Ma Savo Kusić a fa ablakokra, fa-alumínium ablakok, egyéni ablakok, ajtó és ajánlatkérés. Ez a szöveg geotechnikai archívumként marad meg, és nem ajánlat laboratóriumi vizsgálatra, geotechnikai tervezésre vagy földmunkákra.
A talaj belső ellenállásának, kohéziójának és belső súrlódási szögének laboratóriumi vizsgálatokkal történő meghatározásának számos módja van, ezek közül a közvetlen nyírási vizsgálat és a triaxiális összenyomás vizsgálat a leghíresebb.
Közvetlen nyírási élmény
A vizsgálatot A típusú négyszögletes metszetű készüléken kell elvégezni. Casagrandea vagy egy Hvorsleva típusú kör alakú készüléken. A kísérletet a legszélesebb körben használt téglalap alakú eszközzel írjuk le. A vizsgálatot mindkét esetben bolygatatlan mintával, vagy a folyáshatáron lévő bolygatott mintával végezzük, ilyenkor a vizsgálatnak összehasonlító értéke van.
Berendezés téglalap alakú szakaszok közvetlen nyírásához (1 ábra)
ábra. 1_A Casagrande közvetlen nyírókészülékének keresztmetszete_
A készülék két részből áll, a felső és az alsó keretből, ahol az alsó statikus, míg a felső mozgatható és az alsón mozgatható a felső és alsó keret érintkezési síkjára ható Z vízszintes erő hatására.
A talajmintát egy acél téglalap alakú gyűrűbe helyezzük, amely általában 100 × 100 × 30 mm méretű, vagy pontos lekaparás esetén ezek a méretek. A minta tetejére és aljára szűrőköveket helyeznek, majd mindent a készülék gyűrűjébe helyeznek, amelyet ezután vízzel töltenek meg. A mintára függőleges terhelésre szolgáló eszközt helyezünk. A felső szűrőkő a minta függőleges terhelési rendszeréhez, míg az alsó vízcsatornákhoz kapcsolódik, amelyek segítségével a minta telített állapotban tartható a vizsgálat során, a látszólagos kohézió kizárása érdekében.
A felső és alsó keret érintkezési felületein kialakuló súrlódás kizárása érdekében vannak csavart felső kerettel rendelkező eszközök, amelyek segítségével a felső keret vízszintes nyíróerő hatására elmozdul. Ezenkívül a felső és az alsó keret érintkezési felülete vazelinnel van bevonva. A készülékben található egy másik 2 komparátor a függőleges és vízszintes alakváltozások regisztrálására.
Közvetlen nyíróvizsgálatok elvégzése
Többnyire vannak2közvetlen nyírási teszt típusai: gyors és lassú teszt. A gyors teszt abból áll, hogy a mintát egy bizonyos függőleges nyomással terheljük, ami általában eléri0,50;1,0;2,0;3,0és4,0kp/cm2, várja meg a konszolidációt, amely feltételezhetően megvalósult, ha a süllyedés ideje alatt24óra Δh ≤0,02 mm, majd Z nagyságú vízszintes nyíróerőt alkalmazunk1/20vagy1/40a függőleges erő P része, amely percenként azonos értékkel növekszik, amíg a talaj meg nem szakad. A vízszintes nyíróerő alkalmazása során a felső keret mozgásának menetét folyamatosan figyeljük a komparátoron leolvasva, és a vízszintes alakváltozásokat közvetlenül minden új terhelés előtt rögzítjük a naplóban. Az a pillanat, amikor a komparátor hirtelen mozgást mutat, úttörőnek tekinthető.
A gyorstesztet agyagos talajokon alkalmazzák, amelyek természetes megszilárdulása új terhelés hatására lassú, és megfelel ennek a vizsgálati eljárásnak.
Slow tesztet a korábbiakhoz hasonlóan végezzük, azzal a különbséggel, hogy a vízszintes nyíróerő hosszabb időintervallumban növekszik, ami 2, 5 és 15 mperc lehet, vagy a konszolidációig, azaz a vízszintes alakváltozások teljessé válásáig. A vízszintes erő hatására bekövetkező konszolidáció folyamatát a 9 komparátor figyeli (1 ábra).
A lassú tesztet homokos vagy poros talajra alkalmazzuk, ahol a vízszintes nyíróerő rövid időintervallumon belüli növekedése esetén a minta nyírása a berendezésben a pórusokban lévő igénybevett víz hatására felgyorsulna, ami nem felelne meg egy természetes folyamatnak. Ezért az időintervallum a meg nem kötött talajrészecskék finomságával növekszik, hogy lehetővé tegye a talaj pórusaiban lévő víznyomás kiegyenlítését a külső víznyomással. Ezt a kiegyenlítést úgy érik el, hogy a vízszintes terhelés egyes szintjei alatt elegendő időt hagynak, hogy a pórusokban lévő felesleges víz a szűrőkövön keresztül kiszoruljon.
