Kev txiav txim siab ntawm cohesion thiab lub kaum sab xis ntawm kev sib txhuam sab hauv

Hnub no, Savo Kusić tau tsom mus rau qhov rais ntoo, wood-aluminium Qhov rais, kev cai Qhov rais, qhov rooj thiab thov lus hais. Cov ntawv no tseem yog ib qho geotechnical archive thiab tsis yog ib qho kev muab rau kev kuaj sim, geotechnical tsim lossis earthworks.

Muaj ntau txoj hauv kev los txiav txim siab cov ntsiab lus ntawm cov av hauv av tsis kam, cohesion thiab lub kaum sab xis ntawm kev sib txhuam sab hauv siv cov kev sim kuaj, ntawm cov direct shear test thiab triaxial compression test yog cov nto moo tshaj plaws.

Direct shear experience

Qhov kev ntsuam xyuas yog ua nyob rau hauv ib lub apparatus nrog ib lub voj voog ntawm hom A. Casagrandea los yog nyob rau hauv ib ncig apparatus ntawm Hvorsleva hom. Peb yuav piav qhia txog qhov kev sim nrog cov cuab yeej ntawm lub kaum sab xis, uas yog qhov siv dav tshaj plaws. Nyob rau hauv ob qho tib si, qhov kev ntsuam xyuas yog ua nrog ib qho piv txwv tsis muaj kev cuam tshuam, los yog nrog ib qho kev cuam tshuam cov qauv ntawm qhov taw tes tawm, nyob rau hauv cov ntaub ntawv qhov kev ntsuam xyuas muaj qhov sib piv tus nqi.

Apparatus rau ncaj shearing ntawm ib daim duab plaub (daim duab. 1)

Daim duab. 1_Cross seem ntawm Casagrande’s direct shear apparatus_

Cov cuab yeej muaj ob ntu, sab sauv thiab sab ncej, qhov qis dua yog qhov zoo li qub, thaum lub sab sauv yog txav tau thiab tuaj yeem txav mus rau hauv qis dua ib qho hauv qab lub zog ntawm kab rov tav Z, uas ua rau lub dav hlau ntawm kev sib cuag ntawm sab sauv thiab sab ncej.

Cov qauv av tau muab tso rau hauv lub nplhaib hlau, feem ntau yog qhov loj 100 × 100 × 30 mm, lossis cov qhov ntev no thaum khawb kom raug. Cov pob zeb lim tau muab tso rau saum toj thiab hauv qab ntawm cov qauv, thiab tom qab ntawd txhua yam yog muab tso rau hauv lub nplhaib ntawm lub cuab yeej, uas yog tom qab ntawd ntim nrog dej. Ib qho khoom siv rau kev thauj khoom ntsug yog muab tso rau ntawm tus qauv. Lub pob zeb lim sab saud txuas nrog lub kaw lus ntsug ntawm cov qauv thauj khoom, thaum qis dua yog txuas nrog cov kav dej, los ntawm txoj kev uas cov qauv tuaj yeem khaws cia rau hauv lub xeev saturated thaum lub sijhawm kuaj, txhawm rau kom tsis suav nrog kev sib koom ua ke.

Txhawm rau kom tsis txhob muaj kev sib txhuam ntawm qhov chaw sib cuag ntawm lub thav duab sab sauv thiab sab qis, muaj cov khoom siv nrog cov ncej sab sauv twisted, los ntawm txoj kev uas lub thav duab sab sauv txav los ntawm cov kab rov tav shearing quab yuam. Tsis tas li ntawd, qhov chaw sib cuag ntawm lub sab sauv thiab sab ncej yog coated nrog roj av jelly. Lwm tus 2 sib piv rau kev sau npe ntsug thiab kab rov tav deformations suav nrog hauv lub cuab yeej.

