Gaur egun, Savo Kusić egurrezko leihoetan, egur-aluminiozko leihoak, leiho pertsonalizatuak, atea eta aurrekontu eskaerak. Testu hau artxibo geotekniko gisa geratzen da eta ez da laborategiko entseguetarako, diseinu geoteknikorako edo lur-mugimenduetarako eskaintza.
Lurzoruaren barne-erresistentzia, kohesioa eta barne marruskadura-angelua zehazteko hainbat modu daude laborategiko saiakuntzen bitartez, horien artean zuzeneko ebakidura proba eta triaxial konpresio proba dira ospetsuenak.
Zuzeneko zizaila esperientzia
Proba A motako sekzio angeluzuzena duen aparatu batean egiten da. Casagrandea edo Hvorsleva motako aparatu zirkular batean. Gehien erabiltzen den sekzio angeluzuzeneko gailuarekin egindako esperimentua deskribatuko dugu. Bi kasuetan, proba eragozpenik gabeko lagin batekin egiten da, edo lagin nahasi batekin etekin puntuan, eta kasu horretan probak balio konparatiboa du.
Sekzio angeluzuzena zuzen mozteko aparatua (1)
Irudia. 1_Casagranderen ebakidura zuzeneko aparatuaren zeharkako sekzioa_
Gailuak bi zati ditu, goiko eta beheko markoa, non behekoa estatikoa den, goikoa, berriz, mugigarria den eta behekoaren gainean mugitu daiteke Z indar horizontalaren eraginez, goiko eta beheko markoaren kontaktu-planoan jarduten duena.
Lur-lagina altzairuzko eraztun laukizuzen batean jartzen da, normalean 100 × 100 × 30 mm tamainakoa, edo neurri horiek zehatz-mehatz egiten direnean. Iragazki harriak laginaren goiko eta beheko gainean jartzen dira, eta, ondoren, dena aparatuaren eraztunean jartzen da, eta gero urez betetzen da. Laginaren gainean karga bertikalerako gailu bat jartzen da. Goiko iragazki-harria laginaren karga bertikalaren sistemari konektatzen da, behekoa, berriz, ur-bideetara konektatzen da, eta, horren bidez, saiakuntzan zehar lagina egoera saturatuan mantendu daiteke, itxurazko kohesioa baztertzeko.
Goiko eta beheko markoaren arteko kontaktu gainazaletan marruskadura baztertzeko, goiko markoa bihurrituta duten gailuak daude, eta horien bidez, goiko markoa ebakidura-indar horizontalaren eraginpean mugitzen da. Gainera, goiko eta beheko markoaren kontaktu-azalak petrolio-jelez estalita daude. Gailuan deformazio bertikalak eta horizontalak erregistratzeko beste 2 konparagailu bat sartzen da.
Ebakidura zuzeneko probak egitea
Gehienbat daude2ebakidura zuzeneko proba motak: azkar eta motela proba. Proba azkarra lagina presio bertikal jakin batekin kargatzean datza, hau da, normalean0,50;1,0;2,0;3,0eta4,0kp/cm2, itxaron sendotzea, zeina lortu dela suposatzen den denboran zehar hondoratzea bada24ordu Δh ≤0,02 mm, eta orduan ebakidura-indar horizontala Z, magnitudekoa, aplikatzen da1/20edo1/40_P_ indar bertikalaren zati bat, minuturo balio berean handitzen dena lurra hautsi arte. Ebakidura-indar horizontala aplikatzean, goiko markoaren mugimenduaren ibilbidea etengabe kontrolatzen da konparatzailean irakurriz eta deformazio horizontalak erregistroan erregistratzen dira karga berri bakoitzaren aurretik. Konparatzaileak bat-bateko mugimendua erakusten duen momentua apurtzaile gisa hartzen da.
Proba azkarra lur buztintsuetan aplikatzen da, karga berri baten pean finkapen naturala motela baita eta proba egiteko metodo honi dagokio.
Slow proba lehengo antzera egiten da, ebakidura-indar horizontala denbora-tarte luzeago batean handitzen den alde bakarrarekin, 2, 5 eta 15 mminutu izan daitezkeenak edo sendotu arte, hau da, deformazio horizontalak guztiz hutsal bihurtu arte. Indar horizontalaren eraginpean sendotzearen ibilbidea 9 konparatzailean kontrolatzen da (1 irudia).
Proba motela lurzoru hareatsu edo hautstsuan aplikatzen da, non denbora tarte laburrean ebakidura-indar horizontala handituz gero, aparatuan laginaren zizaila azkartu egingo litzateke poroetan ur tentsioak duen eragina dela eta, prozesu natural bati dagokiona ez litzatekeena. Beraz, denbora-tartea handitzen da lotu gabeko lur-partikulen fintasunarekin, lurzoruaren poroetako uraren presioa kanpoko uraren presioarekin berdintzea ahalbidetzeko. Berdinketa hori karga horizontalaren maila bakoitzaren eraginpean denbora nahikoa utziz lortzen da, poroetako gehiegizko ura iragazki-harritik atera dadin.
