Бүгінде Саво Кусич ағаш терезелерге, ағаш-алюминий терезелер, арнайы терезелер, есік және баға ұсыныстарын сұрау. Бұл мәтін геотехникалық мұрағат ретінде қалады және зертханалық сынақтарға, геотехникалық жобаға немесе жер жұмыстарына арналған ұсыныс емес.
Топырақтың ішкі кедергісінің элементтерін, когезиясын және ішкі үйкеліс бұрышын зертханалық сынақтардың көмегімен анықтаудың бірнеше әдістері бар, олардың ішінде _тікелей ығысу сынағы және үш осьті қысу сынағы ең танымал болып табылады.
Тікелей кесу тәжірибесі
Сынақ А типті тікбұрышты қимасы бар аппаратта орындалады. Casagrandea немесе Hvorsleva типті дөңгелек аппаратта. Біз тәжірибені ең көп қолданылатын төртбұрышты қиманың құрылғысымен сипаттаймыз. Екі жағдайда да сынақ бұзылмаған үлгімен немесе шығымды нүктеде бұзылған үлгімен орындалады, бұл жағдайда сынақ салыстырмалы мәнге ие болады.
Тікбұрышты қиманы тікелей кесуге арналған аппарат (1-сурет)
Cурет. 1_Касагранданың тікелей кесу аппаратының көлденең қимасы_
Құрылғы екі бөліктен тұрады, үстіңгі және астыңғы жақтау, мұнда төменгісі статикалық, ал үстіңгі бөлігі жылжымалы және жоғарғы және төменгі жақтаудың жанасу жазықтығына әсер ететін Z көлденең күшінің әсерінен төменгі жаққа жылжытуға болады.
Топырақ үлгісі әдетте өлшемі 100 × 100 × 30 mm немесе дәл қырылған кездегі өлшемдер болатын болат тікбұрышты сақинаға орналастырылады. Сүзгі тастар үлгінің үстіңгі және астыңғы жағына қойылады, содан кейін бәрі аппараттың сақинасына орналастырылады, содан кейін ол сумен толтырылады. Үлгіге тік жүктеуге арналған құрылғы орналастырылған. Жоғарғы сүзгі тасы үлгіні тік жүктеу жүйесіне қосылған, ал төменгісі су арналарына қосылған, олардың көмегімен сынама кезінде үлгіні қаныққан күйде ұстауға болады, бұл айқын когезияны болдырмайды.
Үстіңгі және астыңғы жақтау арасындағы жанасу беттеріндегі үйкелісті болдырмау үшін жоғарғы жақтауы бұралған құрылғылар бар, олардың көмегімен жоғарғы жақтау көлденең кесу күші әсерінен қозғалады. Сонымен қатар, жоғарғы және төменгі жақтаудың жанасу беттері мұнай желеімен қапталған. Құрылғыға тік және көлденең деформацияларды тіркеуге арналған басқа 2 компараторы кіреді.
Тікелей ығысу сынақтарын жүргізу
Көбінесе бар2тура ығысу сынағының түрлері: жылдам және баяу сынау. Жылдам сынақ үлгіні белгілі бір тік қысыммен жүктеуден тұрады, ол әдетте0,50;1,0;2,0;3,0және4,0кп/см2уақыт ішінде шөгу болса, қол жеткізілді деп болжанатын шоғырлануды күтіңіз.24сағат Δh ≤0,02 mm, содан кейін көлбеу Z ығысу күші қолданылады1/20немесе1/40тік күштің бір бөлігі P, ол жердің үзілуіне дейін минут сайын бірдей мәнге артады. Көлденең кесу күшін қолдану кезінде үстіңгі раманың қозғалыс барысын компараторда оқу арқылы үнемі бақылап отырады және көлденең деформациялар әрбір жаңа жүктеменің алдында бірден журналға жазылады. Салыстырушы кенет қозғалысты көрсететін момент жерді бұзу ретінде қабылданады.