Ua kev ntsuam xyuas ncaj qha

Muaj feem ntau2hom kev xeem ncaj qha shear: fast thiab slow test. Qhov kev xeem quick muaj nyob rau hauv kev thauj cov qauv nrog ib tug tej yam ntsug siab, uas feem ntau yog npaum li cas rau0,50;1,0;2,0;3,0thiab4,0kp/cm ua2, tos rau kev sib sau ua ke, uas yog xav tias tau ua tiav yog tias qhov kev poob qis thaum lub sijhawm24teev Δh ≤0,02 mm, thiab ces kab rov tav shear force Z, ntawm qhov loj, yog siv1/20los yog1/40ib feem ntawm lub zog ntsug P, uas nce txhua feeb los ntawm tus nqi qub kom txog thaum av tawg. Thaum lub sij hawm daim ntawv thov ntawm kab rov tav shearing quab yuam, lub chav kawm ntawm kev txav ntawm lub sab sauv ncej yog tas li saib xyuas los ntawm kev nyeem ntawv ntawm tus sib piv thiab kab rov tav deformations raug kaw nyob rau hauv lub cav tam sim ntawd ua ntej txhua tshiab load. Lub sijhawm, nyob rau hauv uas tus sib piv qhia tau hais tias tam sim ntawd txav, yog saws raws li hauv av tawg.

Qhov kev sim sai yog siv rau cov av clayey, uas nws cov natural consolidation nyob rau hauv ib tug tshiab load yog qeeb thiab sib raug rau cov qauv ntawm kev xeem no.

Slow xeem yog ua nyob rau hauv ib txoj kev zoo ib yam li ua ntej nrog rau qhov sib txawv uas cov kab rov tav shear quab yuam nce nyob rau hauv ib lub sij hawm ntev, uas yuav ua tau 2, 5 thiab 15 m feeb lossis kom txog thaum sib sau ua ke, piv txwv li. Cov chav kawm ntawm kev sib sau ua ke nyob rau hauv cov nyhuv ntawm txoj kab rov tav yog saib xyuas ntawm qhov sib piv 9 (daim duab 1).

Qhov kev sim qeeb yog siv rau cov av xuab zeb lossis plua plav, qhov twg yog qhov nce ntawm txoj kab rov tav shear quab yuam nyob rau lub sijhawm luv luv, shearing ntawm cov qauv hauv cov cuab yeej yuav nrawm dua vim tias cov dej muaj zog hauv qhov pores, uas yuav tsis cuam tshuam rau cov txheej txheem ntuj tsim. Yog li ntawd, lub sij hawm ncua sij hawm nce nrog lub fineness ntawm unbound av hais, thiaj li mus pab kom sib npaug ntawm cov dej siab nyob rau hauv cov av pores nrog rau sab nraud dej siab. Qhov kev sib npaug no ua tiav los ntawm kev tawm lub sijhawm txaus nyob rau hauv cov txiaj ntsig ntawm txhua theem ntawm kab rov tav load, kom cov dej ntau dhau hauv qhov pores yog nyem tawm los ntawm cov pob zeb lim.

Ntxiv rau qhov kev ntsuam xyuas tau hais tseg, qee qhov kev sim ceev yam tsis muaj kev sib koom ua ke nyob rau hauv ntsug load yog ua, piv txwv li cov kab rov tav shear quab yuam yog siv tam sim tom qab qhia cov qauv rau hauv lub cuab yeej thiab thauj khoom nrog ntsug load. Txawm li cas los xij, txoj kev ua tiav no yog siv rau hauv cov xwm txheej tshwj xeeb, xws li cov ntaub ntawv ntawm lub embankment tshiab ua los ntawm cov av nplaum, uas yog loaded tam sim ntawd tom qab embankment yam tsis tau compaction ua ntej.

Kev txiav txim siab ntawm lub kaum sab xis ntawm kev sib txhuam thiab cohesion

Raws li cov txiaj ntsig kev xeem, qhov kev ntxhov siab shear

τ=Z/A in kp/cm²,

uas yog tau los ntawm shear force Z nyob rau hauv kp thaum lub sij hawm tsis ua hauj lwm thiab lub cross-sectional cheeb tsam ntawm tus qauv A nyob rau hauv cm². Qhov kev sim ua tiav nrog 3 rau 4 apparatus loaded nrog txawv ib txwm siab σ=P/A nyob rau hauv kp/cm² qhov twg P yog lub ntsug load ntawm tus qauv hauv kp. Cov nram qab no qhov tseem ceeb ntawm cov kev ntxhov siab feem ntau yog: 1,0; 2,0; 3,0 thiab 4,0 kp/cm².

