Arhiivieksperdi sisu: artikkel säilitab ajaloolise ülevaate geotehnilistest kontseptsioonidest, valemitest ja laboriprotseduuridest. See ei ole geotehniline uuring, muldkeha projekt, tihendusspetsifikatsioon, kvaliteedikontrolli plaan ega asenda kehtivat standardit. Pinnase parameetrid, seadmed, tihendusenergia, vastuvõtukriteeriumid ja ohutud töövõtted määrab volitatud geotehniline insener ja akrediteeritud labor, lähtudes konkreetsest pinnasest ja objektist.
Tänapäeval on Savo Kusić keskendunud puitakendele, puit-alumiinium aknad, kohandatud aknad, uks ja hinnapakkumise taotlused. See artikkel jääb tehniliseks arhiiviks ega kujuta endast geotehnilise projekteerimise, katsetamise ega pinnasetööde teostamise pakkumist.
Lahtise pinnase tihendamine
Kobeda pinnase tihenemine sõltub tahkete osakeste suurusest ja kujust, samuti selle struktuurist. Seondumata pinnase puhul on teatud piirid, milles kõige haruldasema ja tihedaima struktuuri poorsuse n ja poorsusteguri e väärtused liiguvad.
Kui sidumata materjal kuivatatakse ja valatakse aeglaselt keeduklaasi, nii et see valamise ajal ei tiheneks, saadakse selle haruldaseim struktuur. See struktuur vastab poorsuse koefitsiendile emax, mille liiva väärtus originaaltekstis on piirides:
emax =0,7-1,0.
Kui sama materjal valada õhukeste kihtidena keeduklaasi ja iga kihti rammida puidust haamriga, kuni maht on konstantne, st kuni see lakkab tampimisel settima, saadakse selle tihedam struktuur. See vastab poorsuse koefitsiendile emin, mille väärtus liiva jaoks on:
emin = 0,45–0,65.
Seondumata pinnase tihenemist väljendatakse suhtelise tihendusega ID, koefitsiendiga, mis näitab pinnase tihenemise astet kõrgeima tihenduse suhtes:
kus e on mulla poorsuse koefitsient loomulikus tihenemises. Suhtelise tiheduse lõplikud väärtused on:
- kõige haruldasema struktuuri puhul e = emax; ID =0;
- kõige tihedama struktuuri korral e = emin; ID =1.
Liivpinnase tihendamise kriteerium Terzaghi järgi originaaltekstis on järgmine:
- hõredalt tihendatud liiv: ID =0-1/3;
- keskmiselt tihendatud liiv: ID =1/3–2/3;
- tihedalt tihendatud liiv: ID =2/3-1.
Teedel ja muldkestel asuvate muldkehade puhul nõuab tekst ID =2/3-1.
Eelmise vormi asemel saab kasutada mahtude suhet:
kus V on häirimata pinnaseproovi maht, Vmax on sama koguse pinnase maht kõige väiksema tihendusega olekus ja Vmin on sama koguse pinnase maht maksimaalselt tihendatud olekus.
Kasutuspiirang: ajaloolisi klassifikatsioone ja termineid ei tohi otse projektile või ehitusplatsile üle kanda. Pinnase tüüp, proovivõtumeetod, proovi seisund, kohaldatav standard ja projekti nõue võivad meetodit ja kriteeriume muuta.
Seotud pinnase tihendamine
Seotud pinnasega ei sõltu tihenemine mitte ainult tahkete koostisosade suurusest ja kujust ning struktuurist, vaid ka sidususest. Kohesiooni tõttu on tahked osakesed kokku kleepunud, mistõttu on tihendamise käigus vee pooridest väljapressimine palju keerulisem kui sidumata pinnasega, mille osakesed liiguvad koormuse all kergemini.
