Grava fakula noto: Ĉi tiu artikolo estas arkiva eduka revizio kaj ne estas geoteknika studo, valida laboratorionormo, fundamenta kalkulo aŭ instrukciomanlibro. La originaj terminoj, proceduroj, mezurunuoj, valoroj, klasifikoj kaj referencoj al “niaj regularoj” estis transdonitaj sen kontroli konformecon al aplikeblaj normoj kaj regularoj. Grundotestado, elekto de metodo, interpreto de rezultoj kaj projektaj decidoj devas esti faritaj de rajtigitaj geoteknikaj fakuloj kaj la taŭga laboratorio por specifa objekto kaj loko.
La temo de grunda kunpremebleco ne estas parto de la nova publika oferto de Savo Kusić. La nuna produktadfokuso konsistas el lignaj fenestroj, ligno-aluminiaj fenestroj kaj memfaritaj pordoj. Por specifa fenestro aŭ porda projekto, vi povas sendi peton pri citaĵo.
Bazo de odometrotesto
La kunpremebleco de la grundo estas determinita per kunpremadtesto kun malhelpita flanka ekspansio, kiu ankaŭ estas nomita odometrotesto aŭ firmiĝtesto.
La testo estas farita kun neĝenataj specimenoj, kaj en iuj kazoj kun ĝenitaj. En la unua kazo, la provprovaĵo estas prenita premante metalajn ringojn en pli grandan, neĝenatan provaĵon, kiu tiam estas manĝita en la aparaton kune kun la ringo post fortranĉo de la troa specimeno kaj ebenigado de ĝiaj surfacoj kun la randoj de la cilindro. En la dua kazo, la ringo estas plenigita kun la specimeno en stato de konsistenco ĉe la cedopunkto kaj en tiu stato ĝi estas enkondukita en la oedometron.
La testo estas farita uzante la aparaton kiu unue estis konstruita fare de Terzaghi kaj nomita la Oedometro. Hodiaŭ, ekzistas pluraj malsamaj konstruoj de ĉi tiu aparato, sed ili ĉiuj baziĝas sur la sama principo, provante la kunpremadon de grunda specimeno sub ŝarĝo kun malhelpita flanka ekspansio.
Odometro: priskribo de aparato
Fig. 1. Odometro
Oedometro konsistas el metala cilindro, en kiu la specimeno situas inter du filtrilaj ŝtonoj (fig. 1). La provaĵo estas enkondukita en la aparaton en metala ringo kun diametro de 7-10 cm kaj alteco de 1-4 cm. La ŝarĝo P estas transdonita al la specimeno per la supra filtrila ŝtono. Sub la malsupra filtrila ŝtono, estas kanaloj en la fundo de la cilindro por dreni akvon de la specimeno en la kapilaran tubon, same kiel por akvoprovizado. Ĉar la kunpremado de la specimeno estas farita koste de la poroj, ĉar solidaj grundaj partikloj kaj akvo en la poroj estas praktike nekunpremeblaj, necesas certigi, ke la akvo dreniĝas el la specimeno dum la provo, kio estas ebligita per filtrila ŝtono, kanalo kaj kapilara tubo.
Sur la maldekstra flanko de la aparato estas akvoproviza tubo kun krano antaŭ la cilindro, dum kapilara tubo estas sur la dekstra flanko, kun krano malantaŭ la cilindro. La kapilara tubo ankaŭ servas por determini la grundopermeablokoeficienton k.
Testado
Kiam la specimeno estas metita en la cilindron kaj la aparato estas kunvenita, fermu la maldekstran kranon, la akvoprovizon, kaj malfermu la dekstran kranon, por ke akvo fluu en la kapilaran tubon. Tiam la ŝarĝo de la specimeno alproksimiĝas, kiu estas aplikata iom post iom. La sekvaj ŝarĝoj estas kutime aplikataj:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2kaj plu ĝis la plej alta grundŝarĝo atendita sub la konstruaĵo, plejparte ĝis10kp/cm2, kaj kun digoj ĝi povas esti eĉ pli20kp/cm2. Je ĉiu nivelo de ŝarĝo, en la momento de ĝia aplikado, kronometro estas komencita kaj je certaj tempintervaloj15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, tiam ĉiu plu24h, ĝis la firmiĝo de la specimeno sub tiu nivelo de ŝarĝo, la responda setlado en milonoj de milimetro estas legita sur la komparilo kaj registrita en la registro. Firmiĝo estas supozita estinti atingita se la setlado de la provaĵo estas Δh ≤0,02 mmpor la tempo de24horo. Post firmiĝo estas atingita, la sekva nivelo de ŝarĝo estas aplikata kaj la tuta proceduro estas ripetita en la sama maniero kaj tiel plu ĝis la fina nivelo de ŝarĝo.