Экспресс-сынау жаңа жүктеме кезінде табиғи нығаюы баяу және сынақты орындаудың осы әдісіне сәйкес келетін сазды топырақтарға қолданылады.
Баяу сынағы бұрынғыға ұқсас әдіспен орындалады, жалғыз айырмашылығы, көлденең ығысу күші 2, 5 және 15 mминуттарды құрауы мүмкін ұзағырақ уақыт аралығында немесе шоғырландырылғанға дейін, яғни горизонтальды деформацияланғанға дейін. Көлденең күш әсерінен шоғырлану барысы 9 компараторында бақыланады (1-сурет).
Баяу сынау құмды немесе шаңды топыраққа қолданылады, мұнда қысқа уақыт аралығында көлденең ығысу күшінің жоғарылауы жағдайында аппараттағы үлгінің қырқуы кеуектердегі кернеулі судың әсерінен жылдамдатылады, бұл табиғи процеске сәйкес келмейді. Сондықтан уақыт аралығы байланыспаған топырақ бөлшектерінің жұқалығымен артады, осылайша топырақ кеуектеріндегі су қысымын сыртқы су қысымымен теңестіруге мүмкіндік береді. Бұл теңестіруге көлденең жүктеменің әрбір деңгейінің әсерінен жеткілікті уақыт қалдыру арқылы қол жеткізіледі, осылайша кеуектердегі артық су сүзгі тасы арқылы сығып кетеді.
Аталған сынақтарға қосымша, белгілі бір жағдайларда тік жүктеме кезінде біріктірусіз жылдам сынақ орындалады, яғни үлгіні құрылғыға енгізгеннен және оны тік жүктемемен жүктегеннен кейін бірден көлденең ығысу күші қолданылады. Дегенмен, бұл орындау әдісі ерекше жағдайларда қолданылады, мысалы, жаңадан орнатылған балшық топырақтан жасалған, алдын ала нығыздалусыз жағалаудан кейін дереу жүктелетін жағалау жағдайында.
Ішкі үйкеліс пен когезия бұрышын анықтау
Сынақ нәтижелері бойынша ығысу кернеуі
τ=Z/A кп/см²,
ол бұзылу сәтіндегі Z кп ығысу күшінен және үлгінің A қимасының ауданынан см² бойынша алынады. Сынақ σ=P/A кп/см² бойынша әр түрлі қалыпты қысыммен жүктелген 3 - 4 құрылғысымен орындалады, мұнда P үлгінің кп-дегі тік жүктемесі. Қалыпты қысымның келесі мәндері әдетте қабылданады: 1,0; 2,0; 3,0 және 4,0 кп/см².
Cурет. 2. Көлденең деформациялар диаграммасы
Ішкі үйкеліс элементтерінің диаграммасы негізінде 1 диаграммаларының екі түрі және көлденең деформациялар диаграммасы (2-сурет) алынған.
Көлденең деформациялар диаграммасы 9 компараторын оқу арқылы алынатын абсцисса осіндегі төменгі жаққа құрылғының жоғарғы жақтауының мм-мен ΔL көлденең жылжуын қолдану арқылы алынады, ал ордината осінде сәйкес ығысу осінде k_τ²/см. 2).
Топырақтың тығыздалуына байланысты тығыздалған үшін 1 диаграммасы және борпылдақ материал үшін 2 диаграммасы алынады.