Seotud pinnase tihendamisel on suur tähtsus veekogusel. Tampimisega surutakse vesi pooridest välja ja veekile paksus väheneb; poorsus väheneb ning nihketugevus ja puistetihedus suurenevad. Mida suurem on tihedus, seda rohkem tahkeid aineid ja vähem poore mahuühiku kohta. See suhe võeti aluseks seotud pinnase tihenemise hindamisel. Tihendamise juhtimine tekstis toimub kuiva mahukaalu abil:
γd = Wd / V [N/cm3]
kus Wd on täielikult kuivanud mullaproovi kaal N ja V on sama proovi maht enne kuivatamist tihendatud olekus, cm3.
Proctori kohtuprotsess
Proctori test aitab määrata seost mullas oleva vee hulga ja selle tihenemise vahel. See määrab optimaalse õhuniiskuse, st niiskuse, mille juures tihendatud pinnas annab antud tihendusenergia jaoks maksimaalse kuivmahukaalu.
Ajalooliselt kirjeldatud Proctori aparaati (joon1) koosneb metallsilindrist, mille siseläbimõõt on Ø =10 cm, kõrgus12 cm(pilt1_a_), sama kõrguse läbimõõduga silindri jätk10 cm(pilt1_b_) ja metallist rammi läbimõõt5 cm, kaal2,5N, veidi suurema läbimõõduga silindrilises juhikus. Juhik on alumisest otsast avatud ja ülemisest otsast suletud, silindri käepideme läbimiseks on veidi laiem ava (pilt1_c_). Silindri alumine ots asetatakse suuremale metallplaadile ja fikseeritakse tampimise käigus.
Proov kuivatatakse esialgse protseduuri kohaselt ja sõelutakse läbi sõela5 mmsuurte terade mõju vältimiseks. Seejärel segatakse see sellise koguse veega, mis ei tohi olla nii suur, et proov muutuks pudruks, ega nii väike, et proovi ei saaks töödelda. Esiteks kiht, mille kõrgus on u8 cmtihendamata olekus ja rammitud25löögid ühtlaselt üle pinna. Löök toimub haamri vaba langemise teel kõrguselt30 cm. Kantakse peale uus paksuskiht8 cm, laeb uutega25tabab ja kordab protsessi kolmanda kihiga. Pärast valmimist pikendus eemaldatakse, proovi pind joondatakse alumise silindri servaga ja liigne pinnas eemaldatakse. Seejärel võetakse tihendatud pinnase proov ja määratakse selle kuivaine puistetihedus γd ja niiskusesisaldus w.
Pilt1— Proktori eksperiment.
Katse korratakse 5 kuni 6 korda, alati värske, töötlemata materjaliga samast proovist, kuid erineva koguse veega, et saada γd ja w jaoks erinevad väärtused. Mulla niiskus w kantakse diagrammi abstsissile ja kuivaine mahukaal γd ordinaadile (pilt 2). Ühendatud punktid annavad kõvera, mis näitab, et kuivaine puistetihedus suureneb esmalt koos niiskusega maksimaalselt ja seejärel väheneb. Maksimaalsele kuivaine puistetihedusele max γd vastavat niiskust wopt nimetatakse optimaalseks niiskuseks. Tekstis on aktsepteeritud, et sellise niiskuse juures saavutatakse antud tihendusenergia puhul suurim tihendus. Sel viisil tehtud testi nimetatakse standardseks Proctori testiks.
Joonis 2 — Proktori diagramm.
Labori ohutus ja standard: Seadme mõõtmed, rammija mass ja kukkumine, kihtide arv ja löökide arv ning proovide ettevalmistamine on siin edastatud ajaloolised andmed, mitte eraldiseisev juhend. A valid procedure must define the appropriate standard and laboratory plan. Kuivatamisel, sõelumisel ja tampimisel on oht tolmu, lendavate osakeste, muljumise ja löökvigastuste tõttu; Nõutav on korralik varustus, kaitse ja koolitatud operaator.
