Inniu, tá Savo Kusić dírithe ar fuinneoga adhmaid, fuinneoga adhmaid-alúmanam, fuinneoga saincheaptha, doras agus iarratais ar luachan. Fanann an téacs seo mar chartlann gheoiteicniúil agus ní tairiscint é le haghaidh tástála saotharlainne, dearadh geoiteicniúil nó créfoirt.
Tá roinnt bealaí ann chun na heilimintí a bhaineann le friotaíocht inmheánach ithreach, comhtháthú agus uillinn an fhrithchuimilte inmheánaigh a chinneadh ag baint úsáide as tástálacha saotharlainne, ina measc tá an tástáil shear_díreach agus an tástáil triaxial compression na cinn is cáiliúla.
Taithí lomadh díreach
Déantar an tástáil ar ghaireas le cuid dronuilleogach de chineál A. Casagrandea nó ar ghaireas ciorclach den chineál Hvorsleva. Déanfaimid cur síos ar an turgnamh leis an bhfeiste den alt dronuilleogach, is é sin an ceann is mó a úsáidtear. Sa dá chás, déantar an tástáil le sampla nach gcuirtear isteach air, nó le sampla suaite ag an bpointe toraidh, agus sa chás sin tá luach comparáideach ag an tástáil.
Gaireas chun cuid dronuilleogach a lomadh go díreach (fig. 1)
Fíor. 1_Trasghearradh de ghaireas lomadh díreach Casagrande_
Tá an gléas comhdhéanta de dhá chuid, an fráma uachtair agus íochtair, áit a bhfuil an ceann íochtair statach, cé go bhfuil an ceann uachtarach soghluaiste agus is féidir é a bhogadh ar an gceann íochtair faoi thionchar an fhórsa cothrománach Z, a fheidhmíonn ar phlána teagmhála an fhráma uachtair agus íochtair.
Cuirtear an sampla ithreach i bhfáinne dronuilleogach cruach, de ghnáth ar mhéid 100 × 100 × 30 mm, nó na toisí sin nuair a scríobtar go cruinn iad. Cuirtear clocha scagaire thar bharr agus bun an tsampla, agus ansin cuirtear gach rud i bhfáinne an ghaireas, a líonadh le huisce ansin. Cuirtear feiste le haghaidh luchtú ingearach ar an sampla. Tá an chloch scagaire uachtarach ceangailte le córas luchtú ingearach an tsampla, agus tá an ceann íochtair ceangailte le bealaí uisce, trína bhféadfar an sampla a choinneáil i stát sáithithe le linn na tástála, chun comhtháthú dealraitheach a eisiamh.
Chun frithchuimilt a eisiamh ar na dromchlaí teagmhála idir an fráma uachtarach agus íochtair, tá feistí ann a bhfuil an fráma uachtarach twisted, trína mbogann an fráma uachtair faoi éifeacht fórsa lomadh cothrománach. Ina theannta sin, tá dromchlaí teagmhála an fhráma uachtair agus íochtair brataithe le glóthach peitriliam. Tá comparadóir 2 eile chun dífhoirmíochtaí ingearacha agus cothrománacha a chlárú san áireamh san fheiste.
Tástálacha lomadh díreach a dhéanamh
Tá den chuid is mó2cineálacha tástála lomadh díreach: fast agus slow test. Is éard atá sa tástáil quick ná an sampla a luchtú le brú ingearach áirithe, arb ionann é de ghnáth0,50;1,0;2,0;3,0agus4,0kp/cm2, fanacht ar an comhdhlúthú, a glactar leis a bheith bainte amach má tá an turnamh i rith an ama24uair Δh ≤0,02 mm, agus ansin cuirtear fórsa lomadh cothrománach Z, de mhéid, i bhfeidhm1/20nó1/40cuid den fhórsa ingearach P, a ardaíonn gach nóiméad faoin luach céanna go dtí go bhriseann an talamh. Le linn an fórsa lomadh cothrománach a chur i bhfeidhm, déantar monatóireacht leanúnach ar chúrsa gluaiseachta an fhráma uachtair trí léamh ar an gcomparadóir agus taifeadtar na dífhoirmíochtaí cothrománacha sa log díreach roimh gach ualach nua. Glactar leis an nóiméad, ina léiríonn an comparadóir gluaiseacht tobann, mar bhriseadh talún.
