodol o fodwlws cywasgu Ms. Os yw gwerth y modiwl Ms yn uwch, mae cywasgedd y pridd yn is ac i’r gwrthwyneb. Yn ôl ein rheoliadau sylfaenol, mabwysiadir y maen prawf canlynol ar gyfer modwlws cywasgedd y pridd yn ei gyflwr naturiol:
Mae’r dosbarthiad isod yn cael ei gario drosodd o’r testun gwreiddiol, gan gynnwys y cyfwng ailadroddus 100-400 kp/cm2. Nid yw wedi’i wirio na’i gysoni â’r rheoliadau cyfredol.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 pridd hynod gywasgadwy
Ms = 20 - 50 kp/cm2 pridd cywasgadwy iawn
Ms = 50 - 100 kp/cm2 pridd cywasgadwy canolig
Ms = 100 - 400 kp/cm2 pridd llai cywasgadwy
Ms = 100 - 400 kp/cm2 pridd ychydig yn gywasgadwy
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 pridd ychydig yn gywasgadwy
Ms > 1000 kp/cm2 pridd cywasgadwy isel iawn.
Modiwl elastigedd pridd
Yn yr un modd, rydyn ni’n cael modwlws elastigedd y pridd E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
lle mae’r cynyddiad cywasgu cymharol Δh/h yn cael ei gymryd o’r diagram elastigedd pridd ar gyfer y cynyddiad pwysedd normal cyfatebol Δσ.
Pridd cyfun arferol a gorgyfunol
Sl.3. Diagram o newidiadau yng nghyfernod mandylledd y sampl pridd a aflonyddwyd
Os byddwn yn cynnal prawf odomedr gyda sampl aflonydd, rydym yn ei roi i mewn i’r cyfarpar ar y pwynt cynhyrchu, ac rydym yn plotio canlyniadau’r prawf ar y diagram o’r newid yn y cyfernod mandylledd e yn dibynnu ar y gwasgedd σ (Ffig.3) cynrychiolir y llif cydgrynhoi gan ddiagramau 1 ar gyfer llwyth cynradd, 2 am ryddhad,3 ar gyfer y llwyth eilaidd hyd at derfyn a yr estyniad llwyth cynradd σa a 4 tu hwnt i’r terfyn hwnw.
Diagram rhyddhad2a diagram cywasgu eilaidd3ffurfio dolen hysteresis y tu ôl i’r diagram4yn parhau yn estyniad y diagram1, heb dorri, fel pe na bai dadlwytho ac ail-lwytho.
Sl.4. Diagram o newid cyfernod mandylledd sampl pridd heb ei aflonyddu
Fodd bynnag, os byddwn yn cynnal y prawf edometer yn yr un ffordd ag o’r blaen gyda sampl heb ei aflonyddu a gymerwyd o ddyfnder penodol o’r pridd (ffig.4), diagram ar gyfer llwyth eilaidd3yn dangos ar un llwyth penodol σb toriad ym mhwynt b, ac ar ôl hynny bydd y diagram yn parhau4â llethr uwch. Digwyddodd y toriad hwn oherwydd bod y pridd y cymerwyd y sampl ohono o dan lwyth mwy p=γt na llwyth y sampl σ yn yr oedomedr. Mae’r llwyth uwch p yn tarddu o bwysau’r haenau pridd uchaf presennol i wyneb y tir, yr ydym yn ei alw’n bwysau pridd, neu o’r llwyth o haenau pridd cynharach a gludwyd dros amser gan erydiad neu o bridd marian neu rew, yr ydym yn ei alw’n rhaglwyth. Mae ymddangosiad gorgyfuno yn arbennig o nodweddiadol o glai, lle rydym yn gwahaniaethu rhwng clai sydd wedi’i gydgrynhoi fel arfer a chlai sydd wedi’i orgyfuno.