Tera suuruse mõju 5 mm
Originaaltekstis on öeldud, et 5 mm-st suuremad terad ei oma olulist mõju, kui need moodustavad kuni 25% kogumassist. Kui neid on rohkem kui 25%, tuleks nende mõju arvesse võtta, arvutades segu kuivmahukaalu proportsionaalsusmeetodi või muudetud Proctori testi abil.
Arvutamine proportsionaalsuse meetodil
Selle meetodi kohaselt arvutatakse mullamaterjali segu kuivmahukaal γdm üle- ja alamõõduliste terade proportsionaalse esituse alusel.5 mm:
kus on:
- γd — sõelaava läbinud materjali kuivmahukaal5 mm;
- γsc – avaekraanile jäänud tahkete osakeste mahukaal5 mm;
- m — sõelaavasse jäänud materjali massiprotsent5 mmkogu massi suhtes.
Muudetud Proctori test
Algtekstis viidatud USA taastamisbüroo kogemuste kohaselt, kui terad on suuremad kui5 mmüle tegema1/3juurde2/3pinnase kogumassist, tuleks katse teha kogumassiga. Kuna läbimõõduga silindris pole seda võimalik edukalt teha10 cm, kasutatakse nn modifitseeritud Proctori testis suurema läbimõõduga silindrit. Tekst kirjeldab läbimõõduga silindrit15,2 cmja kõrgus23,2 cm, milles proovi kogus5,5kp täidab kolm ligikaudu võrdset kihti po-ga50lööb raske vasaraga4,53kp ja kukkumiskõrgus45,7 cm. Kui proovis on terad kuni20 mm, tehakse test häirimatu materjaliga. Kui see sisaldab tera, mis on suurem kui20 mm, summa5,5kp proovi sõelutakse läbi sõela20 mm, ja asendab ülejäänu sõelale sama suurusega materjaliga5-20 mm.
Lisaks sel viisil kirjeldatud protseduurile nimetatakse tekstis igat standardsest erinevat sooritusmeetodit ka modifitseeritud Proctori testiks.
Tihendamise energia
Proctori silindris oleva proovi tihendusenergiat saab väljendada võrrandiga, kus N on haamri löökide arv, h on vasara kukkumise kõrgus meetrites, W on vasara kaal Mp-des (megapond) ja V on proovi ruumala meetrites.3.
Tihendamise energia suurenemisega saavutatakse proovi suurem tihenemine, selle poorsus ehk vee hulk pinnases väheneb ja kuivmahukaal suureneb. Tihendamise energia jaoks E1, E2, E3ja E4saadakse vastavad joonisel olevad Proctori graafikud3. Kõik diagrammid algavad asümptootiliselt küllastusdiagrammiga, mida nimetatakse ka diagrammiks0%õhupoorid, kui kõik poorid on veega täidetud, st5%õhupooridest, kui see on95%veega täidetud poorid.
_Pilt3— Proktori diagrammid erinevate tihendusenergiate jaoks.
Küllastusdiagrammi saab koostada abstsissil w = wz = n / γs(1-n) ja ordinaadil γd = γs(1-n), kus n on pinnase poorsus ja γs on antud pinnase tahkete osakeste mahukaal. Sellest järeldub, et tihendusenergiat saab soovitud tihenduse saavutamiseks reguleerida. Loodusliku pinnase või tihendatud mulde tihenemise kontrollimiseks kasutatakse tekstis sageli tihendusindeksit Iz, antud pinnase või mulde kuivmahukaalu γd ja Proctori γp saadud mahukaalu suhet:
Iz = γd / γp.
Disain ja kontroll põllul: laborikõver üksi ei kinnita tuletatud kihi kvaliteeti. Proovide võtmine, kihi paksus, masina läbikäikude tüüp ja arv, niiskus, välimõõtmised, kandevõime, drenaaž, külgnevad konstruktsioonid ja maa-alused paigaldised peavad sisalduma projekteerimis- ja juhtimisplaanis. Ärge lähenege rulli või muude masinate tööpiirkonnale ilma organiseeritud signaalimise ja juurdepääsukontrollita.