Cuirtear an tástáil tapa i bhfeidhm ar ithreacha cré, a bhfuil a gcomhdhlúthú nádúrtha faoi ualach nua mall agus a fhreagraíonn don mhodh seo chun an tástáil a dhéanamh.
Slow ar an mbealach céanna agus a rinneadh roimhe seo leis an aon difríocht amháin go n-ardóidh an fórsa lomadh cothrománach in eatramh ama níos faide, ar féidir 2, 5 agus 15 mminutes a bheith ann nó go dtí comhdhlúthú, i.e. go dtí go n-éireoidh na dífhoirmíochtaí cothrománacha ina n-iomláine. Déantar monatóireacht ar chúrsa an chomhdhlúthaithe faoi éifeacht fórsa cothrománach ar an gcomparadóir 9 (fig. 1).
Cuirtear an tástáil mall i bhfeidhm ar ithir ghainmheach nó dusty, i gcás méadú ar an bhfórsa lomadh cothrománach i dtréimhse ghearr ama, go luathódh lomadh an tsampla sa ghaireas mar gheall ar éifeacht uisce faoi strus sna pores, rud nach gcomhfhreagródh do phróiseas nádúrtha. Mar sin, méadaíonn an t-eatramh ama le míne na gcáithníní ithreach neamhcheangailte, ionas gur féidir an brú uisce sna pores ithreach a chothromú leis an mbrú uisce seachtrach. Baintear an cothromú seo amach trí go leor ama a fhágáil faoi éifeacht gach leibhéal ualach cothrománach, ionas go mbeidh an t-uisce breise sna pores brú amach tríd an gcloch scagaire.
Chomh maith leis na tástálacha a luaitear, i gcásanna áirithe déantar tástáil tapa gan comhdhlúthú faoi ualach ingearach, ie cuirtear an fórsa lomadh cothrománach i bhfeidhm díreach tar éis an sampla a thabhairt isteach sa ghaireas agus é a luchtú le ualach ingearach. Mar sin féin, cuirtear an modh forghníomhaithe seo i bhfeidhm faoi choinníollacha speisialta, mar shampla claífort nua-shuiteáilte déanta as ithir chré, a luchtaítear díreach tar éis claífort gan dhlúthú roimh ré.
Uillinn na frithchuimilte agus an chomhtháthaithe inmheánaigh a chinneadh
Bunaithe ar thorthaí na tástála, ríomhtar an strus lomadh
τ=Z/A i kp/cm²,
a fhaightear ón bhfórsa lomadh Z i kp tráth na teipe agus achar trasghearrtha an tsampla A ina cm². Déantar an tástáil le gaireas 3 go 4 atá luchtaithe le gnáthbhrú difriúil σ=P/A i kp/cm² áit arb é P ualach ingearach an tsampla i kp. Glactar na luachanna gnáthbhrúnna seo a leanas de ghnáth: 1,0; 2,0; 3,0 agus 4,0 kp/cm².
Fíor. 2. Léaráid de dhífhoirmíochtaí cothrománacha
Bunaithe ar léaráid na n-eilimintí frithchuimilte inmheánacha, faightear dhá chineál léaráide 1 agus léaráid de dhífhoirmíochtaí cothrománacha (fig. 2).
Faightear léaráid de dhífhoirmíochtaí cothrománacha tríd an díláithriú cothrománach ΔL i mm de fhráma uachtarach an fheiste a chur i bhfeidhm ar an gceann íochtair ar an ais abscissa, a fhaightear tríd an gcomparadóir 9 a léamh, agus ar an ais chomhordanáideach an strus lomadh comhfhreagrach τ i kp/fig. 2).
Ag brath ar chomhdhlúthú na hithreach, faightear an léaráid 1 le haghaidh dlúthaithe agus léaráid 2 d’ábhar scaoilte.
