Hjoed is Savo Kusić rjochte op houten finsters, hout-aluminium finsters, oanpaste finsters, doar en oanfragen foar offerte. Dizze tekst bliuwt as geotechnysk argyf en is gjin oanbod foar laboratoariumtesten, geotechnysk ûntwerp of ierdwurk.
D’r binne ferskate manieren om de eleminten fan ynterne boaiemresistinsje, gearhing en de hoeke fan ynterne wriuwing te bepalen mei laboratoariumtests, wêrby’t de direkte skuorje test en de triaxiale kompresje test de meast ferneamde binne.
Direkte skearûnderfining
De test wurdt útfierd op in apparaat mei in rjochthoekige seksje fan type A. Casagrandea of op in sirkulêr apparaat fan it type Hvorsleva. Wy sille beskriuwe it eksperimint mei it apparaat fan rjochthoekige seksje, dat is it meast brûkte. Yn beide gefallen wurdt de test útfierd mei in ûnfersteurde stekproef, of mei in fersteurde stekproef op it opbringstpunt, wêrby’t de test in ferlykjende wearde hat.
Apparaat foar direkte skuorre fan in rjochthoekige seksje (fig. 1)
Fig. 1_Dwarssneed fan Casagrande’s direkte skearapparaat_
It apparaat bestiet út twa dielen, it boppeste en ûnderste frame, wêrby’t de legere statysk is, wylst de boppeste beweechber is en kin wurde ferpleatst op ’e legere ûnder ynfloed fan ’e horizontale krêft Z, dy’t wurket op it kontaktflak fan ’e boppeste en legere frame.
De boaiemmonster wurdt pleatst yn in stielen rjochthoekige ring, meastentiids fan ’e grutte 100 × 100 × 30 mm, of dy dimensjes as se krekt skrape. Filterstiennen wurde pleatst oer de boppe- en ûnderkant fan ‘e stekproef, en dan wurdt alles yn’ e ring fan it apparaat pleatst, dat dan fol mei wetter. In apparaat foar fertikale laden wurdt pleatst op it stekproef. De boppeste filterstien is ferbûn mei it systeem fan fertikale laden fan it monster, wylst de ûnderste is ferbûn mei wetterkanalen, wêrmei’t it monster yn ’e test yn in verzadigde steat hâlden wurde kin, om skynbere gearhing út te sluten.
Om wriuwing op ’e kontaktflakken tusken it boppeste en ûnderste frame út te sluten, binne d’r apparaten mei it boppeste frame ferdraaid, wêrmei’t it boppeste frame beweecht ûnder it effekt fan horizontale skuorkrêft. Dêrnjonken binne de kontaktflakken fan ’e boppeste en legere frame bedekt mei petroleumjelly. In oare 2-fergeliker foar it registrearjen fan fertikale en horizontale deformaasjes is opnommen yn it apparaat.
Direkte skuortests útfiere
Der binne meast2soarten direkte skuortest: fast en slow test. De quick test bestiet út it laden fan it stekproef mei in bepaalde fertikale druk, dy’t meastal bedraacht0,50;1,0;2,0;3,0en4,0kp/cm2, wachtsje op de konsolidaasje, dy’t wurdt oannommen te hawwen berikt as de delgong yn ’e tiid fan24oeren Δh ≤0,02 mm, en dan wurdt in horizontale skuorkrêft Z, fan grutte, tapast1/20of1/40diel fan ’e fertikale krêft P, dy’t elke minút ferheget mei deselde wearde oant de grûn brekt. By it tapassen fan ‘e horizontale skuorkrêft wurdt de beweging fan’ e boppeste frame konstant kontrolearre troch it lêzen op ‘e komparator en de horizontale deformaasjes wurde direkt foar elke nije lading opnommen yn’ e log. It momint, wêryn’t de komparator in hommels beweging toant, wurdt as grûnslach oannommen.
De rappe test wurdt tapast op klaaiige boaiem, wêrfan de natuerlike konsolidaasje ûnder in nije lading stadich is en komt oerien mei dizze metoade foar it útfieren fan ’e test.