La solidiga testo kun malhelpita flanka ekspansio estas farita kun ŝarĝo kaj malŝarĝo, por determini la elastajn trajtojn de la grundo. Ŝarginte la specimenon certagrade, ni malŝarĝas ĝin kun la sama laŭgrade kiel ni ŝargis ĝin. Reliefo estas kutime farita poste2,0kp/cm2,4,0kp/cm2kaj6,0kp/cm2.
Kiel regulo, la provo estas farita kun la specimeno sub akvo, kiu estas tenita sur la maldekstra vitra tubo ĉe la alteco de la supra surfaco de la specimeno en la aparato. Testi la kunpremeblecon de la provaĵo en ĉeesto de akvo estas farita tial, ĉar la testo daŭras longan tempon kaj la specimeno sekiĝas dum tiu tempo, kiel rezulto de kiu la kunpremebleco de la provaĵo estus pli malalta ol la fakta kunpremebleco de la grundo en sia natura humida stato. Krome, la natura grunda humideco povas esti pli alta ol ĝi estis dum specimenigo, precipe kiam la subtera akvonivelo altiĝas, kio povus konduki al signifa devio de la fakta kunpremebleco de la grundo dum la tempodaŭro de alta akvonivelo.
La testrezultoj estas aplikataj al tri specoj de diagramoj, nome la relativa kunpremaddiagramo, la porec-koeficienta ŝanĝdiagramo kaj la temp-kompromisdiagramo.
Relativa kunprema diagramo
Ĉi tiu diagramo estas akirita kiam normala premo estas aplikata al la provaĵo sur la abscisa akso σ = P/A, kie P estas la ŝarĝo aganta sur la provaĵo per la supra filtrila ŝtono en kp/cm2, A estas la transversa sekca areo de la specimeno, kaj la relativa kunpremado de la specimeno estas la ordinara aparato, kaj la relativa kunpremado de la specimeno. Δh/h kie Δh estas la setlado de la specimeno sub ŝarĝo Δσ dum firmiĝo, h specimena alteco antaŭ ŝarĝo (fig. 2).
Fig. 2. Relativa kunprema diagramo
Dum ŝarĝo, diagramo de primara kunpremo a.
Dum malŝarĝo, se la senbara konsumado de akvo estas ebligita, tiel ke la specimeno restis sub akvo dum malŝarĝo, ĝi revenas al sia origina stato, t.e. ŝveliĝo. Tamen, la specimeno ne revenas al sia komenca stato, kio signifas, ke ĝi suferis plastan (konstantan) deformadon krom elasta. Tial, en ĉi tiu kazo, la ŝveldiagramo b estas akirita dum malŝarĝo. Tamen, se la testo estis farita sen ricevi akvon, anstataŭ ŝvelaĵdiagramo, la tiel nomata diagramo de elasteco.
Se la specimeno estas ŝarĝita denove post malŝarĝo, la sekundara kunprema diagramo c estas akirita. La ŝvelaĵdiagramo kaj la sekundara kunprema diagramo c formas histerezbuklon inter ili. En argilo, la histerezaj bukloj estas signifaj kaj tial la deformado en la areo de ŝvelaĵo kaj malĉefa kunpremado (diagramoj b kaj c) ne estas konsiderataj elastaj, sed reigeblaj, ĉar ili ne estas proporciaj al la ŝarĝo laŭ la leĝo de Hooke. Deformadoj en la areo de primara kunpremo (diagramo a) en la parto, kie ili ne revenis, estas permanentaj (nemaligeblaj).
