Contido experto en arquivos: o artigo conserva unha visión xeral histórica dos conceptos xeotécnicos, fórmulas e procedementos de laboratorio. Non é un estudo xeotécnico, deseño de terraplén, especificación de compactación, plan de control de calidade nin substituto da norma vixente. Os parámetros do solo, os equipamentos, a enerxía de compactación, os criterios de aceptación e os métodos de traballo seguros son determinados por un enxeñeiro xeotécnico autorizado e un laboratorio acreditado en función do solo e do obxecto específicos.
Información relacionada: Fiestras de madeira feitas segundo o teu proxecto. · Fiestras de madeira e aluminio feitas por encargo. · Fiestras personalizadas para casas, proxectos e exportación. · Portas de madeira e madeira-aluminio feitas por encargo. · Enviar unha solicitude de cotización.
Compactación do solo solto
A compactación do solo solto depende do tamaño e da forma das partículas sólidas, así como da súa estrutura. No caso do solo non ligado, hai certos límites nos que se moven os valores de porosidade n e coeficiente de porosidade e para a estrutura máis rara e densa.
Se o material non ligado se seca e bótase lentamente nun vaso de precipitados para que non se compacte durante o vertido, obtense a súa estructura máis rara. Esta estrutura correspóndese co coeficiente de porosidade emax, cuxo valor para a area no texto orixinal está dentro dos límites:
emax =0,7-1,0.
Se o mesmo material se vértese nun vaso de precipitados en capas finas e cada capa se bate cun mazo de madeira ata que o volume sexa constante, é dicir, ata que deixe de asentarse baixo o apisonado, obtense a súa estructura máis densa. Corresponde ao coeficiente de porosidade emin, cuxo valor para a area é:
emin = 0,45–0,65.
A compactación do solo non ligado exprésase pola compactación relativa ID, un coeficiente que mostra o grao de compactación do solo en relación coa compactación máis alta:
onde e é o coeficiente de porosidade do solo no estado natural de compactación. Os valores finais da densidade relativa son:
- para a estrutura máis rara e = emax; ID =0;
- para a estrutura máis densa e = emin; ID =1.
O criterio para a compactación do solo areoso segundo Terzaghi no texto orixinal di:
- area pouco compactada: ID =0-1/3;
- area media compactada: ID =1/3–2/3;
- area densamente compactada: ID =2/3-1.
No caso de terrapléns en estradas e terrapléns, o texto require ID =2/3-1.
En lugar da forma anterior, pódese usar a proporción de volumes:
onde V é o volume da mostra de solo non perturbada, Vmax é o volume da mesma cantidade de solo no estado de menor compactación e Vmin é o volume da mesma cantidade de solo no estado de máxima compactación.
Límite de aplicación: as clasificacións e termos históricos non poden transferirse directamente ao proxecto ou lugar de construción. O tipo de solo, o método de mostraxe, a condición da mostra, a norma aplicable e os requisitos do proxecto poden cambiar o método e os criterios.
Compactación do solo ligado
Co solo ligado, a compactación non só depende do tamaño e forma dos ingredientes sólidos e da súa estrutura, senón tamén da cohesión. Debido á cohesión, as partículas sólidas están pegadas entre si, polo que espremer a auga dos poros durante a compactación é moito máis difícil que co chan non unido, cuxas partículas se moven máis facilmente baixo carga.
Ao compactar o solo ligado, a cantidade de auga é de gran importancia. Ao apisonar, a auga é forzada a saír dos poros e o grosor da película de auga diminúe; a porosidade diminúe e aumenta a resistencia ao corte e a densidade aparente. Canto maior sexa a densidade, máis sólidos e menos poros por unidade de volume. Esta proporción adoptouse como base para avaliar a compactación do solo ligado. O control da compactación no texto realízase usando o peso volumétrico seco:
γd = Wd / V [N/cm3]
onde Wd é o peso dunha mostra de solo completamente seca en N, e V é o volume da mesma mostra nun estado compactado antes do secado, en cm3.
Proctor’s Trial
O test de Proctor serve para determinar a relación entre a cantidade de auga do solo e a súa compactación. Determina a humidade óptima, é dicir, a humidade á que o solo compactado proporciona o máximo peso volumétrico seco para unha determinada enerxía de compactación.
Históricamente descrito o aparello de Proctor (Fig1) consiste nun cilindro metálico cun diámetro interior Ø =10 cm, altura12 cm(imaxe1_a_), unha continuación dun cilindro do mesmo diámetro de altura10 cm(imaxe1_b_) e diámetro de pisón metálico5 cm, peso2,5N, nunha guía cilíndrica de diámetro algo maior. A guía está aberta no extremo inferior e pechada no extremo superior, cunha abertura un pouco máis ancha para que pase o mango do carneiro (imaxe1_c_). O extremo inferior do cilindro colócase nunha placa metálica máis grande e fíxase durante o apisonamiento.
A mostra sécase segundo o procedemento orixinal e párase a través dunha peneira5 mmpara evitar a influencia dos grans grandes. Despois mestúrase cunha cantidade de auga que non debe ser tanto para que a mostra se volva blanda, nin tan pequena como para que a mostra non poida ser procesada. En primeiro lugar, unha capa cunha altura de aprox8 cmnun estado non compactado e apisonado con25trazos distribuídos uniformemente pola superficie. O impacto realízase por caída libre do mazo desde unha altura30 cm. Aplícase unha nova capa de espesor8 cm, carga con outros novos25golpea e repite o proceso coa terceira capa. Despois de completar, elimínase a extensión, a superficie da mostra aliñase co bordo do cilindro inferior e elimínase o exceso de chan. A continuación, retírase unha mostra de solo compactado e determínase a súa densidade aparente seca γd e o contido de humidade w.