Slow test wurdt útfierd op in fergelykbere wize as foarhinne mei it ienige ferskil dat de horizontale skuorkrêft nimt ta yn in langere tiid ynterfal, dat kin wêze 2, 5 en 15 mminuten of oant konsolidaasje, dus oant de horizontale deformations wurde folslein. De rin fan konsolidaasje ûnder it effekt fan horizontale krêft wurdt kontrolearre op ’e komparator 9 (fig. 1).
De stadige test wurdt tapast op sânige as stoffige boaiem, wêrby’t yn it gefal fan in ferheging fan ‘e horizontale skuorkrêft yn in koart tiidsinterval, it skuorjen fan’ e stekproef yn ‘e apparaat soe fersnelle fanwege it effekt fan beklamme wetter yn’ e poaren, dat soe net oerienkomme mei in natuerlik proses. Dêrom nimt it tiidsinterval ta mei de fynheid fan ’e ûnbûne boaiemdieltsjes, om sa lykwicht te meitsjen fan de wetterdruk yn ’e boaiempoarjes mei de eksterne wetterdruk. Dizze lykwicht wurdt berikt troch it litten fan genôch tiid ûnder it effekt fan elk nivo fan horizontale lading, sadat it oerstallige wetter yn ’e poaren útdrukt wurdt troch de filterstien.
Neist de neamde tests wurdt yn bepaalde gefallen in rappe test sûnder konsolidaasje ûnder fertikale lading útfierd, d.w.s. de horizontale skuorkrêft wurdt direkt tapast nei it ynfieren fan it monster yn it apparaat en it laden mei in fertikale lading. Dizze útfieringsmetoade wurdt lykwols tapast ûnder bysûndere omstannichheden, lykas it gefal fan in nij oanleine wâl makke fan klaaigrûn, dy’t fuort nei de wâl laden wurdt sûnder foarôfgeande ferdichting.
Bepaling fan de hoeke fan ynterne wriuwing en gearhing
Basearre op de testresultaten wurdt de skuorspanning
τ=Z/A yn kp/cm²,
dat wurdt krigen fan ’e skuorkrêft Z yn kp op it momint fan mislearring en it dwerstrochsneedgebiet fan ’e stekproef A yn cm². De test wurdt dien mei apparaten 3 oant 4 laden mei ferskillende normale druk σ=P/A yn kp/cm² wêrby P de fertikale lading fan it stekproef is yn kp. De folgjende wearden fan normale druk wurde normaal nommen: 1,0; 2,0; 3,0 en 4,0 kp/cm².
Fig. 2. Diagram fan horizontale deformaasjes
Basearre op it diagram fan ynterne friksje-eleminten wurde twa soarten diagrammen 1 en in diagram fan horizontale deformaasjes (fig. 2) krigen.
It diagram fan horizontale deformaasjes wurdt krigen troch it tapassen fan de horizontale ferpleatsing ΔL yn mm fan it boppeste frame fan it apparaat nei de legere op ‘e abscissa-as, dy’t wurdt krigen troch it lêzen fan’ e komparator 9, en op ’e ordinate-as de korrespondearjende skuorspanning _/cm_² yn kp. 2).
Ofhinklik fan boaiemferdichting wurdt it diagram 1 foar ferdichte en diagram 2 foar los materiaal krigen.
