Argyfekspertynhâld: it artikel behâldt in histoarysk oersjoch fan geotechnyske begripen, formules en laboratoariumprosedueres. It is gjin geotechnyske stúdzje, wâlûntwerp, ferdichtingsspesifikaasje, plan foar kwaliteitskontrôle, of ferfanging foar de hjoeddeistige standert. Boaiemparameters, apparatuer, ferdichtingsenerzjy, akseptaasjekritearia en feilige wurkmetoaden wurde bepaald troch in autorisearre geotechnyske yngenieur en in akkrediteare laboratoarium basearre op ’e spesifike boaiem en objekt.
Hjoed is Savo Kusić rjochte op houten finsters, hout-aluminium finsters, oanpaste finsters, doar en oanfragen foar offerte. Dit artikel bliuwt as technysk argyf en fertsjintwurdiget gjin oanbod fan geotechnysk ûntwerp, testen of útfiering fan ierdewurken.
Ferdichting fan losse grûn
Ferpakking fan losse boaiem hinget ôf fan ’e grutte en foarm fan fêste dieltsjes, lykas ek fan har struktuer. Yn it gefal fan ûnbûne grûn binne d’r bepaalde grinzen wêryn de wearden fan porositeit n en porositeitskoëffisjint e foar de seldsumste en tichtste struktuer bewege.
As it net-bûnte materiaal droech wurdt en stadichoan yn in beker getten wurdt, sadat it by it jitten net kompakt wurdt, wurdt de seldsumste struktuer krigen. Dizze struktuer komt oerien mei de porositeitskoëffisjint emax, waans wearde foar sân yn ’e oarspronklike tekst binnen de grinzen is:
emax =0,7-1,0.
As itselde materiaal yn tinne lagen yn in beker getten wurdt en elke laach wurdt ramd mei in houten hamer oant it folume konstant is, dus oant it ophâldt te setten ûnder tamping, wurdt de dichtste struktuer krigen. It komt oerien mei de porositeitskoëffisjint emin, waans wearde foar sân is:
emin = 0,45–0,65.
De ferdichting fan ûnbûne grûn wurdt útdrukt troch de relative ferdichting ID, in koëffisjint dy’t de graad fan ferdichting fan ’e boaiem toant yn relaasje ta de heechste ferdichting:
wêr’t e de boaiemporositeitskoëffisjint is yn ’e natuerlike tastân fan ferdichting. De definitive wearden fan ’e relative tichtheid binne:
- foar de seldsumste struktuer e = emax; ID =0;
- foar de tichtste struktuer e = emin; ID =1.
It kritearium foar ferdichting fan sângrûn neffens Terzaghi yn ’e oarspronklike tekst lêst:
- tin komprimearre sân: ID =0-1/3;
- medium kompakt sân: ID =1/3–2/3;
- ticht ferpakt sân: ID =2/3-1.
Yn it gefal fan wâlen op diken en wâlen fereasket de tekst ID =2/3-1.
Yn stee fan de foarige foarm kin de ferhâlding fan folumes brûkt wurde:
dêr’t V it folume is fan it ûnfersteurde boaiemmonster, Vmax it folume is fan deselde hoemannichte grûn yn ‘e steat fan minste ferdichting, en Vmin is it folume fan deselde hoemannichte boaiem yn’ e steat fan maksimale ferdichting.
** Limyt fan tapassing:** histoaryske klassifikaasjes en betingsten meie net direkt wurde oerdroegen oan it projekt of bouplak. Boaiemtype, samplingmetoade, stekproefbetingst, jildende standert en projekteasken kinne de metoade en kritearia feroarje.
Ferdichting fan ferbûne boaiem
Mei bûnte boaiem hinget ferdichting net allinich ôf fan ’e grutte en foarm fan fêste yngrediïnten en har struktuer, mar ek fan gearhing. Troch de gearhing sitte de fêste dieltsjes oaninoar fêst, sadat wetter út de poaren by ferdichting folle dreger is as by ûnbûne grûn, wêrfan de dieltsjes makliker bewege ûnder lading.
By it kompaktjen fan bûnte boaiem is de hoemannichte wetter fan grut belang. Troch tamping wurdt wetter út ’e poaren twongen en nimt de dikte fan ’e wetterfilm ôf; porosity nimt ôf, en skuor sterkte en bulk tichtens tanimme. Hoe heger de tichtheid, hoe mear fêste stoffen en minder poarjes per ienheid folume. Dizze ferhâlding waard oannommen as basis foar it evaluearjen fan de ferdichting fan bûnte boaiem. Ferdichtingskontrôle yn ’e tekst wurdt útfierd mei droech volumetrysk gewicht:
γd = Wd / V [N/cm3]
dêr’t Wd it gewicht is fan in folslein droege boaiemmonster yn N, en V is it folume fan itselde stekproef yn in kompakte steat foar it droegjen, yn cm3.