Daim duab. 2. Daim duab kab rov tav deformations

Raws li daim duab ntawm kev sib txhuam sab hauv, ob hom kab kos 1 thiab daim duab kab rov tav deformations (daim duab 2) tau txais.

Daim duab ntawm kab rov tav deformations yog tau los ntawm kev siv cov kab rov tav hloov pauv ΔL hauv mm ntawm lub thav duab sab sauv ntawm lub cuab yeej mus rau qis dua ib qho ntawm abscissa axis, uas tau txais los ntawm kev nyeem cov sib piv 9, thiab nyob rau hauv lub ordinate axis ponding / cm τ corresar. (fig. 2).

Nyob ntawm cov av compaction, daim duab 1 rau compacted thiab daim duab 2 rau cov khoom xoob yog tau.

Rau cov khoom siv compacted, shear stress τ nce thaum xub thawj es sharply nyob rau hauv relation mus rau kab rov tav hloov ΔL mus txog rau qhov txwv ntawm proportionality P, ces qeeb dua, thaum lub nkhaus ntawm daim duab.1nce thiab nce mus txog qhov siab tshaj plaws B, tom qab ntawd daim duab txo qis rau qee qhov ntev, kom txog thaum kawg mus txog kab rov tav. Lub cheeb tsam ntawm txoj kab ncaj nce toj ntawm kab rov tav deformation daim duab, nyob rau hauv uas qhov nce ntawm shear kev nyuaj siab yog proportional rau qhov nce nyob rau hauv deformation, yog xam tau tias yog thaj tsam ntawm elastic deformation. Tshaj li qhov txwv P, qhov nce hauv kev ntxhov siab txo qis raws li qhov nce hauv deformations ΔL mus txog qhov siab tshaj plaws B ntawm daim duab. Nyob rau hauv cheeb tsam no, cov khoom pib “ntws” thiab nws yog saws raws li thaj tsam ntawm cov yas deformation. Qhov siab tshaj plaws ntawm daim duab B1sawv cev rau qhov siab tshaj plaws shear stress max τ, thiab nws yog assumed tias av tawg tshwm sim ntawm qhov point no, piv txwv li tias point B yog qhov tawg. Tshaj li qhov taw tes B, cov khoom siv nyob rau hauv lub xeev ua kua, lub zog shear txo qis, thiab nws tau xav tias nyob rau hauv cheeb tsam no, qhov twg kev sib txuas ntawm cov khoom tawg, tsuas yog zawv zawg tiv thaiv uas tawm tsam cov kab rov tav shear quab yuam. Point G qhov twg daim duab1passes nyob rau hauv kab rov tav kev taw qhia yog saws raws li tus swb txwv.

Lub zog shear ntawm qhov tsis ua hauj lwm txwv B yog hu ua lub zog shear lossis pure shear zog τf, thaum lub zog shear ntawm qhov txwv tsis pub G yog hu ua lub zog plam τg.

Rau cov khoom xoob, daim duab kab rov tav hloov pauv kuj muaj thaj tsam elastic nrog proportionality txwv P, tab sis downstream yog ib cheeb tsam yas mus txog qhov txwv tsis pub G, piv txwv li qhov siab tshaj plaws shear stress yog sib npaug rau qhov txwv lub zog, plam (τ=τg), tshaj li cov kua hauv lub xeev ntawm cov khoom.

Sl.3. Shear daim duab, a) rau coherent av, b) rau incoherent av

Daim duab shear tau txais thaum lub siab σ hauv kp / cm yog siv rau abscissa axis2, thiab nyob rau hauv ordinate axis tus coj shear zog τf hauv kp/cm2, qhov twg ob qho tseem ceeb no tau siv rau hauv tib qhov teev (Daim duab.3). Txij li thaum lub zog shear τf ntawm cov av nce nrog lub siab ib txwm σ, nws yuav rau qhov sib txawv σ1 tau txais cov ntsiab lus A, B, C, thiab D, uas sawv cev rau qhov sib thooj shear zog.