Aipatutako saiakerez gain, zenbait kasutan karga bertikalean sendotzerik gabeko proba azkar bat egiten da, hau da, ebakidura-indar horizontala aplikatzen da lagina aparatuan sartu eta karga bertikal batekin kargatu eta berehala. Dena den, exekuzio-metodo hau baldintza berezietan aplikatzen da, hala nola, lurzoru buztintsuz egin berri den lubeta baten kasuan, lursailaren ondoren berehala kargatzen dena aldez aurretik trinkotu gabe.
Barne marruskaduraren eta kohesioaren angeluaren determinazioa
Proben emaitzetan oinarrituta, ebakidura-esfortzua
τ=Z/A kp/cm²-tan,
, hutsegite unean kp-tan dagoen ebakidura-indarra eta A laginaren sekzio-eremutik cm²-tan lortzen dena. Proba 3tik 4 aparatuekin egiten da σ=P/A kp/cm²-tan, σ=P/A kp/cm²-tan, non P laginaren karga bertikala kptan den. Presio normalen balio hauek hartu ohi dira: 1,0; 2,0; 3,0 eta 4,0 kp/cm².
Irudia. 2. Deformazio horizontalen diagrama
Barne marruskadura-elementuen diagramatik abiatuta, bi diagrama mota 1 eta deformazio horizontalen diagrama bat (2 irudia) lortzen dira.
Deformazio horizontalen diagrama gailuaren goiko markoaren ΔL mm-tan dagoen desplazamendu horizontala abzisa ardatzean behekoari aplikatuz lortzen da, 9 konparatzailea irakurriz lortzen dena, eta ordenatuen ardatzean dagokion ebakidura-esfortzua τ irudian (kp/cm². 2).
Lurzoruaren trinkotzearen arabera, trinkotutako 1 diagrama eta material solteko 2 diagrama lortzen da.
Material trinko batentzat, ebakidura-esfortzua τ hasieran nahiko nabarmen handitzen da ΔL desplazamendu horizontalarekiko P proportzionaltasunaren mugaraino, gero polikiago, diagramaren kurba bitartean.1handitu eta B altuera maximora iristen da, ondoren diagrama gutxitzen da luzera jakin batean, azkenean fluxu horizontal batera iristeko. Deformazio horizontalaren diagrama zuzeneko eskalada eremua, ebakidura-esfortzuaren igoera deformazioaren gehikuntzarekin proportzionala den, deformazio elastikoko eremua dela suposatzen da. P mugatik haratago, ebakidura-esfortzuaren gehikuntza txikiagotzen da ΔL deformazioen gehikuntzaren arabera diagramaren B puntu gorenera arte. Zona honetan, materiala “fluxua” hasten da eta deformazio plastikoko eremu gisa hartzen da. B diagramaren punturik altuena1ebakidura-tentsio maximoa max τ adierazten du, eta lurzoruaren haustura puntu honetan gertatzen dela suposatzen da, hau da, B puntu hori haustura-puntua da. B puntutik haratago, materiala egoera likidoan dago, ebakidura-erresistentzia gutxitzen da, eta suposatzen da partikulen arteko lotura hausten den zona honetan, ebakidura-indar horizontalari aurka egiten dion irristatze-erresistentzia besterik ez dagoela. G puntua non diagrama1norabide horizontalean igarotzen da irristatze-muga gisa.
Ebakidura-esfortzua B hutsegite-mugan ebakidura-erresistentzia edo ebakidura-ersistentzia hutsa τf deitzen da, eta ebakidura-esfortzua G etsaldi-mugan, berriz, irristadura-erresistentzia τg.
Material solterako, desplazamendu horizontalaren diagramak ere P proportzionaltasun-muga duen eskualde elastiko bat du, baina beheranzko eskualde plastiko bat da G irristatze mugaraino, hau da, ebakidura-tentsio maximoa muga-erresistentzia berdina da, irristadura (τ=τg), hortik haratago materialaren egoera likidoa.
Sl.3. Ebakidura-diagrama, a) lurzoru koherenteetarako, b) lurzoru inkoherenteetarako
Ebakidura-diagrama abszisen ardatzean σ kp/cm-ko presio normala aplikatzean lortzen da.2, eta ordenatuen ardatzean dagokion ebakidura-erresistentzia τf kp/cm-tan2, non bi balio horiek eskala berean aplikatzen diren (Irudia.3). Lurzoruaren ebakidura-erresistentzia σ presio normalarekin handitzen denez, presio desberdinetarako σ izango da.1 Lortu A, B, C eta D puntuak, dagozkion ebakidura-erresistentzia adierazten dutenak.
