Saiki, Savo Kusić fokus ing jendela kayu, jendela kayu-aluminium, jendela khusus, lawang lan panyuwunan kutipan. Tèks iki tetep minangka arsip geoteknik lan dudu tawaran kanggo uji laboratorium, desain geoteknik utawa karya bumi.
Ana sawetara cara kanggo nemtokake unsur-unsur resistensi lemah internal, kohesi lan sudut gesekan internal nggunakake tes laboratorium, ing antarane sing paling misuwur yaiku tes geser langsung lan tes kompresi triaxial.
Pengalaman geser langsung
Tes ditindakake ing piranti kanthi bagean persegi panjang saka jinis A. Casagrandea utawa ing apparatus bunder saka jinis Hvorsleva. Kita bakal njlèntrèhaké eksperimen karo piranti saka bagean persegi dowo, kang paling akeh digunakake. Ing loro kasus kasebut, tes ditindakake kanthi sampel sing ora diganggu, utawa kanthi sampel sing kaganggu ing titik ngasilake, ing kasus kasebut, tes kasebut nduweni nilai komparatif.
Aparat kanggo nyukur langsung bagean persegi dowo (gbr. 1)
Gbr. 1_Penampang piranti geser langsung Casagrande_
Piranti kasebut kasusun saka rong bagéan, pigura ndhuwur lan ngisor, ing endi sing ngisor statis, dene sing ndhuwur bisa dipindhah lan bisa dipindhah ing sisih ngisor kanthi pengaruh gaya horisontal Z, sing tumindak ing bidang kontak pigura ndhuwur lan ngisor.
Sampel lemah dilebokake ing cincin persegi panjang baja, biasane ukurane 100 × 100 × 30 mm, utawa dimensi kasebut nalika dikerok kanthi akurat. Watu nyaring diselehake ing ndhuwur lan ngisor sampel, banjur kabeh diselehake ing dering piranti, sing banjur diisi banyu. Piranti kanggo loading vertikal diselehake ing sampel. Watu panyaring ndhuwur disambungake menyang sistem pemuatan vertikal sampel, dene sing ngisor disambungake menyang saluran banyu, kanthi cara sampel bisa disimpen ing kahanan jenuh sajrone tes, supaya ora kalebu kohesi sing katon.
Supaya ora kalebu gesekan ing permukaan kontak antarane pigura ndhuwur lan ngisor, ana piranti karo pigura ndhuwur bengkong, kang pigura ndhuwur gerakane ing efek saka gaya nyukur horisontal. Kajaba iku, permukaan kontak saka pigura ndhuwur lan ngisor dilapisi karo petroleum jelly. Komparator 2 liyane kanggo ndhaptar deformasi vertikal lan horisontal kalebu ing piranti.
Nindakake tes geser langsung
Ana biasane2jinis tes geser langsung: tes cepet lan slow. Tes quick kalebu ngemot sampel kanthi tekanan vertikal tartamtu, sing biasane ana0,50;1,0;2,0;3,0lan4,0kp/cm2, ngenteni konsolidasi, sing dianggep wis bisa ditindakake yen ambruk sajrone wektu24jam Δh ≤0,02 mm, banjur gaya geser horisontal Z, magnitudo, ditrapake1/20utawa1/40bagean saka gaya vertikal P, kang mundhak saben menit dening Nilai padha nganti lemah break. Sajrone aplikasi gaya shearing horisontal, gerakan pigura ndhuwur terus dipantau kanthi maca ing komparator lan deformasi horisontal dicathet ing log sadurunge saben beban anyar. Wayahe, nalika komparator nuduhake gerakan dadakan, diadopsi minangka ground breaking.
Tes cepet ditrapake kanggo lemah lempung, sing konsolidasi alami ing beban anyar alon lan cocog karo metode tes kasebut.
Slow dileksanakake kanthi cara sing padha kaya sadurunge kanthi bedane mung gaya geser horisontal mundhak ing interval wektu sing luwih dawa, sing bisa dadi 2, 5 lan 15 mmenit utawa nganti konsolidasi, yaiku nganti deformasi horisontal rampung. Proses konsolidasi miturut pengaruh gaya horisontal dipantau ing komparator 9 (fig. 1).
Tes alon ditrapake ing lemah berpasir utawa bledug, ing endi yen kenaikan gaya geser horisontal ing interval wektu sing cendhak, pemotongan sampel ing apparatus bakal nyepetake amarga efek banyu sing ditekan ing pori-pori, sing ora cocog karo proses alami. Mulane, interval wektu mundhak karo fineness saka partikel lemah unbound, supaya minangka kanggo ngaktifake equalization saka tekanan banyu ing pori lemah karo meksa banyu njaba. Ekualisasi iki digayuh kanthi ninggalake wektu sing cukup ing efek saben tingkat beban horisontal, saéngga keluwihan banyu ing pori-pori disemprotake liwat watu panyaring.