Тығыздалған материал үшін τ ығысу кернеуі ΔL көлденең ығысуға қатысты алдымен P пропорционалдылық шегіне дейін күрт артады, содан кейін диаграмма қисығы кезінде баяу артады.1артады және В максималды биіктігіне жетеді, содан кейін диаграмма белгілі бір ұзындыққа азаяды, ақырында көлденең ағынға жетеді. Көлденең деформация диаграммасының түзу сызықты өрмелеу аймағы, ығысу кернеуінің өсуі деформацияның ұлғаюына пропорционалды, серпімді деформация ауданы болып қабылданады. P шегінен ығысу кернеуінің артуы диаграмманың ең жоғары В нүктесіне дейін ΔL деформациялардың ұлғаюына сәйкес төмендейді. Бұл аймақта материал «ағып» бастайды және ол пластикалық деформация аймағы ретінде қабылданады. В диаграммасының ең жоғары нүктесі1максималды ығысу кернеуін білдіреді max τ және топырақтың сынуы осы нүктеде орын алады деп есептеледі, яғни В нүктесі бұзылу нүктесі болып табылады. В нүктесінен тыс материал сұйық күйде болады, ығысу беріктігі төмендейді және бөлшектер арасындағы байланыс үзілген бұл аймақта көлденең ығысу күшіне қарсы тұратын сырғанау кедергісі ғана болады деп есептеледі. Диаграмма орналасқан G нүктесі1сырғанау шегі ретінде көлденең бағытта өтеді.
B бұзылу шегіндегі ығысу кернеуі ығысу күші немесе таза ығысу күші τf деп аталады, ал G аққыштық шегіндегі ығысу кернеуі τg деп аталады.
Бос материал үшін көлденең ығысу диаграммасында да пропорционалдылық шегі P болатын серпімді аймақ бар, бірақ төмен қарай G сырғанау шегіне дейінгі пластикалық аймақ, яғни максималды ығысу кернеуі шекті беріктікке, сырғуға (τ=τg) тең, одан тыс материалдың сұйық күйі.
Sl.3. Ығысу диаграммасы, а) когерентті топырақтар үшін, б) когерентсіз топырақтар үшін
Ығысу диаграммасы абсцисса осіне кп/см σ қалыпты қысымды қолданғанда алынады.2, ал ордината осінде сәйкес ығысу күші τf кп/см2, мұнда бұл екі мән де бірдей шкалада қолданылады (сур.3). Топырақтың ығысу беріктігі τf қалыпты қысыммен σ артқандықтан, ол әртүрлі қысымдар үшін σ болады.1 сәйкес ығысу күшін көрсететін A, B, C және D нүктелерін алыңыз.
Диаграммадағы жеке A, B, C және D нүктелерін алу үшін3когерентті топырақтар үшін (сур.3a) сырғанау күші _τ_g қабылданған. Алайда, сазды топырақ жағдайында материал G сырғанау шегіне жеткенге дейін көп уақыт бұрын ағып кете бастайды және топырақтың c когезиясын және ішкі үйкеліс бұрышын анықтау үшін P пропорционалдылық шегінде ығысу беріктігін қабылдау үрдісі бар, бірақ ол салыстырмалы түрде аз болғандықтан, деформация Δ диаграммасында жиі қабылданады.2аппараттағы жүктеменің алдыңғы сатысындағы деформациядан екі есе артық. Бұл күш P және B шекарасының арасында, яғни G (сур.2).
76a диаграммасындағы A, B, C және D нүктелерін қосу сәтті сынақтарда түзу сызық болып табылатын ығысу диаграммасын береді. Диаграмманы ордината осімен қиылысуға дейін ұзарту арқылы σ = 0 үшін Кулон үлгісіне негізделген τf = c+σ tgϕ алынады, бұл τf = c = топырақтың когезиясы, ал диаграмманың көлбеулігі фризонттың ішкі бұрышына қарай қиылысын береді. Ординат осінің екінші жағындағы ығысу диаграммасын кеңейту арқылы pk когезияға байланысты кернеу абсцисса осінде алынады, бұл кезде когезияның шамасы c үйкеліс кедергісінің эквивалентімен өрнектеледі:
c = pk tgϕ, қайдан pk = c/tgϕ
Құм сияқты когерентсіз топырақтар үшін суреттегі диаграмма. 3b, координаталар басы арқылы өтеді, өйткені σ = 0 үшін τ = 0 аламыз. Дегенмен, егер құм ұсақ түйіршікті және ылғалды болса, суреттегіге ұқсас диаграмма. 3a, кішірек когезиямен c, ол айқын үйлесімділікті білдіреді. Бұл жағдайда координаталар басының екінші жағындағы ұзартылған абсцисса осіндегі pk кернеуі капиллярлық кернеуді білдіреді.