Grunda kunpremebla modulo
El la diagramo de relativa kunpremado, ni akiras laŭ la leĝo de Hooke analoge al la elasteco-modulo de Jung E por elasta materialo, la kunpremeblomodulon de la grundo Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
kie Δσ estas la ŝarĝopliigo, Δh/h estas la responda relativa kunpremo, kiu estas prenita de la primara kunpremaddiagramo a (fig. 2).
La kunpremebla modulo de la grundo Ms diferencas de la elasteca modulo E de elasta materialo, ĉar Ms ne estas konstanta por unu sama materialo sed estas varia kaj pliiĝas kun la normala ŝarĝo σ. Tial, unu specifa valoro de kunpremebla modulo Ms povas esti donita nur por unu mallarĝa intervalo de normala grundŝarĝo Δσ. Se la valoro de la modulo Ms estas pli alta, la kunpremebleco de la grundo estas pli malalta kaj inverse. Laŭ niaj fundamentaj regularoj, la sekva kriterio por la kunpremebla modulo de la grundo en ĝia natura stato estas adoptita:
La malsupra klasifiko estas portita de la originala teksto, inkluzive de la ripeta intervalo 100-400 kp/cm2. Ĝi ne estis kontrolita aŭ harmoniigita kun aktualaj regularoj.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 ekstreme kunpremebla grundo
Ms = 20 - 50 kp/cm2 tre kunpremebla grundo
Ms = 50 - 100 kp/cm2 meza kunpremebla grundo
Ms = 100 - 400 kp/cm2 malpli kunpremebla grundo
Ms = 100 - 400 kp/cm2 iomete kunpremebla grundo
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 iomete kunpremebla grundo
Ms > 1000 kp/cm2 tre malalta kunpremebla grundo.
Grunda elasteca modulo
En la sama maniero, ni ricevas la modulon de elasteco de la grundo E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
kie la relativa kunprema pliigo Δh/h estas prenita de la grunda elastecdiagramo por la ekvivalenta normalprema pliigo Δσ.
Normala solidigita kaj trosolidigita grundo
Sl.3. Diagramo de ŝanĝoj en la poreckoeficiento de la ĝenata grunda specimeno
Se ni faras teston de odometro kun perturbita specimeno, kiun ni eniris en la aparaton ĉe la ligpunkto, kaj ni grafikigas la rezultojn de la testo sur la diagramo de la ŝanĝo en la poreckoeficiento e depende de la premo σ (Fig.3) la solidiga fluo estas reprezentata per diagramoj 1 por ĉefa ŝarĝo, 2 por krizhelpo, 3 por la sekundara ŝarĝo ĝis la limo a de la primara ŝarĝa etendaĵo σa kaj 4 preter tiu limo.
Reliefdiagramo2kaj malĉefa kunprema diagramo3formi histerezbuklon malantaŭ kiu la diagramo4daŭras en la etendo de la diagramo1, sen rompiĝo, kvazaŭ ne estus malŝarĝado kaj reŝargiĝo.
Sl.4. Diagramo de ŝanĝo de poreckoeficiento de neĝenata grunda specimeno
Tamen, se ni plenumas la odometran teston same kiel antaŭe kun neĝenata specimeno prenita el certa profundo de la grundo (fig.4), diagramo por sekundara ŝarĝo3montros ĉe unu specifa ŝarĝo σb rompon ĉe punkto b, post kiu la diagramo daŭros4havas pli altan deklivon. Tiu frakturo okazis ĉar la grundo de kiu la provaĵo estis prenita estis sub pli granda ŝarĝo p=γt ol la ŝarĝo de la provaĵo σ en la oedometro. La pli alta ŝarĝo p originas de la pezo de la ekzistantaj supraj grundotavoloj al la surfaco de la tereno, kiun ni nomas grundpremo, aŭ de la ŝarĝo de pli fruaj grundotavoloj forportitaj dum tempo per erozio aŭ de morena grundo aŭ glacio, kiun ni nomas antaŭŝarĝo. La aspekto de trosolidiĝo estas precipe karakteriza de argilo, kie ni distingas inter normale firmigita kaj trosolidigita argilo.