Kom tau txais cov ntsiab lus ntawm tus kheej A, B, C thiab D ntawm daim duab3rau coherent av (fig.3a), zawv zawg zog _τ_g tau txais yuav. Txawm li cas los xij, nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm cov av clayey, cov khoom pib ntws ntev ua ntej zawv zawg txwv G mus txog, thiab muaj kev nyiam los txais yuav lub zog shear ntawm qhov txwv ntawm proportionality P los txiav txim siab cohesion c thiab lub kaum sab xis ntawm kev sib txhuam ntawm cov av, tab sis vim nws kuj me me, lub zog shear rau qhov deformation gram ΔL feem ntau tau txais los ntawm daim duab.2ob zaug ntau dua qhov deformation ntawm theem dhau los ntawm kev thauj khoom hauv lub tshuab. Lub zog no yog qhov chaw ntawm ciam teb ntawm P thiab B, uas yog, G (daim duab.2).

Txuas cov ntsiab lus A, B, C thiab D ntawm daim duab 76a muab daim duab shear, uas yog ib txoj kab ncaj nraim hauv kev sim ua tiav. Los ntawm kev nthuav daim duab mus rau qhov kev sib tshuam nrog lub ordinate axis, rau σ = 0, nws yog tau raws li tus qauv Coulomb τf = c + σ tgϕ uas τf = c = av cohesion, thaum txoj kab nqes ntawm daim duab qhia rau lub kaum sab xis ntawm lub qab ntug. Los ntawm kev nthuav tawm daim duab shear rau ntawm lwm sab ntawm lub ordinate axis, qhov kev ntxhov siab vim cohesion pk yog tau ntawm abscissa axis, thaum lub magnitude ntawm cohesion c qhia raws li qhov sib npaug ntawm kev sib txhuam tsis kam:

c = pk tgϕ, wherece pk = c/tgϕ

Rau cov av tsis sib xws, xws li xuab zeb, daim duab hauv daim duab. 3b, uas dhau los ntawm lub hauv paus chiv keeb, txij li rau σ = 0 peb tau txais τ = 0. Txawm li cas los xij, yog tias cov xuab zeb zoo-grained thiab ntub dej, daim duab zoo ib yam li cov duab hauv daim duab. 3a, nrog me me cohesion c, uas sawv cev rau kev sib koom ua ke. Nyob rau hauv tas li ntawd, qhov kev nyuaj siab pk ntawm lub ncua abscissa axis nyob rau lwm sab ntawm lub hauv paus chiv keeb ntawm kev sib koom tes sawv cev rau capillary stress.

Nws yuav tsum tau muab sau tseg tias kev txiav txim siab ntawm cov av cohesion thiab kev sib txhuam los ntawm kev soj ntsuam ncaj qha shear muaj ob peb qhov tsis zoo, qhov tseem ceeb tshaj plaws yog tias cov av tsis ua hauj lwm tshwm sim ntawm qhov kev txiav txim siab shear nto thiab tsis yog nyob rau saum npoo ntawm qhov tsawg kawg nkaus shear resistance, uas thaum lub sij hawm shearing ntawm cov qauv hauv lub apparatus, lub shear nto yog txo los ntawm lub sab sauv ntawm cov qauv ntawm cov qauv. shearing tsuas tuaj yeem saib xyuas lub sijhawm luv luv, yog li cov zawv zawg tiv thaiv dhau qhov txwv tsis tuaj yeem tswj kev tawg kom txaus, tshwj xeeb tshaj yog cov av mos thaum deformations thaum shearing loj, thiab lwm yam.

Triaxial compression test

Qhov kev ntsuam xyuas yog ua los ntawm triaxial apparatus, uas muaj ntau yam kev tsim kho, tab sis tag nrho cov ntawm lawv yog raws li tib lub hauv paus ntsiab lus, uas yog raws li nram no. Cov qauv uas tsis muaj kev cuam tshuam nyob rau hauv daim ntawv ntawm cov menyuam yog muab tso rau ntsug ntawm qhov sawv ntsug thiab raug rau sab nraud ntawm cov kua dej los ntawm txhua sab thiab tom qab ntawd mus rau qhov ntsug siab, uas maj mam nce, kom txog thaum tawg ntawm cov qauv yog tshwm sim ntawm qhov tsawg kawg nkaus shear resistance. Raws li lub zog shear thaum tawg, lub cohesion thiab lub kaum sab xis ntawm kev sib txhuam ntawm cov av raug xam.

