** Wichteg Expert Notiz: ** Dësen Artikel ass eng archivesch pädagogesch Iwwerpréiwung an ass keng geotechnesch Studie, e gültege Laboratoire Standard, eng Fundamentberechnung oder en Instruktiounshandbuch. Déi ursprénglech Begrëffer, Prozeduren, Moosseenheeten, Wäerter, Klassifikatiounen a Referenzen op “eis Reglementer” goufen iwwerginn ouni d’Konformitéit mat den applicabelen Normen a Reglementer ze kontrolléieren. Buedemprüfung, Wiel vun der Method, Interpretatioun vun de Resultater an DesignEntscheedunge musse vun autoriséierten geotechneschen Experten an dem passenden Laboratoire fir e spezifeschen Objet a Standuert duerchgefouert ginn.
Zesummenhang Informatioun: Holzfenster no Ärem Projet gemaach. · Made-to-order Holz-Aluminium Fënsteren. · Hëlzent an Holz-Aluminium Dieren op Bestellung. · Schéckt eng Offer Ufro.
Basis vum Ödometertest
D’Kompressibilitéit vum Buedem gëtt duerch e Kompressiounstest mat verhënnerter lateraler Expansioun festgeluegt, wat och Ödometertest oder Konsolidéierungstest genannt gëtt.
Den Test gëtt mat ongestéierte Proben duerchgefouert, an e puer Fäll mat gestéierten. Am éischte Fall gëtt d’Testprobe geholl andeems d’Metallringen an eng méi grouss, ongestéiert Probe dréckt, déi dann an den Apparat zesumme mam Ring gefüttert gëtt nodeems d’iwwerschësseg Probe ofgeschnidden ass a seng Flächen mat de Kanten vum Zylinder nivellert. Am zweete Fall gëtt de Rank mat der Probe an engem Zoustand vu Konsistenz am Ausbezuelungspunkt gefëllt an an deem Zoustand gëtt en an den Ödometer agefouert.
Den Test gëtt mam Apparat duerchgefouert, deen als éischt vum Terzaghi gebaut gouf an den Oedometer genannt gouf. Haut ginn et e puer verschidde Konstruktiounen vun dësem Apparat, awer si baséieren all op deemselwechte Prinzip, Tester d’Kompressioun vun enger Buedemprobe ënner Belaaschtung mat verhënnert lateral Expansioun.
Ödometer: Apparat Beschreiwung
Abb. 1. Kilometerzähler
Oedometer besteet aus engem Metallzylinder, an deem d’Probe tëscht zwee Filtersteng läit (Fig. 1). D’Probe gëtt an den Apparat an engem Metallring mat engem Duerchmiesser vun 7-10 cm an enger Héicht vun 1-4 cm agefouert. D’Laascht P gëtt op d’Probe iwwer den ieweschten Filtersteen iwwerdroen. Ënnert dem ënneschten Filterstee sinn et Kanäl am ënneschten Deel vum Zylinder fir Waasser aus der Probe an d’Kapillarröhre ze drainéieren, wéi och fir d’Waasserversuergung. Zënter datt d’Kompressioun vun der Probe op Käschte vun de Pore gemaach gëtt, well feste Buedempartikelen a Waasser an de Poren praktesch onkompressibel sinn, ass et néideg ze garantéieren datt d’Waasser aus der Probe während dem Test entlooss gëtt, wat duerch e Filtersteen, e Kanal an e Kapillärröhre méiglech ass.
Op der lénker Säit vum Apparat ass e Waasserversuergungsleit mat engem Krunn virum Zylinder, während e Kapillarröhre op der rietser Säit ass, mat engem Krunn hannert dem Zylinder. D’Kapillarröhre déngt och fir de Buedempermeabilitéitskoeffizient k ze bestëmmen.
Testen
Wann d’Probe an den Zylinder plazéiert ass an den Apparat montéiert ass, schléisst de lénksen Krunn, d’Waasserversuergung, an de richtege Krunn op, fir datt Waasser an d’Kapillarröhre fléisst. Dann ass d’Belaaschtung vun der Probe ukomm, déi graduell applizéiert gëtt. Déi folgend Lasten ginn normalerweis applizéiert:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2a weider bis op déi héchste Buedembelaaschtung ënner dem Gebai erwaart, meeschtens bis10kp/cm2, a mat Stauen kann et nach méi ginn20kp/cm2. Op all Niveau vun der Belaaschtung, am Moment vu senger Uwendung, gëtt eng Stopwatch a bestëmmten Zäitintervaller gestart15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, dann all weider24h, bis d’Konsolidéierung vun der Probe ënner deem Belaaschtungsniveau, gëtt déi entspriechend Siidlung an Tausendstel Millimeter um Comparator gelies an am Rekord opgeholl. Konsolidatioun gëtt ugeholl datt se erreecht gi sinn wann d’Siidlung vun der Probe Δh ≤ ass0,02 mmfir d’Zäit vun24Stonn. Nodeems d’Konsolidéierung erreecht ass, gëtt den nächste Laaschtniveau applizéiert an d’ganz Prozedur gëtt op déiselwecht Manéier widderholl a sou weider bis zum Schlussniveau vun der Belaaschtung.