Diagramako banakako A, B, C eta D puntuak lortzeko3lurzoru koherenteetarako (2.3a), irristatze-indarra _τ_g hartzen da. Hala ere, lur buztintsuaren kasuan, materiala G irristatze-mugara iritsi baino askoz lehenago hasten da isurtzen, eta P proportzionaltasunaren mugan ebakidura-erresistentzia hartzeko joera dago c kohesioa eta lurzoruaren barne-marruskadura-angelua zehazteko, baina nahiko txikia denez, deformazioa ΔL diagraman askotan hartzen da.2aparatuan kargatzeko aurreko fasean izandako deformazioa baino bi aldiz handiagoa. Indar hori P eta B-ren, hau da, G-ren mugaren artean dago (irudia.2).
A, B, C eta D diagraman konektatzeak 76a ebakidura-diagrama ematen du, hau da, saiakuntza arrakastatsuetan zuzena dena. Diagrama ordenatuen ardatzarekiko ebakidurara luzatuz, σ = 0rako, τf = c+σ tgϕ Coulomb ereduan oinarrituta lortzen da τf = c = lurzoruaren kohesioa, diagramaren maldak horizontalarekiko barneko marruskadura angelua ematen duen bitartean. Ebakidura-diagrama ordenatuen ardatzaren beste aldean luzatuz, pk kohesioaren ondoriozko esfortzua lortzen da abszisen ardatzean, c kohesioaren magnitudea marruskadura-erresistentziaren baliokide gisa adierazten denean:
c = pk tgϕ, nondik pk = c/tgϕ
Lurzoru inkoherenteetarako, harea adibidez, irudiko diagrama. 3b, koordenatu-jatorritik pasatzen dena, σ = 0rentzat τ = 0 lortzen baitugu. Hala ere, harea ale fina eta hezea bada, irudikoaren antzeko diagrama bat. 3a, c kohesio txikiagoa duena, itxurazko kohesioa adierazten duena. Kasu horretan, koordenatuen jatorriaren beste aldean dagoen abszisa ardatz hedatuaren pk tentsioak tentsio kapilarra adierazten du.
Kontuan izan behar da ebakidura zuzeneko proben bidez lurzoruaren kohesioa eta marruskadura zehazteak hainbat desabantaila dituela, eta horien artean garrantzitsuenak lurzoruaren hutsegitea aurrez zehaztutako ebakidura-azalera batean gertatzen da eta ez zizaila-erresistentzia gutxien duen gainazalean; Mozketan zehar lagina luzera laburrean bakarrik kontrolatu daiteke, mugaz gaindiko irristatze-erresistentziak haustura nahikoa kontrolatu ezin dezan, batez ere lur bigunen kasuan, zizailaduran deformazioak handiak direnean, etab.
Konpresio triaxialaren proba
Proba aparatu triaxial batean egiten da, eraikuntza desberdinak dituena, baina denak printzipio berdinean oinarritzen dira, hau da. Arrabolaren formako lagina nahastu gabekoa standean bertikalki jartzen da eta masa likidoaren alboko presioaren menpe jartzen da alde guztietatik eta gero presio bertikala, pixkanaka-pixkanaka handitzen den, laginaren haustura ebakidura-erresistentzia gutxien duen gainazalean eragin arte. Hausturako ebakidura erresistentzian oinarrituta, lurzoruaren kohesioa eta barne marruskadura-angelua kalkulatzen dira.
Gailu triaxialaren deskribapena
Irudia. 4. Aparatu triaxiala
Aparatu triaxiala (4 irud.) ganbararen oinarri-plakaren beheko aldean, zeinaren gainean dagoen laginaren euskarria, eta laginaren karga bertikalerako pistoiaren goiko aldean eta ganbera ixten duen goiko plakan datza. Laginaren neurri ohikoenak ϕ=36 mm, altuera h=2,2-2,5_ϕ_ dira. Ganberaren diametroa D=135mm da, altuera H = 180 mm. Lagina behetik drainatzeko K1 hodi estu bat laginaren euskarriaren erdialdetik abiatzen da, laginaren ura jasotzen du plaka porotsu baten bidez eta ganberatik kanpo hustu egiten du C1 beirazko hodi bertikal batera. Proba lagina hustu gabe egiten bada, kanal honek poroetako uraren presioa neurtzeko balio du. Ganberaren brontzezko oinarrian K2 kanal bat dago masa likidoa hornitzeko, ganbera betetzeko eta laginaren ganbaran alboko presioa lortzeko.
