תוכן מומחה לארכיון: המאמר משמר סקירה היסטורית של מונחים גיאוטכניים, נוסחאות ונהלי מעבדה. זה לא מחקר גיאוטכני, תכנון סוללה, מפרט דחיסה, תוכנית בקרת איכות או תחליף לתקן הנוכחי. פרמטרי קרקע, ציוד, אנרגיית דחיסה, קריטריוני קבלה ושיטות עבודה בטוחות נקבעים על ידי מהנדס גיאוטכני מורשה ומעבדה מוסמכת בהתבסס על הקרקע והאובייקט הספציפיים.
כיום, סאבו קושיץ’ מתמקד בחלונות עץ, חלונות עץ-אלומיניום, חלונות מותאמים אישית, דלת ו-בקשות להצעת מחיר. מאמר זה נשאר כארכיון טכני ואינו מייצג הצעה לתכנון גיאוטכני, בדיקה או ביצוע עבודות עפר.
דחיסה של אדמה רופפת
דחיסה של אדמה רופפת תלויה בגודל ובצורה של חלקיקים מוצקים, כמו גם במבנה שלה. במקרה של אדמה לא קשורה, ישנם גבולות מסוימים שבהם נעים ערכי הנקבוביות n ומקדם הנקבוביות e עבור המבנה הנדיר והצפוף ביותר.
אם מייבשים את החומר הבלתי קשור ויוצקים לאט לכוס כדי שלא יתכווץ בזמן המזיגה, מתקבל המבנה הכי נדיר שלו. מבנה זה מתאים למקדם הנקבוביות emax, שהערך שלו עבור חול בטקסט המקורי נמצא בגבולות:
emax =0,7-1,0.
אם אותו חומר נשפך לכוס בשכבות דקות וכל שכבה נדחקת בפטיש עץ עד שהנפח קבוע, כלומר עד שהוא מפסיק לשקוע בהידקה, מתקבל המבנה הצפוף שלו. זה מתאים למקדם הנקבוביות emin, שערכו עבור חול הוא:
emin = 0,45–0,65.
הדחיסה של אדמה לא קשורה מתבטאת בדחיסה היחסית ID, מקדם המראה את מידת הדחיסה של הקרקע ביחס לדחיסה הגבוהה ביותר:
כאשר e הוא מקדם נקבוביות הקרקע במצב הדחיסה הטבעי. הערכים הסופיים של הצפיפות היחסית הם:
- עבור המבנה הנדיר ביותר e = emax; ID =0;
- עבור המבנה הצפוף ביותר e = emin; ID =1.
הקריטריון לדחיסה של אדמה חולית על פי Terzaghi בטקסט המקורי אומר:
- חול דחוס בדלילות: ID =0-1/3;
- חול דחוס בינוני: ID =1/3–2/3;
- חול דחוס בצפיפות: ID =2/3-1.
במקרה של סוללות בכבישים ובסוללות, הטקסט דורש ID =2/3-1.
במקום הצורה הקודמת, ניתן להשתמש ביחס של נפחים:
כאשר V הוא הנפח של דגימת הקרקע הבלתי מופרעת, Vmax הוא הנפח של אותה כמות אדמה במצב הכי פחות דחיסה, ו-Vmin הוא הנפח של אותה כמות אדמה במצב של דחיסה מקסימלית.
מגבלת יישום: אין להעביר סיווגים ומונחים היסטוריים ישירות לפרויקט או לאתר הבנייה. סוג הקרקע, שיטת הדגימה, מצב המדגם, התקן הרלוונטי ודרישת הפרויקט עשויים לשנות את השיטה והקריטריונים.
דחיסה של אדמה קשורה
עם אדמה קשורה, הדחיסה לא תלויה רק בגודל ובצורה של מרכיבים מוצקים ובמבנה שלהם, אלא גם בלכידות. בשל הלכידות, החלקיקים המוצקים דבוקים זה לזה, ולכן סחיטת מים מהנקבוביות במהלך הדחיסה היא הרבה יותר קשה מאשר עם אדמה לא קשורה, שחלקיקיה נעים ביתר קלות בעומס.