De Konsolidéierungstest mat verhënnert lateraler Expansioun gëtt mat Luede an Ausluede gemaach, fir d’elastesch Eegeschafte vum Buedem ze bestëmmen. Nodeems mir d’Probe zu engem gewësse Grad gelueden hunn, luede mir et mat der selwechter Gradualitéit aus wéi mir et gelueden hunn. Relief gëtt normalerweis duerno gemaach2,0kp/cm2,4,0kp/cm2an6,0kp/cm2.
An der Regel gëtt den Test mat der Probe ënner Waasser gemaach, déi um lénksen Glasröhre op der Héicht vun der ieweschter Uewerfläch vun der Probe am Apparat gehal gëtt. D’Tester vun der Kompressibilitéit vun der Probe an der Präsenz vu Waasser gëtt aus dësem Grond gemaach, well den Test laang dauert an d’Probe während där Zäit trockt, als Resultat vun deem d’Kompressibilitéit vun der Probe méi niddereg wier wéi déi aktuell Kompressibilitéit vum Buedem a sengem natierleche Feuchtigkeitzoustand. Zousätzlech kann d’natierlech Buedemfeuchtigkeit méi héich sinn wéi et an der Zäit vun der Probe war, besonnesch wann de Grondwaasserniveau eropgeet, wat zu enger wesentlecher Ofwäichung vun der aktueller Kompressibilitéit vum Buedem während der Zäit vum héije Waasserniveau kéint féieren.
D’Testresultater ginn op dräi Aarte vun Diagrammer applizéiert, nämlech de relativen Kompressiounsdiagramm, de Porositéitskoeffizient Ännerungsdiagramm an d’Zäitsettlementsdiagramm.
Relativ Kompressiounsdiagramm
Dëst Diagramm gëtt kritt wann normalen Drock op d’Probe op der Abschissachs applizéiert gëtt σ = P/A, wou P d’Belaaschtung ass, déi op d’Probe iwwer den ieweschte Filtersteen wierkt a kp/cm2, A ass de Querschnittsgebitt vun engem Apparat, an am xi Kompressioun Δh/h wou Δh d’Siidlung vun der Probe ënner Belaaschtung Δσ während der Konsolidéierung ass, h Probe Héicht virum Luede (Fig. 2).
Abb. 2. Relativ Kompressiounsdiagramm
Beim Luede gëtt Diagramm vun der primärer Kompressioun a.
Wärend der Entluedung, wann d’onbehënnert Waasseraufnahme aktivéiert ass, sou datt d’Probe während der Ausluede ënner Waasser bliwwen ass, geet et zréck an säin ursprénglechen Zoustand, dh Schwellung. Wéi och ëmmer, d’Probe geet net zréck an säin initialen Zoustand, dat heescht datt et nieft der elastescher Plastiksverformung (permanent) Deformatioun erlieft huet. Dofir gëtt an dësem Fall de Schwelldiagramm b wärend der Ausluede kritt. Wann den Test awer ouni Waasser kritt gouf, amplaz vun engem Schwelldiagramm, de sougenannte Diagramm vun der Elastizitéit.
Wann d’Probe no der Entluedung erëm geluede gëtt, gëtt de sekundäre Kompressiounsdiagramm c kritt. De Schwelldiagramm an de sekundäre Kompressiounsdiagramm c bilden eng Hysteresis-Schleife tëscht hinnen. Am Lehm sinn d’Hysteresis-Schleifen bedeitend an dofir sinn d’Deformatioun am Beräich vun der Schwellung an der sekundärer Kompressioun (Diagrammer b an c) net als elastesch ugesinn, awer reversibel, well se net proportional zu der Belaaschtung no dem Hooke Gesetz sinn. Deformatiounen am Beräich vun der primärer Kompressioun (Diagramm a) am Deel wou se net zréckkoum sinn permanent (irreversibel).