Az említett vizsgálatokon kívül bizonyos esetekben függőleges terhelés melletti konszolidáció nélküli gyorstesztet is végeznek, azaz a vízszintes nyíróerőt közvetlenül a minta készülékbe való behelyezése és függőleges terhelése után fejtik ki. Ezt a kivitelezési módot azonban speciális körülmények között alkalmazzák, például egy frissen épített agyagos talajból készült töltés esetében, amelyet a töltés után előzetes tömörítés nélkül azonnal megterhelnek.
A belső súrlódási és kohéziós szög meghatározása
A vizsgálati eredmények alapján kiszámítjuk a nyírófeszültséget
τ=Z/A kp/cm²-ben,
melyet a tönkremenetel pillanatában a kp-ban kifejezett Z nyíróerőből és a minta A cm²-ben megadott keresztmetszeti területéből kapunk. A tesztet 3–4 készülékkel végezzük, amely különböző normálnyomású σ=P/A kp/cm²-ben van, ahol P a minta függőleges terhelése kp-ban. Általában a következő normál nyomásértékeket veszik: 1,0; 2,0; 3,0 és 4,0 kp/cm².
ábra. 2. Vízszintes alakváltozások diagramja
A belső súrlódási elemek diagramja alapján kétféle diagramot 1 és vízszintes alakváltozási diagramot (2 ábra) kapunk.
A vízszintes alakváltozások diagramját úgy kapjuk meg, hogy az eszköz felső keretének mm-ben mért ΔL vízszintes elmozdulását alkalmazzuk az alsóra az abszcissza tengelyen, amit a 9 komparátor leolvasásával kapunk, az ordináta tengelyen pedig a megfelelő nyírófeszültséget _τ_cm² infigp. 2).
A talajtömörödéstől függően a 1 diagram a tömörített és az 2 diagram a laza anyaghoz jön létre.
Tömörített anyagnál a τ nyírófeszültség eleinte elég élesen növekszik a ΔL vízszintes elmozduláshoz képest a P arányossági határig, majd lassabban, míg a diagram görbéje1növekszik és eléri a maximális B magasságot, ami után a diagram egy bizonyos hosszra csökken, hogy végül elérje a vízszintes áramlást. A vízszintes alakváltozási diagram egyenes vonalú mászási zónája, amelyben a nyírófeszültség növekedése arányos a deformáció növekedésével, a rugalmas deformáció területe. A P határon túl a nyírófeszültség növekedése a ΔL alakváltozások növekedésének megfelelően csökken a diagram legmagasabb B pontjáig. Ebben a zónában az anyag elkezd “folyni”, és a képlékeny deformáció területeként veszi fel. A B diagram legmagasabb pontja1A max τ maximális nyírófeszültséget jelenti, és feltételezzük, hogy ezen a ponton talajtörés következik be, azaz a B pont a töréspont. A B ponton túl az anyag folyékony halmazállapotú, a nyírószilárdság csökken, és feltételezzük, hogy ebben a zónában, ahol a részecskék közötti kapcsolat megszakad, csak a vízszintes nyíróerővel ellentétes csúszási ellenállás van. G pont, ahol a diagram1vízszintes irányban halad át csúszási határként.
A B tönkremeneteli határnál jelentkező nyírófeszültséget nyírószilárdságnak vagy tiszta nyírószilárdságnak τf, míg a G folyáshatárnál jelentkező nyírófeszültséget τg csúszási szilárdságnak nevezzük.
Laza anyag esetén a vízszintes elmozdulási diagramnak is van egy rugalmas tartománya P arányossági határértékkel, de az áramlás irányában van egy képlékeny tartomány a G csúszási határig, azaz a maximális nyírófeszültség megegyezik a határszilárdsággal, csúszással (τ=τg), amelyen túl az anyag folyékony halmazállapota.
Sl.3. Nyírási diagram, a) összefüggő talajoknál, b) inkoherens talajoknál
A nyírási diagramot akkor kapjuk meg, ha a normál nyomást σ kp/cm-ben alkalmazzuk az abszcissza tengelyre2, és az ordináta tengelyen a megfelelő nyírószilárdság τf kp/cm-ben2, ahol mindkét értéket ugyanabban a skálában alkalmazzuk (ábra.3). Mivel a talaj nyírószilárdsága τf növekszik a normál nyomással σ, ezért különböző nyomásoknál σ1 kapjuk meg az A, B, C és D pontokat, amelyek a megfelelő nyírószilárdságot képviselik.