Imaxe1- Experimento de Proctor.
O experimento repítese 5 a 6 veces, sempre con material fresco e sen tratar da mesma mostra, pero cunha cantidade diferente de auga, para obter valores diferentes para γd e w. A humidade do solo w aplícase na abscisa do diagrama e o peso volumétrico seco γd na ordenada (imaxe 2). Os puntos conectados dan unha curva que mostra que a densidade aparente seca primeiro aumenta coa humidade ata un máximo e despois diminúe. A humidade wopt correspondente á densidade aparente seca máxima max γd chámase humidade óptima. No texto acéptase que a esta humidade conséguese a maior compactación para unha determinada enerxía de compactación. A proba realizada deste xeito denomínase proba estándar de Proctor.
Figura 2 — Diagrama Proctor.
Seguridade e estándar de laboratorio: As dimensións do aparello, a masa e a caída do pisón, o número de capas e impactos e a preparación da mostra son datos históricos transmitidos aquí, non unha instrución autónoma. Un procedemento válido debe definir a norma e o plan de laboratorio adecuados. O secado, o peneirado e o apisonamento comportan riscos de po, partículas voadoras, beliscar e lesións por impacto; Requírese o equipo adecuado, a protección e un operador capacitado.
Efecto do tamaño do gran sobre 5 mm
No texto orixinal, indícase que os grans máis grandes que 5 mm non teñen un impacto significativo se representan ata 25% da masa total. Se hai máis de 25%, a súa influencia debe terse en conta calculando o peso volumétrico seco da mestura mediante o método de proporcionalidade ou o ensaio de Proctor modificado.
Cálculo por método de proporcionalidade
Segundo este método, o peso volumétrico seco da mestura de material do solo γdm calcúlase a partir da representación proporcional dos grans de tamaño superior e inferior.5 mm:
onde está:
- γd — peso volumétrico seco do material que pasou pola abertura da pantalla5 mm;
- γsc — peso volumétrico das partículas sólidas que quedan na pantalla de apertura5 mm;
- m — porcentaxe en peso do material que queda na abertura da peneira5 mmen relación co conxunto da masa.
Proba de Proctor modificada
Segundo as experiencias do US Bureau of Reclamation citadas no texto orixinal, se grans máis grandes que5 mmfacer máis1/3a2/3da masa total do solo, a proba debe realizarse coa masa total. Xa que non é posible facelo con éxito nun cilindro de diámetro10 cm, utilízase un cilindro de maior diámetro no chamado test Proctor modificado. O texto describe un cilindro de diámetro15,2 cme altura23,2 cm, na que a cantidade de mostra5,5kp enche tres capas aproximadamente iguais con po50golpea cun martelo pesado4,53kp e altura de caída45,7 cm. Se a mostra contén grans ata20 mm, a proba realízase con material non perturbado. Se contén grans máis grandes que20 mm, a cantidade de5,5kp da mostra é peneirada por unha peneira de20 mm, e substitúe o resto da peneira por material do mesmo tamaño5-20 mm.
Ademais do procedemento descrito deste xeito, no texto tamén se denomina proba de Proctor modificada a calquera método de actuación que difire do estándar.
Enerxía de compactación
A enerxía de compactación da mostra no cilindro Proctor pódese expresar mediante a ecuación, onde N é o número de golpes de martelo, h é a altura da caída do martelo en m, W é o peso do martelo en Mp (megapond) e V é o volume da mostra en m3.
Cun aumento da enerxía de compactación, conséguese unha maior compactación da mostra, a súa porosidade, é dicir, a cantidade de auga no chan, diminúe e o peso do volume seco aumenta. Para enerxías de compactación E1, E2, E3e E4obtéñense as gráficas de Proctor correspondentes na figura3. Todos os diagramas comezan asintóticamente cun diagrama de saturación, tamén chamado diagrama0%poros de aire cando todos os poros están cheos de auga, é dicir5%dos poros de aire cando o é95%poros cheos de auga.
Imaxe3— Diagramas Proctor para diferentes enerxías de compactación.
Un diagrama de saturación pódese construír trazando en abscisas w = wz = n / γs(1-n), e na ordenada γd = γs(1-n), onde n é a porosidade do solo e γs é o peso volumétrico das partículas sólidas do solo dado. Polo tanto, a enerxía de compactación pódese axustar para obter a compactación desexada. Para controlar a compactación do solo natural ou dun terraplén compactado, adoita adoptarse no texto o índice de compactación Iz, a relación entre o peso volumétrico seco do solo ou terraplén dado γd co peso volumétrico obtido por Proctor γp:
Iz = γd / γp.
Deseño e control no campo: a curva de laboratorio por si soa non confirma a calidade da capa derivada. No plano de deseño e control deberán incluírse a toma de mostras, o espesor de capa, o tipo e número de pasadas da máquina, a humidade, as medidas de campo, a capacidade portante, a drenaxe, as estruturas adxacentes e as instalacións subterráneas. Non se achegue á zona de traballo do rolo ou doutra maquinaria sen sinalización organizada e control de acceso.