Foar in kompakt materiaal nimt de skuorspanning τ earst nochal skerp ta yn relaasje ta de horizontale ferpleatsing ΔL oant de limyt fan evenredichheid P, dan stadiger, wylst de kromme fan it diagram1nimt ta en berikt de maksimale hichte B, wêrnei’t it diagram foar in bepaalde lingte ôfnimt, om úteinlik in horizontale stream te berikken. De sône fan rjochte-line klimmen fan it horizontale deformaasjediagram, wêryn de ferheging fan skuorspanning evenredich is mei de tanimming fan deformaasje, wurdt oannommen dat it gebiet fan elastyske deformaasje is. Beyond de limyt P nimt de tanimming fan skuorspanning ôf neffens de tanimming fan deformaasjes ΔL oant it heechste punt B fan it diagram. Yn dizze sône begjint it materiaal te “streamen” en wurdt it oannommen as in gebiet fan plastyske deformaasje. It heechste punt fan B-diagram1stiet foar de maksimale skuorspanning max τ, en der wurdt fan útgien dat boaiembreuk op dit punt optreedt, d.w.s. dat punt B it brekpunt is. Beyond punt B, it materiaal is yn in floeibere steat, de shear sterkte nimt ôf, en der wurdt fan útgien dat yn dizze sône, dêr’t de ferbining tusken de dieltsjes wurdt brutsen, der is allinnich sliding ferset dy’t tsjinoer de horizontale shear krêft. Punt G dêr’t it diagram1passes yn de horizontale rjochting wurdt oannommen as de sliding limyt.
De skuorspanning by de fallimyt B wurdt de skuorsterkte of pure skuorsterkte τf neamd, wylst de skuorspanning by de opbringslimyt G de slipsterkte τg wurdt neamd.
Foar losse materiaal, de horizontale ferpleatsing diagram hat ek in elastyske regio mei evenredichheid limyt P, mar streamôfwerts is in plestik regio oant de slip limyt G, dat wol sizze de maksimale shear stress is gelyk oan de limyt sterkte, slip (τ=τg), dêrbûten de floeibere steat fan it materiaal.
Sl.3. Shear diagram, a) foar gearhingjende grûnen, b) foar ûnkoherinte grûnen
It skuordiagram wurdt krigen as de normale druk σ yn kp/cm wurdt tapast op de abscissa-as2, en op de ordinaat-as de oerienkommende skuorsterkte τf yn kp/cm2, wêr’t dizze beide wearden wurde tapast yn deselde skaal (Fig.3). Sûnt de skuorsterkte τf fan ’e boaiem nimt ta mei de normale druk σ, sil it foar ferskate druk σ1 krije punten A, B, C en D, dy’t de oerienkommende skuorsterkten fertsjintwurdigje.
Om yndividuele punten A, B, C en D op it diagram te krijen3foar gearhingjende boaiem (fig.3a), de slide sterkte _τ_g wurdt oannommen. Yn it gefal fan klaaiige boaiem begjint it materiaal lykwols te streamen lang foardat de glidelimyt G wurdt berikt, en d’r is in oanstriid om de skuorsterkte oan te nimmen oan ’e limyt fan evenredigens P om de gearhing c en de hoeke fan ynterne wriuwing fan ’e boaiem te bepalen, mar om’t it relatyf lyts is, wurdt de skuorsterkte wêrfoar de deformaasje ΔL faak oannommen op it diagram.2twa kear grutter as de deformation op it foarige poadium fan laden yn it apparaat. Dizze sterkte is earne tusken de grins fan P en B, dat is G (fig.2).
Ferbining fan punten A, B, C en D op diagram 76a jout in skeardiagram, dat is in rjochte line yn suksesfolle tests. Troch it diagram út te wreidzjen nei de krusing mei de ordinaat-as, foar σ = 0, wurdt op basis fan it Coulomb-patroan τf = c+σ tgϕ krigen dat τf = c = boaiemkohesion, wylst de helling fan it diagram nei de ynterne wriuwing de hoeke jout. Troch it útwreidzjen fan it skuordiagram oan ‘e oare kant fan’ e ordinaat-as, wurdt de spanning troch gearhing pk krigen op ’e abscissa-as, as de grutte fan gearhing c wurdt útdrukt as it ekwivalint fan friksjonele wjerstân:
c = pk tgϕ, wêrfan pk = c/tgϕ
Foar inkoherinte grûnen, lykas sân, is it diagram yn fig. 3b, dy’t troch de koördinaatoarsprong giet, om’t wy foar σ = 0 τ = 0 krije. As it sân lykwols fynkorrelig en wiet is, is in diagram fergelykber mei dy yn fig. 3a, mei in lytsere gearhing c, dy’t skynbere gearhing stiet. Yn dat gefal stiet de spanning pk op ’e útwreide abscissa-as oan ’e oare kant fan ’e koördinateoarsprong de kapillêre spanning foar.