Saliyane tes sing kasebut, ing kasus tartamtu, tes cepet tanpa konsolidasi ing beban vertikal ditindakake, yaiku, gaya geser horisontal ditrapake langsung sawise ngenalake sampel menyang piranti lan dimuat nganggo beban vertikal. Nanging, cara eksekusi iki ditrapake ing kondisi khusus, kayata kasus tanggul sing anyar digawe saka lemah lempung, sing langsung dimuat sawise tanggul tanpa pemadatan sadurunge.
Penentuan sudut gesekan internal lan kohesi
Adhedhasar asil tes, tegangan geser
τ=Z/A ing kp/cm²,
sing dipikolehi saka gaya geser Z ing kp ing wayahe gagal lan area cross-sectional sampel A ing cm². Tes ditindakake kanthi piranti 3 nganti 4 kanthi tekanan normal beda σ=P/A ing kp/cm² ngendi P minangka beban vertikal sampel ing kp. Nilai tekanan normal ing ngisor iki biasane dijupuk: 1,0; 2,0; 3,0 lan 4,0 kp/cm².
Gbr. 2. Diagram deformasi horizontal
Adhedhasar diagram unsur gesekan internal, rong jinis diagram 1 lan diagram deformasi horisontal (fig. 2) dipikolehi.
Diagram deformasi horisontal dipikolehi kanthi nggunakake pamindahan horisontal ΔL ing mm pigura ndhuwur piranti menyang sisih ngisor ing sumbu abscissa, sing dipikolehi kanthi maca komparator 9, lan ing sumbu koordinat tegangan geser sing cocog _cm² (fi kgp 2).
Gumantung saka pemadatan lemah, diagram 1 kanggo dipadatkan lan diagram 2 kanggo bahan sing gembur dijupuk.
Kanggo materi sing dipadhetke, tegangan geser τ mundhak kanthi cepet ing hubungane karo pamindahan horisontal ΔL nganti wates proporsionalitas P, banjur luwih alon, nalika kurva diagram.1mundhak lan tekan dhuwur maksimum B, sawise kang diagram sudo kanggo dawa tartamtu, kanggo pungkasanipun tekan aliran horisontal. Zona pendakian garis lurus saka diagram deformasi horisontal, ing ngendi kenaikan tekanan geser sebanding karo paningkatan deformasi, dianggep minangka area deformasi elastis. Ngluwihi watesan P, paningkatan tegangan geser mudhun miturut paningkatan deformasi ΔL nganti titik paling dhuwur ing diagram B. Ing zona iki, materi kasebut wiwit “milih” lan diadopsi minangka area deformasi plastik. Titik paling dhuwur ing diagram B1nggambarake tegangan geser maksimum maks τ, lan dianggep yen patah lemah dumadi ing titik iki, yaiku titik B minangka titik putus. Ngluwihi titik B, materi kasebut ana ing negara cair, kekuwatan geser mudhun, lan dianggep yen ing zona iki, ing ngendi sambungan antarane partikel rusak, mung ana resistensi geser sing nglawan gaya geser horisontal. Titik G ngendi diagram1liwat ing arah horisontal diadopsi minangka watesan ngusapake.
Tegangan geser ing wates kegagalan B diarani kekuatan geser utawa kakuwatan geser murni τf, nalika tegangan geser ing watesan ngasilake G diarani kekuatan geser τg.
Kanggo materi longgar, diagram pamindahan horisontal uga nduweni wilayah elastis kanthi watesan proporsionalitas P, nanging hilir minangka wilayah plastik nganti wates slip G, yaiku tegangan geser maksimum padha karo kekuatan watesan, slip (τ \ = τg), ngluwihi kahanan cair materi kasebut.
Sl.3. Diagram geser, a) kanggo lemah koheren, b) kanggo lemah inkoheren
Diagram geser dipikolehi nalika tekanan normal σ ing kp/cm ditrapake ing sumbu absis.2, lan ing sumbu koordinat kekuatan geser sing cocog τf ing kp/cm2, ing ngendi loro nilai kasebut ditrapake ing skala sing padha (Fig.3). Wiwit kekuatan geser τf saka lemah mundhak karo tekanan normal σ, iku bakal kanggo tekanan beda σ1 entuk titik A, B, C, lan D, sing makili kekuatan geser sing cocog.