Proctor’s Trial
Proctor’s test tsjinnet om de relaasje te bepalen tusken de hoemannichte wetter yn ’e boaiem en har ferdichting. It bepaalt de optimale luchtvochtigheid, dus de fochtigens wêrby’t de ferpakte grûn it maksimale droege volumetryske gewicht jout foar in opjûne ferdichtingsenerzjy.
Histoarysk beskreaun Proctor’s apparaat (Fig1) bestiet út in metalen silinder mei in binnendiameter Ø =10 cm, hichte12 cm(ôfbylding1_a_), in fuortsetting fan in silinder fan deselde hichte diameter10 cm(ôfbylding1_b_) en metalen stamper diameter5 cm, gewicht2,5N, yn in silindryske gids mei in wat gruttere diameter. De gids is iepen oan ‘e legere ein en sluten oan’ e boppeste ein, mei in wat bredere iepening foar de ramstiel om troch te gean (foto1_c_). It legere ein fan ’e silinder wurdt pleatst op in gruttere metalen plaat en fêstmakke ûnder tamping.
It probleem wurdt droege neffens de oarspronklike proseduere en sied troch in syf5 mmom de ynfloed fan grutte kerrels te foarkommen. It wurdt dan mingd mei in hoemannichte wetter dy’t net sa folle wêze moat dat it monster musich wurdt, noch sa lyts dat it monster net ferwurke wurde kin. Earst in laach mei in hichte fan ca8 cmyn in uncompacted steat en rammed mei25stroken evenredich ferdield oer it oerflak. De ynfloed wurdt útfierd troch frije fal fan ’e mallet fan in hichte30 cm. In nije laach dikte wurdt tapast8 cm, charges mei nije25hits en werhellet it proses mei de tredde laach. Nei it foltôgjen wurdt de útwreiding fuortsmiten, it oerflak fan ‘e stekproef wurdt ôfstimd mei de râne fan’ e legere silinder, en de oerstallige boaiem wurdt fuorthelle. In stekproef fan kompakte boaiem wurdt dan fuorthelle en de droege bulkdichtheid γd en fochtynhâld w wurde bepaald.
Ofbylding1- Proctor’s eksperimint.
It eksperimint wurdt 5 oant 6 kear werhelle, altyd mei farsk, ûnbehannele materiaal út deselde stekproef, mar mei in oare hoemannichte wetter, om ferskillende wearden te krijen foar γd en w. Boaiemvocht w wurdt tapast op ‘e abscissa fan it diagram, en droech volumetrysk gewicht γd op’ e ordinate (ôfbylding 2). De ferbûne punten jouwe in krom dy’t sjen lit dat de droege bulkdichtheid earst mei focht ta in maksimum nimt en dan ôfnimt. De luchtvochtigheid wopt dy’t oerienkomt mei de maksimale droege bulkdichte max γd wurdt de optimale humidity neamd. Yn ’e tekst wurdt akseptearre dat by dizze fochtigens de heechste ferdichting berikt wurdt foar in opjûne ferdichtingsenerzjy. De op dizze manier útfierde test wurdt standard Proctor’s test neamd.
Figure 2 — Proctor diagram.
** Laboratoariumfeiligens en standert: ** Ofmjittings fan apparaten, massa en drip fan stamper, oantal lagen en ympakt en sample tarieding binne hjir oerdroegen histoaryske gegevens, gjin standalone ynstruksje. In jildige proseduere moat de passende standert en laboratoariumplan definiearje. Droege, sifting en tamping drage risiko’s fan stof, fleanende dieltsjes, knypjen en skea oan; goede apparatuer, beskerming en in oplaat operator binne fereaske.
Effekt fan korrelgrutte boppe 5 mm
Yn ’e oarspronklike tekst wurdt oanjûn dat korrels grutter dan 5 mm gjin signifikante ynfloed hawwe as se oant 25% fan ’e totale massa meitsje. As d’r mear binne as 25%, moat har ynfloed yn rekken brocht wurde troch it berekkenjen fan it droege volumetryske gewicht fan it mingsel mei de proporsjonaliteitsmetoade of de wizige Proctor-test.