Maidir le hábhar comhdhlúite, méadaíonn an strus lomadh τ ar dtús sách géar maidir leis an díláithriú cothrománach ΔL suas go dtí teorainn na comhréireachta P, ansin níos moille, ina n-ardóidh cuar na léaráide 1 agus go sroicheann sé uasairde B, agus ina dhiaidh sin laghdaítear an léaráid thar sreafa áirithe, go dtí deireadh sreafa áirithe. Glactar leis gurb é crios dreapadóireachta líne dhíreach an léaráid dífhoirmithe cothrománach, ina bhfuil an méadú ar an strus lomadh comhréireach leis an méadú ar dhífhoirmiú, an limistéar dífhoirmithe leaisteacha. Taobh amuigh den teorainn P, laghdaítear an méadú ar strus lomadh de réir an mhéadaithe ar dhífhoirmíochtaí ΔL suas go dtí an pointe B is airde den léaráid. Sa chrios seo, tosaíonn an t-ábhar “sreabhadh” agus glactar leis mar limistéar dífhoirmithe plaisteach. Seasann an pointe B is airde den léaráid 1 don uasstrus lomadh τ, agus glactar leis go dtarlaíonn bristeadh ithreach ag an bpointe seo, i.e. gurb é B an pointe briste. Níos faide ná pointe B, tá an t-ábhar i stát leachtach, laghdaítear an neart lomadh, agus glactar leis sa chrios seo, ina bhfuil an nasc idir na cáithníní briste, nach bhfuil ach friotaíocht sleamhnáin ann a chuireann i gcoinne an fhórsa lomadh cothrománach. Glactar leis an bpointe G mar a chasann an léaráid 1 go dtí an treo cothrománach mar theorainn sleamhnáin.
Tugtar an neart lomadh nó an neart lomadh íon τf ar an strus lomadh ag an teorainn teip B, agus tugtar an neart duillín ar an strus lomadh ag an teorainn toraidh G τg.
Maidir le hábhar scaoilte, tá réigiún leaisteacha ag an léaráid díláithrithe cothrománach freisin le teorainn comhréireachta P, ach tá réigiún plaisteach le sruth suas go dtí an teorainn duillín G, i.e. tá an strus lomadh uasta comhionann leis an neart teorann, sleamhnáin (τ =τg), thar a bhfuil staid leachtach an ábhair.
Sl.3. Léaráid lomadh, a) d’ithreacha comhleanúnacha, b) d’ithreacha neamhchomhleanúnacha
Faightear an léaráid lomadh nuair a chuirtear an gnáthbhrú σ i kp/cm ar an ais abscissa2, agus ar an ais ordánach an neart lomadh comhfhreagrach τf i kp/cm2, i gcás ina gcuirtear an dá luach seo i bhfeidhm ar an scála céanna (Fíor.3). Ós rud é go n-ardóidh neart lomadh τf na hithreach leis an ngnáthbhrú σ, beidh sé le haghaidh brúnna éagsúla σ1 faigh pointí A, B, C, agus D, a léiríonn na láidreachtaí lomadh comhfhreagracha.
Chun pointí aonair A, B, C agus D a fháil ar an léaráid3le haghaidh ithreacha comhleanúnacha (fig.3a), glactar leis an neart sleamhnáin _τ_g. Mar sin féin, i gcás ithir clayey, tosaíonn an t-ábhar ag sreabhadh i bhfad sula sroicheann an teorainn sleamhnáin G, agus tá claonadh ann an neart lomadh a ghlacadh ag teorainn na comhréireachta P chun an comhtháthú c agus uillinn cuimilte inmheánach na hithreach a chinneadh, ach ós rud é go bhfuil sé sách beag, is minic a ghlactar an neart lomadh as a ndéantar an dífhoirmiúchán ΔL ar an léaráid2dhá uair níos mó ná an dífhoirmiúchán ag an gcéim roimhe sin den luchtú sa gaireas. Tá an neart seo áit éigin idir teorainn P agus B, is é sin, G (fig.2).
Na pointí A, B, C agus D a nascadh ar an léaráid 76a tugann sé léaráid lomadh, ar líne dhíreach í i dtrialacha rathúla. Tríd an léaráid a leathnú go dtí an trasnú leis an ais ordánach, le haghaidh σ = 0, faightear bunaithe ar an bpatrún Coulomb τf = c+σ tgϕ go bhfuil τf = c = comhtháthú ithreach, agus tugann fána na léaráide i dtreo an chothrománach uillinn na frithchuimilte inmheánaigh. Tríd an léaráid lomadh a leathnú ar an taobh eile den ais ordánach, faightear an strus de bharr comhtháthú pk ar an ais abscissa, nuair a chuirtear méid an chomhtháthaithe c in iúl mar choibhéis friotaíochta cuimilte:
c = pk tgϕ, cén áit pk = c/tgϕ
Le haghaidh ithreacha neamhchomhleanúnacha, amhail gaineamh, an léaráid i bhfíor. 3b, a théann tríd an mbunús comhordanáidí, ós rud é le haghaidh σ = 0 faighimid τ = 0. Mar sin féin, má tá an gaineamh mín-grained agus fliuch, léaráid cosúil leis an gceann i bhfíor. 3a, le comhtháthú níos lú c, a léiríonn comhtháthú dealraitheach. Sa chás sin, is ionann an strus pk ar an ais leathnaithe abscissa ar an taobh eile den bhunadh comhordanáidí agus an strus ribeach.
Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil roinnt míbhuntáistí ag baint le cinneadh comhtháthaithe ithreach agus cuimilte trí thástáil lomadh díreach, agus is iad na cinn is tábhachtaí ná go dtarlaíonn teip ithreach ar dhromchla lomadh réamhshocraithe agus ní ar dhromchla an fhriotaíochta lomadh is lú, go laghdaítear an dromchla lomadh le linn lomadh an tsampla sa ghaireas mar gheall ar ghluaiseacht an fhráma uachtair ach amháin le linn an fhráma uachtair a dhífhoirmiú ar an bhfráma uachtarach. monatóireacht a dhéanamh ar feadh achar gearr, ionas nach féidir leis an bhfriotaíocht sleamhnáin thar an teorainn briste a rialú go leor, go háirithe i gcás ithir bhog nuair a bhíonn dífhoirmíochtaí móra le linn lomadh, etc.
Tástáil comhbhrú trí-aiseach
Déantar an tástáil ar ghaireas triaxial, a bhfuil tógálacha éagsúla aige, ach tá gach ceann acu bunaithe ar an bprionsabal céanna, mar seo a leanas. Cuirtear an sampla neamhshuite i bhfoirm sorcóir go hingearach ar an seastán agus nochtar é do bhrú cliathánach an mhais leachta ó gach taobh agus ansin go dtí an brú ingearach, a mhéadaíonn de réir a chéile, go dtí go ndéantar bristeadh an tsampla ar dhromchla an fhriotaíocht lomadh is lú. Bunaithe ar an neart lomadh ag briseadh, ríomhtar an comhtháthú agus an uillinn frithchuimilte inmheánach na hithreach.
Cur síos ar an ngléas trí-aiseach
Fíor. 4. Gaireas triaxial
Tá an gaireas trí-aiseach (fig. 4) comhdhéanta sa chuid íochtair de phláta bonn an chuasáin, ar a bhfuil an seastán samplach ar fos, agus sa chuid uachtarach den loine chun an sampla a luchtú go hingearach agus an pláta uachtarach a dhúnann an seomra. Is iad na toisí samplacha is coitianta ná trastomhas ϕ=36 mm, airde h=2,2-2,5_ϕ_. Is é trastomhas an tseomra ná D=135mm, airde H = 180 mm. Tosaíonn feadán caol K1 chun an sampla a dhraenáil ón mbun ó lár an tsampla samplach, a fhaigheann uisce ón sampla trí phláta póiriúil agus a dhraenann lasmuigh den seomra isteach i bhfeadán gloine ingearach C1. Má dhéantar an tástáil gan an sampla a dhraenáil, feidhmíonn an cainéal seo chun an brú uisce sna pores a thomhas. I mbonn cré-umha an tseomra tá cainéal K2 chun mais leachtach a sholáthar chun an seomra a líonadh agus brú cliathánach a bhaint amach sa seomra ar an sampla.
Trí phláta uachtarach an tseomra téann an láimhseáil loine chun an sampla a luchtú. Tá an sampla sa seomra timpeallaithe ag membrane rubair, atá leathnaithe ag an dá cheann agus atá ceangailte leis an loine agus an bonn trí bhíthin fáinní rubair. I lár an loine tá cainéal K3 chun an sampla a dhraenáil ón taobh uachtarach.
Tá taobhanna an tseomra séalaithe go heirméiteach le sorcóir Plexiglas atá socraithe trí fháinní rubair ar phlátaí uachtaracha agus íochtaracha an tseomra.
Cuirtear an seomra ar bhonn soladach. Déantar gnáthlódáil an tsampla trí luamhán a bhfuil meáchain aige, arb é an cóimheas idir é is minice ná 1: 10. Is éard atá sa chóras chun brú cliathánach a bhaint amach ar an sampla sa seomra ná buidéal le mais leachtach B, a thugtar isteach sa seomra trí fheadán, manometer chun brú aeir a thomhas agus buidéal le haer comhbhrúite. Cuirtear comparadóir os cionn an loine chun an sampla a luchtú chun socrú an tsampla faoi ualach a thomhas.