Kanggo njupuk titik individu A, B, C lan D ing diagram3kanggo lemah sing koheren (anjir.3a), kekuatan geser _τ_g diadopsi. Nanging, ing kasus lemah lempung, materi kasebut wiwit mili dawa sadurunge wates geser G tekan, lan ana kecenderungan kanggo nggunakake kekuatan geser ing watesan proporsionalitas P kanggo nemtokake kohesi c lan sudut gesekan internal lemah, nanging amarga relatif cilik, kekuatan geser sing deformasi ΔL asring diadopsi ing diagram.2kaping pindho luwih gedhe tinimbang deformasi ing tahap loading sadurunge ing apparatus. Kekuwatan iki ana ing antarane wates P lan B, yaiku, G (anjir.2).
Nyambung titik A, B, C lan D ing diagram 76a menehi diagram geser, yaiku garis lurus ing tes sing sukses. Kanthi ndawakake diagram menyang persimpangan karo sumbu ordinat, kanggo σ = 0, dipikolehi adhedhasar pola Coulomb τf = c+σ tgϕ sing τf = c = kohesi lemah, nalika kemiringan diagram menyang horisontal menehi sudut gesekan internal. Kanthi ndawakake diagram geser ing sisih liya sumbu ordinat, tegangan amarga kohesi pk dipikolehi ing sumbu absis, nalika gedhene kohesi c dituduhake minangka padha karo resistensi gesekan:
c = pk tgϕ, saka endi pk = c/tgϕ
Kanggo lemah sing ora koheren, kayata wedhi, diagram ing anjir. 3b, sing ngliwati asal koordinat, amarga kanggo σ = 0 entuk τ = 0. Nanging, yen wedhi iku alus-grained lan teles, diagram padha karo ing anjir. 3a, kanthi kohesi sing luwih cilik c, sing nuduhake kohesi sing katon. Ing kasus kasebut, stres pk ing sumbu absis sing dipanjangake ing sisih liya saka asal koordinat nggambarake stres kapiler.
Perlu dicathet yen penentuan kohesi lan gesekan lemah kanthi uji geser langsung nduweni sawetara kekurangan, sing paling penting yaiku kegagalan lemah dumadi ing permukaan geser sing wis ditemtokake lan ora ing permukaan sing paling sithik tahan geser, yen nalika nyukur sampel ing piranti, permukaan geser ing sisih ndhuwur banjur suda amarga gerakan geser ing sisih ndhuwur. shearing mung bisa dipantau liwat dawa cendhak, supaya resistance ngusapake ngluwihi watesan ora bisa ngontrol fraktur kanggo ombone cekap, utamané ing cilik saka lemah alus nalika deformasi sak shearing gedhe, etc.
Tes kompresi triaksial
Tes ditindakake ing piranti triaksial, sing nduweni konstruksi sing beda, nanging kabeh adhedhasar prinsip sing padha, yaiku kaya ing ngisor iki. Sampel undisturbed ing wangun roller diselehake vertikal ing ngadeg lan kapapar tekanan lateral saka massa Cairan saka kabeh pinggiran lan banjur kanggo meksa vertikal, kang mboko sithik mundhak, nganti fraktur saka sampel disebabake ing lumahing paling resistance geser. Adhedhasar kekuatan geser nalika putus, kohesi lan sudut gesekan internal lemah diitung.
Katrangan piranti triaksial
Gbr. 4. Aparatus Triaksial
Aparatus triaxial (fig. 4) kasusun ing sisih ngisor saka piring dhasar saka kamar, kang ngadeg sampel, lan ing sisih ndhuwur piston kanggo loading vertikal saka sampel lan piring ndhuwur sing nutup kamar. Ukuran sampel sing paling umum yaiku diameter ϕ=36 mm, dhuwur h=2,2-2,5_ϕ_. Dhiameter kamar yaiku D=135mm, dhuwur H = 180 mm. Tabung sempit K1 kanggo nguras sampel saka ngisor diwiwiti saka tengah stand sampel, sing nampa banyu saka sampel liwat piring keropos lan saluran metu saka kamar menyang tabung kaca vertikal C1. Yen tes ditindakake tanpa ngeculake sampel, saluran iki digunakake kanggo ngukur tekanan banyu ing pori-pori. Ing dasar tembaga kamar ana saluran K2 kanggo pasokan massa cair kanggo ngisi kamar lan entuk tekanan lateral ing kamar ing sampel.