It moat opmurken wurde dat de bepaling fan boaiemgearhing en wriuwing troch direkte skuortesten ferskate neidielen hat, wêrfan de wichtichste binne dat boaiemfal op in foarbeskaaide skuorflak optreedt en net op it oerflak fan minste skuorresistinsje, dat by it skuorjen fan it monster yn it apparaat, de boppeste nei it skuorflak wurdt fermindere fan ‘e boppeste nei it frame oerflak fan’ e deformaasjes fan it stekproef by it skuorjen kinne allinich oer in koarte lingte kontrolearre wurde, sadat de skuorresistinsje bûten de limyt net genôch brekken kin kontrolearje, benammen yn it gefal fan sêfte boaiem as deformaasjes by it skuorjen grut binne, ensfh.
Triaxiale kompresjetest
De test wurdt útfierd op in triaxiale apparaat, dat ferskate konstruksjes hat, mar allegear binne basearre op itselde prinsipe, dat is as folget. De ûnfersteurde stekproef yn ‘e foarm fan in roller wurdt fertikaal op’ e tribune pleatst en bleatsteld oan ‘e laterale druk fan’ e floeibere massa fan alle kanten en dan oan ‘e fertikale druk, dy’t stadichoan ferheget, oant breuk fan’ e stekproef wurdt feroarsake op it oerflak fan minste skuorresistinsje. Op grûn fan de skuorsterkte by breuk wurde de gearhing en de hoeke fan ynterne wriuwing fan de boaiem berekkene.
Beskriuwing fan triaksiaal apparaat
Fig. 4. Triaxial apparaat
De triaxiale apparaat (fig. 4) bestiet yn it legere diel fan ‘e basisplaat fan’ e keamer, dêr’t de stekproef stiet, en yn it boppeste diel fan ’e piston foar fertikale laden fan it probleem en de boppeste plaat dy’t de keamer slút. De meast foarkommende sample ôfmjittings binne diameter ϕ=36 mm, hichte h=2,2-2,5_ϕ_. De diameter fan de keamer is D=135mm, hichte H = 180 mm. In smelle buis K1 foar it ôfwetterjen fan it stekproef fan ‘e boaiem begjint út it sintrum fan’ e stekproef, dy’t wetter ûntfangt fan ’e stekproef troch in poreuze plaat en drainet it bûten de keamer yn in fertikale glêzen buis C1. As de test wurdt útfierd sûnder it probleem te drainearjen, tsjinnet dit kanaal om de wetterdruk yn ’e poaren te mjitten. Yn ‘e brûnzen basis fan’ e keamer is d’r in kanaal K2 foar it leverjen fan floeibere massa om de keamer te foljen en laterale druk yn ‘e keamer op’ e stekproef te berikken.
Troch de boppeste plaat fan ’e keamer giet de pistonhandgreep foar it laden fan it monster. De stekproef yn ’e keamer wurdt omjûn troch in rubberen membraan, dat wurdt útwreide oan beide einen en is ferbûn mei de piston en de basis troch middel fan rubberen ringen. Yn ‘e midden fan’ e piston is d’r in kanaal K3 foar it ôfwetterjen fan it monster fan ’e boppekant.
De kanten fan ‘e keamer binne hermetysk ôfsletten mei in Plexiglas-silinder dy’t fia rubberringen oan’ e boppeste en ûnderste platen fan ’e keamer fêstmakke is.
De keamer wurdt pleatst op in fêste basis. It normale laden fan ’e stekproef wurdt dien fia in lever mei gewichten, wêrfan de ferhâlding meast 1: 10 is. It systeem foar it realisearjen fan laterale druk op it probleem yn ‘e keamer bestiet út in flesse mei floeibere massa B, dy’t troch in buis yn’ e keamer brocht wurdt, in manometer foar it mjitten fan luchtdruk en in flesse mei komprimearre loft. In komparator wurdt pleatst boppe de piston foar it laden fan de stekproef te mjitten de delsetting fan it stekproef ûnder load.