Is féidir brú cliathánach an mhais leachta sa seomra a choigeartú ag toil ag baint úsáide as an brú aeir sa bhuidéal B, trí na comhlaí V1 agus V2. Cruthaíonn an brú seo struis chothrománacha sa sampla σ2 agus σ3, atá cothromaithe mar gheall ar an gcuid ciorclach den sampla σ2 = σ3.
Is féidir an mais leachtach a bheith uisce nó ola driogtha, is fearr le haghaidh séalaithe níos fearr, mar is féidir le huisce dul tríd na scriúnna. Faoi thionchar an bhrú aeir i mbotella B, líonann an mais leachtach an seomra suas go dtí comhla V6, a dhúnann ansin. Tugann ualach ingearach an tsampla P, a aistrítear beagnach gan chuimilt chuig an sampla tríd an láimhseáil loine, roinnte ar achar trasghearrtha an tsampla A an strus ingearach σ1 = P/A
Tástáil comhbhrú trí-aiseach a dhéanamh
Maidir leis an sampla tástála, déantar é a phróiseáil i gaireas ar leith, ionas go bhfaightear sorcóir le trastomhas 36 mm, airde 78 mm nó 90 mm, ar a gcuirtear clocha scagaire ón mbarr agus ón mbun agus cuirtear membrane rubair air. Ansin cuirtear an sampla mar aon leis na clocha scagaire ar an seastán sa seomra, na foircinn, tarraingítear na seicní rubair thar an seastán agus an loine luchtaithe agus daingnítear iad le fáinní rubair. De réir cleachtais saotharlanna áirithe, mar shampla an tOllamh Skempton i Londain, déantar draenáil an tsampla sa seomra le linn na tástála a luathú trí thaobhanna an tsampla a líneáil le páipéar scagaire, a chuirtear sula dtarraingítear ar an membrane rubair. Nuair a thugtar an sampla isteach sa ghaireas agus go bhfuil an sorcóir Plexiglas socraithe sna plátaí uachtaracha agus íochtaracha, is féidir tástálacha a dhéanamh, ar féidir iad a dhéanamh ar bhealaí éagsúla, mar seo a leanas:
-
Trialacha neamhdhraenáilte. Sna tástálacha seo, ní cheadaítear an sampla a dhraenáil le linn na tástála cliathánach agus ingearach a chur i bhfeidhm, agus na comhlaí V4 agus V5 dúnta.
-
Trialacha neamhdhraenála le comhdhlúthú. Le linn brú cliathánach a chur i bhfeidhm, déantar an sampla a dhraenáil (tá comhlaí V4 agus V5 oscailte), agus le linn brú ingearach a chur i bhfeidhm, ní cheadaítear draenáil (V4 agus V5 dúnta).
3_) Samplaí draenáilte_. Déantar an sampla a dhraenáil ar feadh ré iomlán na tástála (tá na comhlaí V4 agus V5 oscailte), ionas go dtarlaíonn comhdhlúthú iomlán agus nach gcruthaítear aon uisce struis sna pores le linn brú ingearach a chur i bhfeidhm σ1. Tógann an tástáil seo ar feadh i bhfad, go háirithe le ithir lag tréscaoilteach, toisc go gcaithfear an luchtú ingearach σ1 a dhéanamh i líon mór céimeanna beaga agus ní mór fanacht le comhdhlúthú ag gach céim. Ina theannta sin, is féidir na tástálacha luaite a dhéanamh le samplaí sáithithe agus páirtsháithithe._
I bhfianaise na bhféidearthachtaí thuasluaite, is féidir tástálacha comhbhrú triaxial a dhéanamh i leaganacha éagsúla agus a choigeartú de réir an chineáil ithreach faoi choinníollacha ualaigh.
Aistrítear na gairis, na nósanna imeachta, na haonaid, na luachanna agus na patrúin a gcuirtear síos orthu ó fhoinse stairiúil. Ní staidéar geoiteicniúil, prótacal saotharlainne, bunús tionscadal, cruthúnas ar chobhsaíocht fána nó plean tochailte é an téacs. Ní mór an rogha modh sampla agus tástála, staid draenála agus comhdhlúthaithe, screamhuisce, réimeas ualaigh, tionchair seismeacha agus sábháilteacht tochailte a chinneadh don ithir agus don fhoirgneamh sonrach, de réir na rialachán reatha, leis an saotharlann cuí agus saineolaí geoiteicniúil údaraithe.