Buedemkompressibilitéitsmodul
Vum Diagramm vun der relativer Kompressioun kréie mir nom Hooke Gesetz analog zum Jungs Elastizitéitsmodul E fir en elastescht Material, de Kompressibilitéitsmodul vum Buedem Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
wou Δσ d’Laaschtinkrement ass, Δh/h ass déi entspriechend relativ Kompressioun, déi aus dem primäre Kompressiounsdiagramm a geholl gëtt (Fig. 2).
De Kompressibilitéitsmodul vum Buedem Ms ënnerscheet sech vum Elastizitéitsmodul E vun engem elastesche Material, well Ms fir een an datselwecht Material net konstant ass, awer variabel ass a mat der normaler Belaaschtung σ eropgeet. Dofir kann ee spezifesche Wäert vum Kompressibilitéitsmodul Ms nëmme fir ee schmuele Intervall vun der normaler Buedembelaaschtung Δσ ginn. Wann de Wäert vum Modul Ms méi héich ass, ass d’Kompressibilitéit vum Buedem manner a vice-versa. No eisem Fondatiounsreglement gëtt de folgende Critère fir de Kompressibilitéitsmodul vum Buedem a sengem natierlechen Zoustand ugeholl:
D’Klassifikatioun hei drënner gëtt vum Originaltext iwwerdroen, dorënner de widderhollen Intervall 100-400 kp/cm2. Et gouf net iwwerpréift oder harmoniséiert mat aktuellen Reglementer.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 extrem kompriméierbar Buedem
Ms = 20 - 50 kp/cm2 ganz kompriméierbar Buedem
Ms = 50 - 100 kp/cm2 mëttel kompriméierbar Buedem
Ms = 100 - 400 kp/cm2 manner kompriméierbar Buedem
Ms = 100 - 400 kp/cm2 liicht kompriméierbar Buedem
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 liicht kompriméierbar Buedem
Ms > 1000 kp/cm2 ganz niddereg kompriméierbar Buedem.
Buedemelastizitéitsmodul
Op déiselwecht Manéier kréie mir den Elastizitéitsmodul vum Buedem E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
wou de relativen Kompressiouns-Inkrement Δh/h aus dem Buedemelastizitéitsdiagramm fir den entspriechende normalen Drock-Inkrement Δσ. geholl gëtt
Normal konsolidéiert an iwwerkonsolidéiert Buedem
Sl.3. Diagramm vun Ännerungen am Porositéitskoeffizient vun der gestéierter Buedemprobe
Wa mir en Ödometertest mat enger gestéierter Probe ausféieren, déi mir an den Apparat um Ausbezuelungspunkt aginn, a mir plotten d’Resultater vum Test op d’Diagramm vun der Verännerung vum Porositéitskoeffizient e ofhängeg vum Drock σ (Fig.3) de Konsolidéierungsfloss gëtt duerch Diagrammer duergestallt 1 fir primär Laascht, 2fir Erliichterung, 3 fir déi sekundär Belaaschtung bis zur Limit a vun der Primärlastverlängerung σa an 4 iwwer dës Limit.
Reliefdiagramm2a sekundärer Kompressiounsdiagramm3Form eng Hysteresis Loop hannert deem d’Diagramm4geet weider an der Erweiderung vum Diagramm1, ouni ze briechen, wéi wann et keng Ausluede an Neiluede wier.
Sl.4. Diagramm vun der Verännerung vum Porositéitskoeffizient vun der ongestéierter Buedemprobe
Wéi och ëmmer, wa mir den Ödometertest op déiselwecht Manéier wéi virdrun mat enger ongestéierter Probe aus enger bestëmmter Déift vum Buedem ausféieren (Fig.4), Diagramm fir sekundär Belaaschtung3wäert bei enger spezifescher Belaaschtung σb eng Fraktur um Punkt b weisen, duerno geet d’Diagramm weider4e méi héije Steigung hunn. Dës Fraktur ass geschitt, well de Buedem, aus deem d’Probe geholl gouf, ënner enger méi grousser Belaaschtung p=γt war wéi d’Belaaschtung vun der Probe σ am Ödometer. Déi méi héich Belaaschtung p staamt aus dem Gewiicht vun den existente ieweschte Buedemschichten op d’Uewerfläch vum Terrain, dee mir Buedemdrock nennen, oder vun der Belaaschtung vu fréiere Buedemschichten, déi mat der Zäit duerch Erosioun oder vu Moränebuedem oder Äis, déi mir Preload nennen, ofgeleet ginn. D’Erscheinung vun der Iwwerkonsolidéierung ass besonnesch charakteristesch fir Lehm, wou mir tëscht normalkonsolidéierten an iwwerkonsolidéierte Lehm ënnerscheeden.