בעת דחיסה של אדמה קשורה, לכמות המים יש חשיבות רבה. על ידי דחיסה, מים נדחפים החוצה מהנקבוביות ועובי שכבת המים יורד; הנקבוביות פוחתת, וחוזק הגזירה וצפיפות הנפח גדלים. ככל שהצפיפות גבוהה יותר, כך יותר מוצקים ופחות נקבוביות ליחידת נפח. יחס זה אומץ כבסיס להערכת הדחיסה של אדמה קשורה. בקרת הדחיסה בטקסט מתבצעת באמצעות משקל נפחי יבש:
γd = Wd / V [N/cm3]
כאשר Wd הוא המשקל של דגימת אדמה מיובשת לחלוטין ב-N, ו-V הוא הנפח של אותה דגימה במצב דחוס לפני הייבוש, ב-cm3.
משפט פרוקטור
בדיקת פרוקטור משמשת לקביעת הקשר בין כמות המים באדמה לדחיסה שלה. הוא קובע את הלחות האופטימלית, כלומר הלחות שבה האדמה הדחוסה נותנת את המשקל הנפחי היבש המרבי עבור אנרגיית דחיסה נתונה.
המנגנון של פרוקטור מתואר היסטורי (איור1) מורכב מגליל מתכת בקוטר פנימי Ø =10 cm, גובה12 cm(תְמוּנָה1_a_), המשך של גליל באותו קוטר גובה10 cm(תְמוּנָה1_b_) וקוטר מתכת מתכת5 cm, משקל2,5N, במדריך גלילי בקוטר מעט יותר גדול. המדריך פתוח בקצה התחתון, וסגור בקצה העליון, עם פתח מעט רחב יותר עבור ידית האיל לעבור דרכו (תמונה1_c_). הקצה התחתון של הגליל מונח על לוח מתכת גדול יותר ומקובע במהלך ההידוק.
הדגימה מיובשת לפי הנוהל המקורי ומסננת במסננת5 mmכדי למנוע את ההשפעה של גרגרים גדולים. לאחר מכן מערבבים אותו עם כמות מים שאסור להיות עד כדי כך שהדגימה תהפוך לדיסתית, וגם לא כל כך קטנה עד שלא ניתן לעבד את הדגימה. ראשית, שכבה בגובה של כ8 cmבמצב לא דחוס ונגח עם25משיכות מפוזרות באופן שווה על פני השטח. הפגיעה מתבצעת על ידי נפילה חופשית של הפטיש מגובה30 cm. מורחים שכבה חדשה של עובי8 cm, נטען עם חדשים25פוגע וחוזר על התהליך עם השכבה השלישית. לאחר ההשלמה, הרחבה מוסרת, פני הדגימה מיושרים עם קצה הגליל התחתון, והאדמה העודפת מוסרת. לאחר מכן מסירים דגימה של אדמה דחוסה וקובעים את צפיפות הצבר היבש שלה γd ותכולת הלחות w.
תְמוּנָה1- הניסוי של פרוקטור.
הניסוי חוזר על עצמו 5 עד 6 פעמים, תמיד עם חומר טרי ולא מטופל מאותה דגימה, אך עם כמות שונה של מים, על מנת לקבל ערכים שונים עבור γd ו_w_. לחות הקרקע w מוחלת על האבססיס של הדיאגרמה, ומשקל נפח יבש γd על היציבה (תמונה 2). הנקודות המחוברות נותנות עקומה המראה שצפיפות הצבר היבש תחילה עולה עם הלחות למקסימום ולאחר מכן יורדת. הלחות wopt המתאימה לצפיפות הצבר היבשה המקסימלית max γd נקראת הלחות האופטימלית. בטקסט מקובל כי בלחות זו מושגת הדחיסה הגבוהה ביותר עבור אנרגיית דחיסה נתונה. הבדיקה המתבצעת בצורה זו נקראת מבחן פרוקטור סטנדרטי.
Figure 2 — דיאגרמת פרוקטור.
בטיחות ותקן מעבדה: ממדי המתקן, מסה וירידה של המכבש, מספר השכבות וההשפעות והכנת הדגימות הם נתונים היסטוריים המועברים כאן, לא הוראה עצמאית. נוהל תקף חייב להגדיר את התקן ואת תוכנית המעבדה המתאימה. ייבוש, ניפוי והידוק טומנים בחובם סיכונים עקב אבק, חלקיקים מעופפים, צביטה ופציעת פגיעה; נדרשים ציוד מתאים, הגנה ומפעיל מיומן.
השפעת גודל גרגירים מעל 5 mm
בטקסט המקורי, נאמר שלגרגרים גדולים מ5 mm אין השפעה משמעותית אם הם מהווים עד 25% מהמסה הכוללת. אם יש יותר מ25%, יש לקחת בחשבון את השפעתם על ידי חישוב המשקל הנפחי היבש של התערובת באמצעות שיטת המידתיות או מבחן Proctor שונה.