Az egyes A, B, C és D pontok megszerzése a diagramon3összefüggő talajokhoz (ábra).3a) a _τ_g csúszási szilárdságot veszik át. Azonban agyagos talaj esetén az anyag már jóval a G csúszási határ elérése előtt elkezd folyni, és hajlamos a nyírószilárdság a P arányossági határnál a talaj kohéziójának c és belső súrlódási szögének meghatározására, de mivel ez viszonylag kicsi, gyakran azt a nyírószilárdságot veszik figyelembe, amelyre a deformáció ΔL a diagramon.2kétszer nagyobb, mint a deformáció a berendezésben a terhelés előző szakaszában. Ez az erősség valahol P és B határa között van, azaz G (ábra 1).2).
Az 76a diagram A, B, C és D pontjainak összekapcsolása egy nyírási diagramot ad, amely a sikeres teszteknél egyenes. A diagramot az ordinátatengellyel való metszéspontig kiterjesztve σ = 0 esetén a τf = c+σ tgϕ Coulomb-minta alapján azt kapjuk, hogy τf = c = talajkohézió, míg a diagram vízszintes felé eső meredeksége adja a belső súrlódás szögét. A nyírási diagramot az ordináta tengely másik oldalára kiterjesztve az abszcissza tengelyen a kohézióból eredő pk feszültséget kapjuk, amikor a c kohézió nagyságát a súrlódási ellenállás megfelelőjeként fejezzük ki:
c = pk tgϕ, honnan pk = c/tgϕ
Inkoherens talajok, például homok esetén a 2. ábra diagramja. 3b, amely átmegy a koordináta origón, mivel σ = 0 esetén τ = 0-t kapunk. Ha azonban a homok finom szemcsés és nedves, akkor a 2. ábrán láthatóhoz hasonló diagramot. 3a, kisebb kohézióval c, ami látszólagos kohéziót jelent. Ebben az esetben a koordináta origójának másik oldalán lévő kiterjesztett abszcissza tengelyen lévő pk feszültség a kapilláris feszültséget jelenti.
Megjegyzendő, hogy a talajkohézió és súrlódás közvetlen nyíróvizsgálattal történő meghatározásának számos hátránya van, amelyek közül a legfontosabb, hogy a talajromlás előre meghatározott nyírási felületen történik, nem pedig a legkisebb nyírási ellenállású felületen, hogy a minta berendezésben történő nyírása során a minta nyírási felülete csökken a felső keret, majd a minta elmozdulása miatti deformációk miatt. csak kis hosszon figyelhető, így a határon túli csúszási ellenállás nem tudja kellő mértékben szabályozni a törést, különösen lágy talaj esetén, amikor a nyírás közbeni deformációk nagyok, stb.
Triaxiális kompressziós teszt
A tesztet egy triaxiális berendezésen hajtják végre, amely különböző felépítésű, de mindegyik ugyanazon az elven alapul, ami a következő. A görgő formájú háborítatlan mintát függőlegesen az állványra helyezzük, és minden oldalról kitesszük a folyékony tömeg oldalirányú nyomásának, majd a függőleges nyomásnak, amely fokozatosan növekszik mindaddig, amíg a legkisebb nyírószilárdságú felületen a minta törése nem következik be. A szakítószilárdság alapján számítják ki a talaj kohézióját és belső súrlódási szögét.
A triaxiális eszköz leírása
ábra. 4. Triaxiális készülék
A triaxiális berendezés (4 ábra) a kamra alaplapjának alsó részéből, amelyen a mintatartó állvány fekszik, valamint a minta függőleges terhelését szolgáló dugattyú felső részéből és a kamrát lezáró felső lemezből áll. A leggyakoribb mintaméretek a következők: átmérő ϕ=36 mm, magasság h=2,2-2,5_ϕ_. A kamra átmérője D=135mm, magassága H = 180 mm. A mintatartó állvány közepéből indul a minta alulról történő leeresztésére szolgáló keskeny cső K1, amely egy porózus lemezen keresztül fogadja a vizet a mintából és a kamrán kívül egy függőleges üvegcsőbe C1 engedi le. Ha a vizsgálatot a minta leeresztése nélkül végezzük, ez a csatorna a pórusokban lévő víznyomás mérésére szolgál. A kamra bronz alapjában van egy K2 csatorna a folyékony massza betáplálására a kamra feltöltése és a kamrában a mintára gyakorolt oldalirányú nyomás elérése érdekében.
A kamra felső lapján keresztül halad át a minta betöltésére szolgáló dugattyú fogantyúja. A kamrában lévő mintát egy gumimembrán veszi körül, amely mindkét végén meghosszabbodik, és gumigyűrűkkel kapcsolódik a dugattyúhoz és a talphoz. A dugattyú közepén van egy K3 csatorna a minta felső oldalról történő leeresztésére.