Ganberaren goiko plakatik lagina kargatzeko pistoiaren heldulekua pasatzen da. Ganbaran dagoen lagina gomazko mintz batez inguratuta dago, bi muturretatik hedatuta dagoena eta gomazko eraztunen bidez pistoiari eta oinarriari lotzen zaio. Pistoiaren erdian K3 kanal bat dago lagina goiko aldetik husteko.
Gamberaren alboak hermetikoki itxita daude, kautxuzko eraztun bidez, ganberaren goiko eta beheko plaketan finkatzen den Plexiglas zilindro batekin.
Ganbera oinarri sendo baten gainean jartzen da. Laginaren karga normala pisudun palanka baten bidez egiten da, gehienetan 1: 10. Ganbaran laginaren alboko presioa lortzeko sistema B masa likidoa duen botila batek osatzen du, hodi baten bidez, airearen presioa neurtzeko manometroa eta aire konprimitua duen botila baten bidez sartzen dena. Pistoiaren gainean konparagailu bat jartzen da lagina kargatzeko, laginaren askapena kargapean neurtzeko.
Ganberaren masa likidoaren alboko presioa nahieran egokitu daiteke B botilaren airearen presioa erabiliz, V1 eta V2 balbulen bidez. Presio horrek tentsio horizontalak eragiten ditu σ2 eta σ3 laginetan, laginaren sekzio zirkularra dela eta berdindu egiten direnak σ2 = σ3.
Masa likidoa ura destilatua edo olioa izan daiteke, hobeto zigilatzeko, ura pasa baitaiteke torlojuetatik. B botilako aire-presioaren eraginez, masa likidoak ganbera betetzen du V6 balbularaino, eta gero ixten da. Laginaren P karga bertikalak, zeina laginaren ia marruskadurarik gabe transferitzen den pistoiaren heldulekuaren bidez, A laginaren ebakidura-eremuarekin zatituta σ1 = P/A
Konpresio triaxialaren proba egitea
Proba-laginarentzat, aparteko aparatu batean prozesatzen da, 36 mm-ko diametroa duen arrabol bat, 78 mm edo 90 mm-ko altuera lortzen da, zeinaren gainean iragazkia harriak jartzen dira goitik eta behetik eta gomazko mintz bat jartzen da. Ondoren, lagina iragazki-harriekin batera, ganbaran dagoen standean jartzen da, muturrak, gomazko mintzak standaren eta kargatzeko pistoiaren gainean jartzen dira eta gomazko eraztunekin bermatzen dira. Zenbait laborategiren praktikaren arabera, Londresko Skempton irakaslea adibidez, proban zehar ganbaran laginaren hustuketa bizkortzen da laginaren alboak iragazki-paperarekin forratuz, gomazko mintza tiratu aurretik jartzen dena. Lagina aparatuan sartzen denean eta Plexiglas zilindroa goiko eta beheko plaketan finkatzen denean, probak egiteko aukera dago, hainbat modutara egin daitezkeenak, hala nola:
-
Drainatzerik gabeko saiakuntzak. Saiakuntza hauetan, laginaren hustuketa ez da onartzen alboko eta bertikaleko saiakuntzaren aplikazioan, V4 eta V5 balbulak itxita dauden bitartean.
-
Drainatzerik gabeko probak finkapenarekin. Alboko presioa aplikatzean, lagina xukatu egiten da (V4 eta V5 balbulak irekita daude), presio bertikala aplikatzean, berriz, drainatzerik ez da onartzen (V4 eta V5 itxita daude).
3_) Xukatutako laginak_. Lagina probak irauten duen guztian hustu egiten da (V4 eta V5 balbulak irekita daude), sendotze osoa gerta dadin eta σ1 presio bertikala aplikatzean poroetan ur tentsiorik sortu ez dadin. Proba honek denbora luzea hartzen du, batez ere lurzoru iragazkor gutxirekin, σ1 karga bertikala etapa txiki ugaritan egin behar delako eta fase bakoitzean sendotzea itxaron behar delako. Horrez gain, aipatutako probak lagin saturatu eta partzialki ase_tuekin egin daitezke._
Aipatutako aukerak ikusita, konpresio triaxialaren probak hainbat aldaeratan egin daitezke eta karga-baldintzetan lur motaren arabera egokitu.
Deskribatutako gailuak, prozedurak, unitateak, balioak eta ereduak iturri historiko batetik transferitzen dira. Testua ez da azterketa geoteknikoa, laborategiko protokoloa, zimenduen proiektua, ezpondaren egonkortasunaren froga edo indusketa plana. Laginaren eta saiakuntza-metodoaren aukeraketa, drainatze- eta finkapen-egoera, lurpeko urak, karga-erregimena, eragin sismikoak eta indusketa-segurtasuna lurzoru eta eraikin zehatzerako zehaztu beharko dira, indarrean dagoen araudiaren arabera, dagokion laborategiarekin eta baimendutako aditu geoteknikoarekin.