Berekkening troch proporsjonaliteitsmetoade
Neffens dizze metoade wurdt it droege volumetryske gewicht fan it grûnmateriaal mingsel γdm berekkene op basis fan ’e proporsjonele fertsjintwurdiging fan granen oer en ûnder grutte.5 mm:
wêr is:
- γd - droech volumetrysk gewicht fan it materiaal dat troch de skermiepening gie5 mm;
- γsc - folumegewicht fan fêste dieltsjes oerbleaun op it iepeningsskerm5 mm;
- m - persintaazje fan gewicht fan it materiaal oerbleaun op ’e sieve iepening5 mmyn relaasje ta de hiele massa.
Modified Proctor test
Neffens de ûnderfiningen fan it US Bureau of Reclamation oanhelle yn ’e oarspronklike tekst, as korrels grutter dan5 mmmeitsje oer1/3nei2/3fan ‘e totale massa fan’ e boaiem, moat de test útfierd wurde mei de totale massa. Sûnt it is net mooglik om te dwaan dit mei súkses yn in silinder fan diameter10 cm, in silinder mei gruttere diameter wurdt brûkt yn ’e saneamde modified Proctor test. De tekst beskriuwt in silinder fan diameter15,2 cmen hichte23,2 cm, wêryn de stekproef kwantiteit5,5kp foltôget trije likernôch lykweardige lagen mei po50slacht mei in swiere hammer4,53kp en drop hichte45,7 cm. As de stekproef befettet granen oant20 mm, de test wurdt útfierd mei ûnfersteurd materiaal. As it befettet granen grutter as20 mm, it bedrach fan5,5kp fan de stekproef wurdt sifted troch in sieve fan20 mm, en ferfangt de rest op ’e sieve mei materiaal fan deselde grutte5-20 mm.
Neist de proseduere dy’t op dizze manier beskreaun wurdt, wurdt yn ‘e tekst elke metoade fan prestaasjes dy’t ferskilt fan’ e standert ek wol in wizige Proctor-test neamd.
Ferpakking enerzjy
De kompakteringsenerzjy fan ‘e stekproef yn’ e Proctor-silinder kin útdrukt wurde troch de fergeliking, wêrby’t N it oantal hammerslaggen is, h de hichte fan ’e hammerdrip yn m, W is it gewicht fan ’e hammer yn Mp (megapond), en V is it folume fan ’e stekproef yn m3.
Mei in tanimming fan kompakteringsenerzjy wurdt gruttere ferdichting fan ‘e stekproef berikt, syn porositeit, dat wol sizze de hoemannichte wetter yn’ e boaiem, nimt ôf, en it droege folumegewicht nimt ta. Foar kompakte enerzjy E1, E2, E3en E4de oerienkommende Proctor plots yn de figuer wurde krigen3. Alle diagrammen begjinne asymptotysk mei in sêdingsdiagram, ek wol in diagram neamd0%lucht poarjes as alle poaren binne fol mei wetter, ie5%fan lucht poarjes as it is95%poarjes fol mei wetter.
Ofbylding3- Proctordiagrammen foar ferskate kompakteringsenerzjes.
In saturaasjediagram kin konstruearre wurde troch plotting op ’e abscissa w = wz = n / γs(1-n), en op de ordinaat γd = γs(1-n), wêrby’t n de porositeit fan ‘e boaiem is, en γs is it volumetrysk gewicht fan fêste dieltsjes fan’ e opjûne boaiem. Dêrút folget dat de ferdichtingsenerzjy oanpast wurde kin om de winske ferdichting te krijen. Om de ferdichting fan natuerlike boaiem of in ferdichte wâl te kontrolearjen, wurdt de ferdichtingsyndeks Iz faak oannommen yn ‘e tekst, de ferhâlding fan it droege volumetryske gewicht fan’ e opjûne boaiem of wâl γd oant it volumetryske gewicht dat wurdt krigen troch Proctor γp:
Iz = γd / γp.
** Untwerp en kontrôle op it fjild:** de laboratoariumkromme allinich befêstiget de kwaliteit fan ’e ôflaat laach net. Sampling, laachdikte, type en oantal masinepassaazjes, fochtigens, fjildmjittingen, draachkapasiteit, ôfwettering, neistlizzende struktueren en ûndergrûnske ynstallaasjes moatte wurde opnommen yn it ûntwerp- en kontrôleplan. Kom net oan it wurkgebiet fan ’e roller as oare masines sûnder organisearre sinjalearring en tagongskontrôle.