Liwat piring ndhuwur kamar ngliwati gagang piston kanggo ngemot sampel. Sampel ing kamar diubengi dening membran karet, sing ditambahake ing ujung loro lan disambungake menyang piston lan pangkalan kanthi cincin karet. Ing tengah piston ana saluran K3 kanggo nguras sampel saka sisih ndhuwur.
Sisih kamar ditutup kanthi hermetis nganggo silinder Plexiglas sing dipasang ing piring ndhuwur lan ngisor kamar liwat cincin karet.
Kamar diselehake ing dhasar sing padhet. Muatan normal sampel ditindakake liwat tuas kanthi bobot, rasio sing paling kerep 1: 10. Sistem kanggo nggayuh tekanan lateral ing sampel ing kamar kasusun saka botol kanthi massa cair B, sing digawa menyang kamar kanthi tabung, manometer kanggo ngukur tekanan udara lan botol kanthi udara sing dikompres. Komparator dipasang ing sadhuwure piston kanggo ngemot sampel kanggo ngukur settlement saka sampel ing beban.
Tekanan lateral saka massa cair ing kamar bisa diatur kanthi nggunakake tekanan udara ing botol B, liwat katup V1 lan V2. Tekanan iki nyebabake stres horisontal ing sampel σ2 lan σ3, sing amarga bagean bunder saka sampel padha σ2 = σ3.
Masa cair bisa dadi banyu suling utawa lenga, sing luwih disenengi kanggo panyegelan sing luwih apik, amarga banyu bisa ngliwati sekrup. Ing pengaruh tekanan udhara ing botol B, massa cairan ngisi ruangan nganti katup V6, sing banjur ditutup. Beban vertikal sampel P, sing ditransfer meh tanpa frictionlessly menyang sampel liwat gagang piston, dibagi dening area cross-sectional saka sampel A menehi tegangan vertikal σ1 = P/A
Nindakake tes kompresi triaksial
Kanggo sampel tes, diproses ing piranti sing kapisah, supaya roller kanthi diameter 36 mm, dhuwure 78 mm utawa 90 mm dipikolehi, ing ngendi watu panyaring diselehake saka ndhuwur lan ngisor lan membran karet dilebokake. Banjur sampel bebarengan karo watu Filter diselehake ing ngadeg ing kamar, ends, membran karet ditarik liwat ngadeg lan piston loading lan dijamin karo dering karet. Miturut praktik laboratorium tartamtu, kayata Prof. Skempton ing London, nguras sampel ing kamar sajrone tes digawe cepet kanthi nglapisi pinggir sampel nganggo kertas saring, sing diselehake sadurunge membran karet ditarik. Nalika sampel dilebokake ing apparatus lan silinder Plexiglas dipasang ing piring ndhuwur lan ngisor, bisa ditindakake tes, sing bisa ditindakake kanthi pirang-pirang cara, kayata:
-
Tes undrained. Ing tes iki, draining saka sampel ora diijini sak aplikasi saka test lateral lan vertikal, nalika katup V4 lan V5 ditutup.
-
Tes undrained kanthi konsolidasi. Sajrone aplikasi tekanan lateral, sampel dikuras (katup V4 lan V5 mbukak), nalika aplikasi tekanan vertikal, drainase ora diidini (V4 lan V5 ditutup).
3_) Sampel dikuras_. Sampel dikuras kanggo kabeh wektu tes (katup V4 lan V5 mbukak), supaya konsolidasi lengkap lan ora ana banyu sing ditekan ing pori-pori sajrone aplikasi tekanan vertikal σ1. Tes iki mbutuhake wektu sing suwe, utamane karo lemah sing ora permeabel, amarga beban vertikal σ1 kudu ditindakake ing pirang-pirang tahapan cilik lan konsolidasi kudu ngenteni ing saben tahap. Kajaba iku, tes kasebut bisa ditindakake kanthi sampel jenuh lan sebagian jenuh._
Miturut kemungkinan sing kasebut ing ndhuwur, tes kompresi triaksial bisa ditindakake ing macem-macem varian lan diatur miturut jinis lemah ing kahanan beban.
Piranti, prosedur, unit, nilai lan pola sing diterangake ditransfer saka sumber sejarah. Teks kasebut dudu studi geoteknik, protokol laboratorium, proyek pondasi, bukti stabilitas lereng utawa rencana penggalian. Pilihan sampel lan cara tes, kahanan saluran lan konsolidasi, banyu lemah, rezim beban, pengaruh seismik lan safety penggalian kudu ditemtokake kanggo lemah lan bangunan tartamtu, miturut peraturan saiki, kanthi laboratorium sing cocog lan ahli geoteknik sing sah.