חישוב לפי שיטת מידתיות
לפי שיטה זו, המשקל הנפחי היבש של תערובת חומרי הקרקע γdm מחושב על סמך ייצוג פרופורציונלי של גרגירים בגודל מעל ומתחת5 mm:
איפה נמצא:
- γd - משקל נפחי יבש של החומר שעבר דרך פתח המסננת5 mm;
- γsc — משקל נפחי של חלקיקים מוצקים שנותרו על פתח המסננת5 mm;
- m — אחוז במשקל של החומר שנותר על פתח המסננת5 mmביחס לכל המסה.
מבחן פרוקטור שונה
על פי הניסיון של משרד החילוץ האמריקאי המצוטטים בטקסט המקורי, אם גרגרים גדולים מ-5 mmלַעֲשׂוֹת מִחָדָשׁ1/3אֶל2/3מסך המסה של הקרקע, יש לבצע את הבדיקה עם המסה הכוללת. מכיוון שלא ניתן לעשות זאת בהצלחה בגליל בקוטר10 cm, גליל בקוטר גדול יותר משמש במה שנקרא מבחן פרוקטור שונה. הטקסט מתאר גליל בקוטר15,2 cmוגובה23,2 cm, שבו כמות המדגם5,5kp ממלא שלוש שכבות שוות בערך עם po50מכה בפטיש כבד4,53kp וגובה ירידה45,7 cm. אם המדגם מכיל גרגירים עד20 mm, הבדיקה מתבצעת עם חומר לא מופרע. אם הוא מכיל גרגרים גדולים מ20 mm, הכמות של5,5kp של המדגם הוא מנופה דרך מסננת של20 mm, ומחליף את השאר על המסננת בחומר באותו גודל5-20 mm.
בנוסף לנוהל המתואר בדרך זו, בטקסט כל שיטת ביצוע השונה מהסטנדרטית נקראת גם מבחן פרוקטור שונה.
אנרגיית דחיסה
ניתן לבטא את אנרגיית הדחיסה של המדגם בגליל פרוקטור באמצעות המשוואה, כאשר N הוא מספר מכות הפטיש, h הוא גובה נפילת הפטיש ב-m, W הוא משקל הפטיש ב-MP (מגה-פונד), ו-V הוא נפח המדגם ב-m3.
עם עלייה באנרגיית הדחיסה, מושגת דחיסה גדולה יותר של המדגם, הנקבוביות שלה, כלומר כמות המים באדמה, יורדת ומשקל הנפח היבש עולה. לאנרגיות דחיסה E1, E2, E3ו-E4מתקבלות עלילות פרוקטור המתאימות באיור3. כל הדיאגרמות מתחילות באופן אסימפטוטי בדיאגרמת רוויה, הנקראת גם דיאגרמה0%של נקבוביות אוויר כאשר כל הנקבוביות מלאות במים, כלומר5%של נקבוביות האוויר כשהיא95%נקבוביות מלאות במים.
תְמוּנָה3— דיאגרמות פרוקטור לאנרגיות דחיסה שונות.
ניתן לבנות דיאגרמת רוויה על ידי שרטוט על האבססיס w = wz = n / γs(1-n), וביציבה γd = γs(1-n), כאשר n הוא נקבוביות הקרקע, ו-γs הוא משקל הנפח של חלקיקים מוצקים של האדמה הנתונה. מכאן נובע שניתן להתאים את אנרגיית הדחיסה לקבלת הדחיסה הרצויה. כדי לשלוט בדחיסה של אדמה טבעית או סוללה דחוסה, מדד הדחיסה Iz מאומץ לעתים קרובות בטקסט, היחס בין המשקל הנפחי היבש של האדמה או הסוללה הנתונה γd למשקל הנפחי המתקבל על ידי פרוקטור γp:
Iz = γd / γp.
תכנון ובקרה בשטח: עקומת המעבדה לבדה אינה מאשרת את איכות השכבה הנגזרת. יש לכלול דגימה, עובי שכבה, סוג ומספר מעברי מכונה, לחות, מדידות שטח, כושר נשיאה, ניקוז, מבנים סמוכים ומתקנים תת קרקעיים בתכנית התכנון והבקרה. אין להתקרב לאזור העבודה של הרולר או למכונות אחרות ללא איתות מסודר ובקרת גישה.