Normalerweis konsolidéiert Lehm
Normalerweis konsolidéiert Lehm ass op méi déif Déiften ënner der Buedemoberfläche, déi net virdru viru Belaaschtung ausgesat war. Eng Probe vun dësem Lehm, gelueden am Oedometer mat Laascht méi grouss wéi d’Gewiicht vun den ieweschte “Buedendrock” Schichten, weist e kontinuéierleche Floss vun der Konsolidatioun, ouni Pausen am relativen Kompressiounsdiagramm oder am Porositéitskoeffizient Ännerungsdiagramm. D’Siidlung vun dësem Lehm ënner der Belaaschtung vum Objet ass normal, dh ënner enger gewësser Belaaschtung fällt d’Siidlung mat der Zäit erof.
Iwwerkonsolidéiert Lehm
Iwwerkonsolidéiert Lehm ass a méi grousser Déift oder ass virdru virbelaascht ginn. Eng Probe vun dësem Lehm, deen am Oedometer gelueden ass mat engem Drock méi wéi de Buedemdrock oder Preload weist e Bruch um relativen Kompressiounsdiagramm oder um Porositéitskoeffizient Verännerungsdiagramm, de sougenannte. geologesche Fraktur g, mat enger staarker Richtungsännerung (Fig.5a). D’Siidlung vun dësem Lehm ënner der Struktur ass kleng fir d’Laascht ënner dem Buedemdrock oder Preload σ1, awer gëtt däitlech méi grouss fir Lasten iwwer σ1.
Wann d’geologesch Paus net kloer definéiert ass, da gëtt se mat Tangenten zum Diagramm bestëmmt (Fig.5b).
Sl.5. Diagramm vun Ännerungen am Porositéitskoeffizient vun iwwerkonsolidéiertem Lehm
Zäit Siidlung Diagramm
Dëst Diagramm, och de Konsolidéierungsdiagramm genannt, gëtt kritt wann, fir all Grad vun der Belaaschtung vun der Probe am Oedometer, d’Zäit t a Stonnen op d’Abscissaachs applizéiert gëtt, an d’Siidlung an mm op d’Ordinateachs (Fig.6a) oder an % vun der Gesamtbezuelung (Fig.6b).
Sl.6. Time Settlement Diagram
Ongebonnen a gebonnen Buedem behuelen sech anescht ënner Belaaschtung. Loose Buedem, wéi Sand, hu grouss Poren, aus deenen d’Waasser séier ënner Belaaschtung erausgedréckt gëtt, sou datt de Buedem séier setzt, mat der gréisster Siidlung am Ufank vun der Laascht an der Finale Siidlung bei enger bestëmmter Laascht an engem relativ kuerzen Zäitintervall erreecht. Kohäsive Buedem wéi Lehm hu kleng Poren, aus deenen d’Waasser ënner Laascht schwéier ausdrécke kann. Et ginn zwou Phasen am Zäitprozess vun der kompaktéierter Buedemsiidlung. An der éischter Phase, direkt nodeems d’Laascht op de Buedem applizéiert gëtt, well d’Waasser net aus de Poren fléisst, gëtt et betount a kritt déi ganz ugewandte Laascht. An der zweeter Stuf fänkt d’betount Pore Waasser ënner dem eegene Stress duerch d’Laascht eraus ze drécken, déi no an no op déi zolidd Buedempartikelen transferéiert gëtt. An dëser zweeter Phase kommen d’Partikelen zesummen an d’Pore schrumpfen. De Subsidenzprozess geet weider bis den Drockwaasser aus de Poren gezwongen ass, also bis de betount Waasserzoustand an de Poren ophält ze existéieren. Dofir ass d’Buedemkonsolidéierung haaptsächlech e hydrodynamesche Problem, deen vun der Buedempermeabilitéit a Porositéit hänkt. Am Fall vu Lehm, deem seng Permeabilitéit niddereg ass, kann de Konsolidéierungsprozess ganz laang daueren, an zousätzlech kënnen d’Siedlungen wesentlech méi grouss sinn wéinst der méi héijer Gesamtporositéit wéi am Fall vum Sand. Op Basis vum Konsolidéierungstest kann de Siidlungszäitverlaf fir déi ganz Dauer vun der Konsolidéierung an eenzel Phasen berechent ginn.