Normale firmigita argilo
Normale firmigita argilo estas ĉe pli malprofundaj profundoj sub la grunda surfaco, kiu ne estis antaŭe eksponita al antaŭŝarĝo. Specimeno de ĉi tiu argilo, ŝarĝita en la odometro kun ŝarĝoj pli grandaj ol la pezo de la supraj “grunda premo” tavoloj, montras kontinuan fluon de firmiĝo, sen rompoj en la relativa kunprema diagramo aŭ en la poreco-koeficienta ŝanĝdiagramo. La setlado de ĉi tiu argilo sub la ŝarĝo de la objekto estas normala, t.e. sub certa ŝarĝo, setlado malpliiĝas kun la tempo.
Trosolidigita argilo
Trosolidigita argilo estas ĉe pli grandaj profundoj aŭ antaŭe estis submetita al antaŭŝarĝado. Specimeno de tiu ĉi argilo ŝarĝita en la odometro kun premo pli granda ol la grunda premo aŭ antaŭŝarĝo montras frakturon sur la relativa kunprema diagramo aŭ sur la poreco-koeficienta ŝanĝdiagramo, la t.n. geologia frakturo g, kun forta direktoŝanĝo (Fig.5a). La setlado de ĉi tiu argilo sub la strukturo estas malgranda por la ŝarĝo sub la grundpremo aŭ antaŭŝarĝo σ1, sed iĝas signife pli granda por ŝarĝoj super σ1.
Se la geologia rompo ne estas klare difinita, tiam ĝi estas determinita uzante tangentojn al la diagramo (Fig.5b).
Sl.5. Diagramo de ŝanĝoj en poreckoeficiento de trosolidigita argilo
Tempo-kompromisdiagramo
Ĉi tiu diagramo, ankaŭ nomita la firmigdiagramo, estas akirita kiam, por ĉiu grado de ŝarĝo de la provaĵo en la odometro, la tempo t en horoj estas aplikata al la abscisa akso, kaj la setlado en mm al la ordigita akso (Fig.6a) aŭ en % de la totala setlejo (Fig.6b).
Sl.6. Tempo-Kompleksa Diagramo
Neligitaj kaj ligitaj grundoj kondutas malsame sub ŝarĝo. Lozaj grundoj, kiel ekzemple sablo, havas grandajn porojn, de kiuj akvo estas rapide elpremita sub ŝarĝo, tiel ke la grundo ekloĝas rapide, kun la plej granda kompromiso okazanta komence de la ŝarĝo kaj atingante la finan kompromison ĉe antaŭfiksita ŝarĝo en relative mallonga tempointervalo. Koheziaj grundoj kiel ekzemple argilo havas malgrandajn porojn de kiuj akvo malfacilas elpremi sub ŝarĝo. Estas du fazoj en la tempoprocezo de kompaktigita grunda setlado. En la unua fazo, tuj post apliki la ŝarĝon al la grundo, ĉar la akvo ne povas elflui el la poroj, ĝi stresiĝas kaj ricevas la tutan aplikatan ŝarĝon. En la dua etapo, la streĉita porakvo komencas elpuŝi sub sia propra streso pro la ŝarĝo, kiu estas iom post iom translokigita al la solidaj grundaj partikloj. En ĉi tiu dua fazo, la partikloj kuniĝas kaj la poroj ŝrumpas. La subsidprocezo daŭras ĝis la prema akvo estas devigita el la poroj, t.e. ĝis la streĉita stato de akvo en la poroj ĉesas ekzisti. Tial, grundfirmiĝo estas ĉefe hidrodinamika problemo, kiu dependas de grundopermeablo kaj poreco. En la kazo de argilo, kies permeablo estas malalta, la solidigprocezo povas daŭri tre longan tempon, kaj krome, la setlejoj povas esti signife pli grandaj pro la pli alta totala poreco ol en la kazo de sablo. Surbaze de la firmiĝotesto, la aranĝa tempokurso povas esti kalkulita por la tuta daŭro de la firmiĝo kaj en individuaj fazoj.