Kev piav qhia ntawm triaxial ntaus ntawv

Daim duab. 4. Triaxial apparatus

Lub triaxial apparatus (daim duab. 4) muaj nyob rau hauv qis ib feem ntawm lub hauv paus phaj ntawm lub chamber, nyob rau hauv uas tus qauv sawv rests, thiab nyob rau hauv lub Upper ib feem ntawm lub piston rau ntsug loading ntawm tus qauv thiab lub phaj sab sauv uas kaw lub chamber. Cov qauv loj tshaj plaws yog txoj kab uas hla ϕ=36 mm, qhov siab h=2,2-2,5_ϕ_. Txoj kab uas hla ntawm lub chamber yog D=135mm, qhov siab H = 180 mm. Lub raj nqaim K1 rau ntws cov qauv hauv qab pib los ntawm qhov nruab nrab ntawm cov qauv sawv ntsug, uas tau txais cov dej los ntawm cov qauv los ntawm lub phaj ntxeem tau thiab ntws tawm sab nraum lub chamber mus rau hauv lub iav ntsug raj C1. Yog tias qhov kev sim ua tiav yam tsis tau tso cov qauv, cov channel no ua haujlwm los ntsuas cov dej siab hauv qhov pores. Nyob rau hauv lub bronze puag ntawm lub chamber muaj ib tug channel K2 rau cov khoom ntawm cov kua loj nyob rau hauv thiaj li yuav sau lub chamber thiab ua tiav lateral siab nyob rau hauv lub chamber ntawm tus qauv.

Los ntawm lub phaj sab sauv ntawm lub chamber hla lub piston kov rau thauj cov qauv. Cov qauv nyob rau hauv lub chamber yog surrounded los ntawm ib tug roj hmab daim nyias nyias, uas yog txuas mus rau ob hnub thiab txuas nrog lub piston thiab lub hauv paus los ntawm txoj kev ntawm cov roj hmab rings. Nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub piston muaj ib tug channel K3 rau ntws cov qauv los ntawm sab sauv.

Ob sab ntawm lub chamber yog hermetically kaw nrog lub Plexiglas lub tog raj kheej uas yog tsau rau sab sauv thiab sab phaj ntawm lub chamber ntawm roj hmab nplhaib.

Lub chamber muab tso rau ntawm lub hauv paus ruaj khov. Kev thauj khoom ib txwm ntawm tus qauv yog ua los ntawm lub zog nrog qhov hnyav, qhov feem ntau yog 1: 10. Lub kaw lus kom ua tiav qhov siab ntawm cov qauv hauv lub chamber muaj lub raj mis nrog cov kua loj B, uas tau coj mus rau hauv lub chamber los ntawm lub raj, lub manometer rau ntsuas cua siab thiab lub raj mis nrog compressed cua. Ib qho kev sib piv yog muab tso rau saum lub piston rau thauj cov qauv los ntsuas qhov kev sib haum xeeb ntawm cov qauv hauv qab load.

Lub lateral siab ntawm cov kua loj hauv lub chamber tuaj yeem hloov kho ntawm qhov yuav siv cov cua siab hauv lub raj mis B, ntawm lub li qub V1 thiab V2. Lub siab no ua rau kab rov tav kev nyuaj siab nyob rau hauv cov qauv σ2 thiab σ3, uas vim lub voj voog ntawm cov qauv yog sib npaug σ2 = σ3.