Clai cyfunol fel arfer
Fel arfer mae clai cyfunol ar ddyfnderoedd bas o dan wyneb y ddaear, nad yw wedi bod yn agored i raglwyth o’r blaen. Mae sampl o’r clai hwn, wedi’i lwytho yn yr edometer â llwythi sy’n fwy na phwysau’r haenau “pwysau pridd” uchaf, yn dangos llif parhaus o gydgrynhoi, heb doriadau yn y diagram cywasgu cymharol nac yn y diagram newid cyfernod mandylledd. Mae setlo’r clai hwn o dan lwyth y gwrthrych yn normal, h.y. o dan lwyth penodol, mae setliad yn lleihau dros amser.
Clai gorgyfunol
Mae clai gorgyfunol ar ddyfnder mwy neu wedi bod yn destun rhaglwytho. Mae sampl o’r clai hwn sydd wedi’i lwytho yn yr oedomedr gyda phwysedd sy’n fwy na phwysedd y pridd neu’r rhaglwyth yn dangos toriad ar y diagram cywasgu cymharol neu ar y diagram newid cyfernod mandylledd, yr hyn a elwir. toriad daearegol g, gyda newid cyfeiriad cryf (Ffig.5a). Mae setliad y clai hwn o dan y strwythur yn fach ar gyfer y llwyth o dan bwysau’r pridd neu’r rhaglwyth σ1, ond yn dod yn sylweddol fwy ar gyfer llwythi uwchlaw σ1.
Os nad yw’r toriad daearegol wedi’i ddiffinio’n glir, yna fe’i pennir gan ddefnyddio tangiadau i’r diagram (Ffig.5b).
Sl.5. Diagram o newidiadau yng nghyfernod mandylledd clai gorgyfunol
Diagram setlo amser
Mae’r diagram hwn, a elwir hefyd yn ddiagram cydgrynhoi, yn cael ei gael pan fydd yr amser t mewn oriau yn cael ei roi ar echelin yr abscissa ar gyfer pob gradd o lwytho’r sampl yn yr edometer, a’r setliad mewn mm i’r echelin eilradd (Ffig.6a) neu mewn % o gyfanswm y setliad (Ffig.6b).
Sl.6. Diagram Setliad Amser
Mae priddoedd heb eu rhwymo a’u rhwymo yn ymddwyn yn wahanol o dan lwyth. Mae gan briddoedd rhydd, fel tywod, mandyllau mawr, y mae dŵr yn cael ei wasgu’n gyflym o dan lwyth, fel bod y pridd yn setlo’n gyflym, gyda’r setliad mwyaf yn digwydd ar ddechrau’r llwyth ac yn cyrraedd y setliad terfynol ar lwyth penodol mewn cyfnod amser cymharol fyr. Mae gan briddoedd cydlynol fel clai fandyllau bach lle mae’n anodd gwasgu dŵr allan o dan lwyth. Mae dau gam yn y broses amser o setlo pridd cywasgedig. Yn y cam cyntaf, yn syth ar ôl cymhwyso’r llwyth i’r pridd, gan na all y dŵr lifo allan o’r mandyllau, mae’n dod dan straen ac yn derbyn y llwyth cymhwysol cyfan. Yn yr ail gam, mae’r dŵr mandwll dan straen yn dechrau gwthio allan o dan ei straen ei hun oherwydd y llwyth, sy’n cael ei drosglwyddo’n raddol i’r gronynnau pridd solet. Yn yr ail gam hwn, mae’r gronynnau’n dod at ei gilydd ac mae’r mandyllau’n crebachu. Mae’r broses ymsuddiant yn parhau nes bod y dŵr gwasgedd yn cael ei orfodi allan o’r mandyllau, h.y. nes bod cyflwr straen y dŵr yn y mandyllau yn peidio â bodoli. Felly, mae cydgrynhoi pridd yn broblem hydrodynamig yn bennaf, sy’n dibynnu ar athreiddedd a mandylledd pridd. Yn achos clai, y mae ei athreiddedd yn isel, gall y broses gyfuno gymryd amser hir iawn, ac yn ogystal, gall yr aneddiadau fod yn sylweddol fwy oherwydd y mandylledd cyffredinol uwch nag yn achos tywod. Ar sail y prawf cydgrynhoi, gellir cyfrifo’r cwrs amser setlo am gyfnod cyfan y cydgrynhoi ac mewn cyfnodau unigol.