Тікелей ығысуға сынау арқылы топырақтың когезиясы мен үйкелісін анықтаудың бірнеше кемшіліктері бар екенін атап өткен жөн, олардың ең маңыздысы топырақтың бұзылуы ең аз ығысу кедергісі бетінде емес, алдын ала белгіленген ығысу бетінде болады, аппаратта үлгіні кесу кезінде раманың төменгі жағындағы ығысу беті, содан кейін қаңқаның төменгі пішіні қозғалысына байланысты төмендейді. қырқу кезінде үлгіні қысқа ұзындықта ғана бақылауға болады, сондықтан шегінен тыс сырғанау кедергісі сынуды жеткілікті дәрежеде бақылай алмайды, әсіресе қырқу кезінде деформациялар үлкен болған кезде жұмсақ топырақ жағдайында және т.б.
Үш осьтік қысу сынағы
Тест үш осьті аппаратта орындалады, оның конструкциясы әртүрлі, бірақ олардың барлығы бір принципке негізделген, ол төмендегідей. Ролик түріндегі бұзылмаған үлгі тұғырға тігінен орналастырылады және сұйық массаның бүйірлік қысымына барлық жағынан, содан кейін үлгінің сынуы ең аз ығысу кедергісі бетінде пайда болғанша біртіндеп арта түсетін тік қысымға ұшырайды. Үзілу кезіндегі ығысу күші негізінде топырақтың когезиясы мен ішкі үйкеліс бұрышы есептеледі.
Үш осьтік құрылғының сипаттамасы
Cурет. 4. Үш осьті аппарат
Үш осьті аппарат (4-сурет) үлгі тұғыры жататын камераның негізгі пластинасының төменгі бөлігінен және үлгіні тік жүктеуге арналған поршеньдің жоғарғы бөлігінде және камераны жабатын үстіңгі тақтайшадан тұрады. Ең көп таралған үлгі өлшемдері диаметрі ϕ=36 mm, биіктігі h=2,2-2,5_ϕ_ болып табылады. Камераның диаметрі D=135mm, биіктігі H = 180 mm. Үлгіні төменгі жағынан ағызуға арналған тар түтік K1 үлгі тұғырының ортасынан басталады, ол үлгіден суды кеуекті пластина арқылы қабылдайды және оны камераның сыртында C1 тік шыны түтікке ағызады. Егер сынақ үлгіні төгусіз орындалса, бұл арна кеуектердегі су қысымын өлшеуге қызмет етеді. Камераның қола табанында камераны толтыру және үлгідегі камерада бүйірлік қысымға жету үшін сұйық массаны беруге арналған K2 арнасы бар.
Камераның үстіңгі тақтасы арқылы үлгіні жүктеуге арналған поршеньді тұтқасы өтеді. Камерадағы үлгі резеңке қабықшамен қоршалған, ол екі шетінен ұзартылған және резеңке сақиналар арқылы поршень мен негізге қосылған. Поршеньдің ортасында жоғарғы жағынан үлгіні төгуге арналған K3 арнасы бар.
Камераның бүйірлері резеңке сақиналар арқылы камераның үстіңгі және астыңғы тақталарына бекітілген плексиглас цилиндрімен герметикалық түрде жабылған.
Камера қатты негізге орналастырылған. Үлгіні қалыпты жүктеу салмақтары бар рычаг арқылы орындалады, олардың арақатынасы көбінесе 1: 10. Камерадағы үлгіге бүйірлік қысымға қол жеткізу жүйесі камераға түтік арқылы әкелінетін сұйық массасы В бөтелкеден, ауа қысымын өлшеуге арналған манометрден және сығылған ауасы бар бөтелкеден тұрады. Салыстырғыш үлгіні жүктеуге арналған поршеньдің үстіне жүк астында үлгінің отыруын өлшеу үшін орналастырылған.