Cov kua dej tuaj yeem yog dej distilled lossis roj, uas yog qhov zoo dua rau kev sib khi zoo dua, vim tias cov dej tuaj yeem dhau los ntawm cov ntsia hlau. Nyob rau hauv lub zog ntawm huab cua siab nyob rau hauv lub raj mis B, cov kua loj nyob rau hauv lub chamber mus rau lub valve V6, uas ces kaw. Lub load ntsug ntawm tus qauv P, uas yog pauv yuav luag tsis muaj kev sib txhuam rau cov qauv ntawm lub piston kov, muab faib los ntawm qhov chaw hla ntawm cov qauv A muab qhov kev ntxhov siab ntsug σ1 = P / A

Ua tawm triaxial compression test

Rau cov qauv kuaj, nws tau ua tiav nyob rau hauv ib lub tshuab cais, kom cov menyuam nrog ib txoj kab uas hla ntawm 36 mm, qhov siab ntawm 78 mm lossis 90 mm tau txais, uas cov pob zeb lim tau muab tso rau sab saum toj thiab hauv qab thiab cov roj hmab membrane muab tso rau. Tom qab ntawd cov qauv ua ke nrog cov pob zeb lim tau muab tso rau ntawm qhov chaw muag khoom hauv lub chamber, qhov kawg, cov roj hmab daim nyias nyias yog rub tawm ntawm qhov muag thiab lub piston loading thiab ruaj ntseg nrog cov roj hmab rings. Raws li kev coj ua ntawm qee lub chaw soj nstuam, xws li Prof. Skempton hauv London, kev tso dej ntawm cov qauv hauv lub chamber thaum lub sijhawm kuaj tau nrawm los ntawm cov kab ntawm ob sab ntawm cov qauv nrog cov ntawv lim, uas tau muab tso ua ntej cov roj hmab membrane rub tawm. Thaum cov qauv nkag mus rau hauv lub cuab yeej thiab lub tog raj kheej Plexiglas yog tsau rau hauv daim hlau sab saud thiab qis, nws tuaj yeem ua cov kev sim, uas tuaj yeem ua tau ntau txoj hauv kev, xws li cov hauv qab no:

1. Undrained tests. Hauv cov kev ntsuam xyuas no, kev tso dej ntawm cov qauv tsis raug tso cai thaum lub sij hawm siv qhov kev ntsuam xyuas sab nraud thiab ntsug, thaum lub li qub V4 thiab V5 raug kaw.

2. Undrained tests with consolidation. Thaum lub sij hawm daim ntawv thov ntawm lateral siab, cov qauv yog drained (valve V4 thiab V5 yog qhib), thaum lub sij hawm lub sij hawm ntawm daim ntawv thov ntawm ntsug siab, cov kua dej tsis tso cai (V4 thiab V5 raug kaw).

3_) Drained samples_. Cov qauv yog drained rau tag nrho lub sij hawm ntawm qhov kev xeem (valves V4 thiab V5 yog qhib), yog li ntawd tag nrho consolidation tshwm sim thiab tsis muaj stressed dej yog tsim nyob rau hauv lub pores thaum lub sij hawm daim ntawv thov ntawm ntsug siab σ1. Qhov kev sim no yuav siv sij hawm ntev, tshwj xeeb tshaj yog nrog cov av tsis zoo, vim tias kev thauj khoom ntsug σ1 yuav tsum tau nqa tawm hauv ntau theem me thiab kev sib sau yuav tsum tau tos rau txhua theem. Tsis tas li ntawd, cov kev ntsuam xyuas tau hais tuaj yeem ua nrog saturated thiab partially saturated samples_._

Nyob rau hauv qhov kev pom ntawm qhov ua tau hais tseg, kev sim triaxial compression tuaj yeem ua tau ntau yam sib txawv thiab hloov kho raws li hom av nyob rau hauv cov xwm txheej load.

Cov khoom siv, cov txheej txheem, chav nyob, qhov tseem ceeb thiab cov qauv piav qhia tau hloov pauv los ntawm keeb kwm keeb kwm. Cov ntawv nyeem tsis yog ib qho kev kawm geotechnical, kuaj raws tu qauv, lub hauv paus project, pov thawj ntawm txoj kab nqes kev ruaj ntseg lossis kev npaj khawb av. Kev xaiv cov qauv thiab kev sim, lub xeev ntawm cov kua dej thiab kev sib sau ua ke, dej hauv av, kev thauj khoom, seismic influences thiab excavation kev nyab xeeb yuav tsum tau txiav txim siab rau cov av tshwj xeeb thiab lub tsev, raws li cov kev cai tam sim no, nrog rau cov chaw soj ntsuam tsim nyog thiab cov kws tshaj lij geotechnical.