De laterale druk fan ‘e floeibere massa yn’ e keamer kin nei wille oanpast wurde mei de loftdruk yn ’e flesse B, fia de kleppen V1 en V2. Dizze druk feroarsaket horizontale spanningen yn ’e stekproef σ2 en σ3, dy’t troch it sirkulêre diel fan it stekproef lykmakke wurde σ2 = σ3.
De floeibere massa kin destillearre wetter of oalje wêze, wat de foarkar is foar bettere sealing, om’t wetter troch de skroeven kin passe. Under ynfloed fan luchtdruk yn flesse B folt de floeibere massa de keamer oant klep V6, dy’t dan slút. De fertikale lading fan de stekproef P, dy’t hast frictionlessly oerbrocht nei it stekproef fia de piston handgreep, dield troch it dwerstrochsneed gebiet fan ’e stekproef A jout de fertikale spanning σ1 = P/A
Triaxiale kompresjetest útfiere
Foar it testmonster wurdt it yn in apart apparaat ferwurke, sadat in roller mei in diameter fan 36 mm, in hichte fan 78 mm of 90 mm wurdt krigen, wêrop filterstiennen fan boppen en ûnderen pleatst wurde en in rubberen membraan wurdt pleatst. Dan wurdt it monster tegearre mei de filterstiennen op ‘e tribune yn’ e keamer pleatst, de úteinen, de rubbermembranen wurde oer de tribune en de laadzuiger lutsen en befeilige mei rubberringen. Neffens de praktyk fan bepaalde laboratoaria, lykas prof. Skempton yn Londen, wurdt it ôfwetterjen fan it probleem yn ’e keamer tidens de test fersneld troch de kanten fan it probleem te beklaaien mei filterpapier, dat pleatst wurdt foardat it rubbermembraan oanlutsen wurdt. As it stekproef wurdt yntrodusearre yn it apparaat en de Plexiglas silinder wurdt fêstmakke yn de boppeste en ûnderste platen, is it mooglik om te fieren testen, dat kin wurde útfierd op ferskate manieren, lykas de folgjende:
-
Undrainearre tests. Yn dizze tests is it ôfwetterjen fan it monster net tastien tidens de tapassing fan ’e laterale en fertikale test, wylst kleppen V4 en V5 sletten binne.
-
Undrainearre tests mei konsolidaasje. By it tapassen fan laterale druk wurdt de stekproef drained (kleppen V4 en V5 binne iepen), wylst by it tapassen fan fertikale druk drainage net tastien is (V4 en V5 binne sletten).
3_) Drained samples_. It stekproef wurdt drained foar de hiele doer fan ‘e test (kleppen V4 en V5 binne iepen), sadat folsleine konsolidaasje optreedt en gjin stressed wetter wurdt makke yn’ e poaren by it tapassen fan fertikale druk σ1. Dizze test duorret lang, benammen by min permeabele grûn, om’t de fertikale laden σ1 yn in grut tal lytse stadia útfierd wurde moat en yn elk stadium op konsolidaasje wachte wurde moat. Derneist kinne de neamde testen útfierd wurde mei saturated en partially saturated samples_._
Mei it each op de hjirboppe neamde mooglikheden kinne triaxiale kompresjetests yn ferskate farianten útfierd wurde en oanpast wurde neffens it type boaiem ûnder ladingsomstannichheden.
De apparaten, prosedueres, ienheden, wearden en patroanen beskreaun wurde oerdroegen fan in histoaryske boarne. De tekst is gjin geotechnyske stúdzje, laboratoariumprotokol, stiftingsprojekt, bewiis fan hellingsstabiliteit of ôfgravingsplan. De kar fan stekproef en testmetoade, steat fan ôfwettering en konsolidaasje, grûnwetter, ladingsregime, seismyske ynfloeden en ôfgravingsfeiligens moatte wurde bepaald foar de spesifike boaiem en gebou, neffens hjoeddeistige regeljouwing, mei it passende laboratoarium en autorisearre geotechnyske saakkundige.