Камерадағы сұйық массасының бүйірлік қысымын B бөтелкесіндегі ауа қысымын пайдаланып, V1 және V2 клапандары арқылы өз қалауыңыз бойынша реттеуге болады. Бұл қысым үлгідегі σ2 және σ3 көлденең кернеулерді тудырады, олар үлгінің дөңгелек қимасы арқасында σ2 = σ3 теңестіріледі.
Сұйық масса тазартылған су немесе май болуы мүмкін, бұл жақсы тығыздау үшін қолайлы, өйткені су бұрандалар арқылы өтуі мүмкін. В бөтелкесіндегі ауа қысымының әсерінен сұйықтық массасы камераны V6 клапанына дейін толтырады, содан кейін ол жабылады. Поршеньдік тұтқа арқылы үлгіге үйкеліссіз дерлік тасымалданатын P үлгісінің тік жүктемесі A үлгінің көлденең қимасының ауданына бөлінген σ1 = P/A
Үш осьтік қысу сынағы
Сынақ үлгісі үшін ол бөлек аппаратта өңделеді, осылайша диаметрі 36 mm, биіктігі 78 mm немесе 90 mm ролик алынады, оның үстіне жоғарыдан және төменнен сүзгі тастары салынып, резеңке мембрана салынады. Содан кейін үлгіні сүзгі тастармен бірге камерадағы стендке орналастырады, ұштарын, резеңке қабықшаларды тіреуіш пен тиеу поршеньінің үстінен тартып, резеңке сақиналармен бекітеді. Лондондағы профессор Скемптон сияқты белгілі бір зертханалардың тәжірибесіне сәйкес, сынау кезінде камерадағы үлгіні ағызу резеңке қабықша тартылмай тұрып салынған үлгінің бүйірлерін сүзгі қағазымен қаптау арқылы жеделдетіледі. Үлгі құрылғыға енгізілгенде және плексиглас цилиндрі үстіңгі және төменгі пластиналарға бекітілгенде, төмендегілер сияқты бірнеше жолмен орындалуы мүмкін сынақтарды орындауға болады:
-
Дренажсыз сынақтар. Бұл сынақтарда бүйірлік және тік сынақты қолдану кезінде үлгіні төгуге жол берілмейді, бұл ретте V4 және V5 клапандары жабық.
-
Біріктіруі бар сусыз сынақтар. Бүйірлік қысымды қолдану кезінде үлгіні ағызады (V4 және V5 клапандары ашық), ал тік қысымды қолдану кезінде дренажға жол берілмейді (V4 және V5 жабық).
3_) Төгілген үлгілер_. Үлгі сынақтың бүкіл ұзақтығы бойы ағызылады (V4 және V5 клапандары ашық), осылайша толық консолидация орын алады және σ1 тік қысымды қолдану кезінде кеуектерде кернеулі су пайда болмайды. Бұл сынақ көп уақытты алады, әсіресе нашар өткізгіш топырақпен, өйткені σ1 тік жүктемесі үлкен мөлшерде шағын кезеңдерде жүзеге асырылуы керек және әр кезеңде шоғырлануды күту керек. Сонымен қатар, аталған сынақтарды қаныққан және жартылай қаныққан үлгілермен_ орындауға болады._
Жоғарыда аталған мүмкіндіктерді ескере отырып, үш осьтік қысу сынақтарын әртүрлі нұсқаларда орындауға және жүктеме жағдайында топырақ түріне сәйкес реттеуге болады.
Сипатталған құрылғылар, процедуралар, бірліктер, мәндер және үлгілер тарихи дереккөзден тасымалданады. Мәтін геотехникалық зерттеу, зертханалық хаттама, іргетас жобасы, еңіс тұрақтылығын дәлелдеу немесе қазба жоспары емес. Сынама және сынақ әдісін таңдау, дренаж және шоғырлану күйі, жер асты сулары, жүктеме режимі, сейсмикалық әсерлер және қазба жұмыстарының қауіпсіздігі қолданыстағы ережелерге сәйкес тиісті зертханамен және уәкілетті геотехникалық сарапшымен нақты топырақ пен ғимарат үшін анықталуы керек.