A kamra oldalai hermetikusan lezártak plexi hengerrel, amely gumigyűrűkkel van rögzítve a kamra felső és alsó lapjaihoz.
A kamra szilárd alapra van helyezve. A minta normál terhelése egy súlyokkal ellátott kar segítségével történik, amelyek aránya leggyakrabban 1: 10. A kamrában lévő mintán oldalirányú nyomás elérésére szolgáló rendszer egy B folyékony tömegű palackból, amelyet egy cső segítségével juttatnak a kamrába, egy légnyomásmérő manométerből és egy sűrített levegős palackból áll. A dugattyú fölé egy komparátort helyeznek el a minta betöltésére, amely méri a minta terhelés alatti süllyedését.
A kamrában lévő folyékony tömeg oldalirányú nyomása tetszés szerint állítható a B palack légnyomásával a V1 és V2 szelepeken keresztül. Ez a nyomás vízszintes feszültségeket okoz a σ2 és σ3 mintában, amelyek a minta körmetszetének köszönhetően kiegyenlítődnek σ2 = σ3.
A folyékony massza lehet desztillált víz vagy olaj, ami a jobb tömítés érdekében előnyös, mert a víz átjuthat a csavarokon. A B palackban lévő légnyomás hatására a folyékony massza megtölti a kamrát a V6 szelepig, amely ezután bezárul. A minta P függőleges terhelése, amely szinte súrlódásmentesen kerül át a mintára a dugattyúnyélen keresztül, osztva a minta A keresztmetszeti területével, megadja a függőleges feszültséget σ1 = P/A
Triaxiális kompressziós teszt elvégzése
A vizsgálati mintát külön berendezésben dolgozzuk fel, így 36 mm átmérőjű, 78 mm vagy 90 mm magasságú hengert kapunk, amelyre felülről és alulról szűrőköveket helyeznek, és gumimembránt helyezünk rá. Ezután a mintát a szűrőkövekkel együtt a kamrában lévő állványra helyezzük, a végeit, a gumimembránokat az állványra és a töltődugattyúra ráhúzzuk és gumigyűrűkkel rögzítjük. Egyes laboratóriumok gyakorlata szerint, mint például Prof. Skempton Londonban, a minta ürítését a kamrában a vizsgálat során felgyorsítják, ha a minta oldalait szűrőpapírral bélelik ki, amelyet a gumimembrán felhúzása előtt helyeznek el. Ha a mintát behelyezzük a készülékbe, és a plexi hengert a felső és alsó lemezbe rögzítjük, lehetőség nyílik olyan tesztek elvégzésére, amelyek többféleképpen is elvégezhetők, például:
-
Elengedetlen vizsgálatok. Ezekben a vizsgálatokban a minta leeresztése nem megengedett az oldalirányú és függőleges vizsgálat során, miközben a V4 és V5 szelepek zárva vannak.
-
Korlátlan tesztek konszolidációval. Oldalirányú nyomás alkalmazásakor a minta leeresztése történik (a V4 és V5 szelepek nyitva vannak), míg függőleges nyomás alkalmazásakor a vízelvezetés nem megengedett (V4 és V5 zárva van).
3_) Lecsepegtetett minták_. A mintát a vizsgálat teljes időtartama alatt leürítjük (a V4 és V5 szelepek nyitva vannak), így a teljes konszolidáció megtörténik, és a pórusokban nem keletkezik igénybevett víz a függőleges nyomás σ1 hatására. Ez a vizsgálat különösen rossz vízáteresztő talajnál sokáig tart, mivel a függőleges terhelést σ1 nagyszámú kis lépésben kell elvégezni, és minden szakaszban meg kell várni a konszolidációt. Ezenkívül az említett tesztek elvégezhetők telített és részlegesen telített mintákkal_._
A fent említett lehetőségekre tekintettel a triaxiális kompressziós tesztek különböző változatokban végezhetők, és a talaj típusához igazíthatók terhelési körülmények között.
A leírt eszközök, eljárások, egységek, értékek és minták történelmi forrásból származnak. A szöveg nem geotechnikai tanulmány, laboratóriumi jegyzőkönyv, alapozási projekt, lejtőstabilitás igazolása vagy ásatási terv. A minta és a vizsgálati módszer megválasztását, a vízelvezetés és konszolidáció állapotát, a talajvizet, a terhelési viszonyokat, a szeizmikus hatásokat és a munkabiztonságot az adott talajra és épületre vonatkozóan a hatályos előírások szerint kell meghatározni a megfelelő laboratóriummal és felhatalmazott geotechnikai szakértővel.