Haut konzentréiert de Savo Kusić sech op Holzfenster, Holz-Aluminiumfenster, personaliséiert Fënsteren, Dier an Demande fir Zitat. Dësen Text bleift als geotechnescht Archiv an ass keng Offer fir Labo Tester, geotechnesch Design oder Äerdaarbechten.
Et gi verschidde Weeër fir d’Elementer vun der interner Buedemresistenz, der Kohäsioun an de Wénkel vun der interner Reiwung mat Laboratoire Tester ze bestëmmen, ënner deenen den direkten Schéier Test an den _triaxialen Kompressiounstest déi bekanntst sinn.
Direkt Schéiererfahrung
Den Test gëtt op engem Apparat mat engem rechteckege Sektioun vum Typ A gemaach. Casagrandea oder op engem kreesfërmeg Apparat vum Typ Hvorsleva. Mir wäerten d’Experimenter mat engem véiereckege Sektioun Apparat beschreiwen, déi am meeschte verbreet ass. A béide Fäll gëtt den Test mat enger ongestéierter Probe gemaach, oder mat enger gestéierter Probe am Ausbezuelungspunkt, an deem Fall den Test e Vergläichswäert huet.
Apparat fir direkt Schéier vun engem rechteckege Sektioun (Fig. 1)
Abb. 1_Cross section of Casagrande’s direct sheer apparat_
Den Apparat besteet aus zwee Deeler, den ieweschten an den ënneschte Frame, wou deen ënneschten statesch ass, während deen ieweschten bewegbar ass a kann op den ënneschten ënner dem Afloss vun der horizontaler Kraaft Z bewegt ginn, déi op de Kontaktplang vum ieweschten an ënneschte Frame wierkt.
D’Buedemprobe gëtt an engem Stahl rechteckege Ring plazéiert, normalerweis vun der Gréisst 100 × 100 × 30 mm, oder déi Dimensiounen wann se präzis geschrauft ginn. Filtersteng ginn iwwer d’Spëtzt an d’Ënner vun der Probe plazéiert, an dann ass alles an de Ring vum Apparat plazéiert, deen dann mat Waasser gefüllt gëtt. En Apparat fir vertikal Luede gëtt op der Probe plazéiert. Den ieweschte Filterstee ass mat dem System vun der vertikaler Belaaschtung vun der Probe verbonnen, während deen ënneschten mat Waasserkanäl verbonnen ass, mat deenen d’Probe während dem Test an engem gesättigte Staat gehale ka ginn, fir d’scheinbar Kohäsioun auszeschléissen.
Fir d’Reibung op de Kontaktflächen tëscht dem ieweschten an ënneschten Frame auszeschléissen, ginn et Apparater mat der ieweschter Frame verdreift, duerch déi den Uewerrahmen ënner dem Effekt vun der horizontaler Schéierkraaft beweegt. Zousätzlech sinn d’Kontaktflächen vum ieweschten an ënneschten Frame mat Petroleum Jelly beschichtet. En aneren 2 Vergläicher fir vertikal an horizontal Deformatiounen ze registréieren ass am Apparat abegraff.
Dirigent direkt Schéier Tester
Et gi meeschtens2Zorte vun direkter Schéier Test: fast an slow Test. Den quick Test besteet aus der Luede vun der Probe mat engem bestëmmte vertikalen Drock, deen normalerweis op0,50;1,0;2,0;3,0an4,0kp/cm2, waart op d’Konsolidéierung, déi ugeholl gëtt, erreecht ze sinn, wann d’Subside an der Zäit vun24Stonnen Δh ≤0,02 mm, an dann gëtt eng horizontal Schéierkraaft Z, vun der Gréisst, applizéiert1/20oder1/40Deel vun der vertikaler Kraaft P, déi all Minutt mam selwechte Wäert eropgeet bis de Buedem brécht. Wärend der Applikatioun vun der horizontaler Schéierkraaft gëtt de Beweegungsverlaf vum Uewerrahmen stänneg iwwerwaacht andeems Dir op de Vergläicher liest an d’horizontale Deformatiounen ginn am Logbuch direkt virun all nei Laascht opgeholl. De Moment, an deem de Comparator eng plötzlech Bewegung weist, gëtt als Grondbriechung ugeholl.
De schnelle Test gëtt op Lehmbuedem applizéiert, deenen hir natierlech Konsolidéierung ënner enger neier Laascht lues ass a entsprécht dëser Method fir den Test ze maachen.
Slow Test gëtt op eng ähnlech Manéier gemaach wéi virdrun mat dem eenzegen Ënnerscheed datt d’horizontale Schéierkraaft an engem méi laangen Zäitintervall eropgeet, wat 2, 5 an 15 m Minutten oder bis zur Konsolidatioun, also bis déi horizontal bedeitend Deformatiounen ginn. De Verlaf vun der Konsolidéierung ënner dem Effekt vun der horizontaler Kraaft gëtt um Vergläicher 9 (Fig. 1) iwwerwaacht.
De luesen Test gëtt op sandeg oder staubege Buedem applizéiert, wou am Fall vun enger Erhéijung vun der horizontaler Schéierkraaft an engem kuerzen Zäitintervall d’Schéier vun der Probe am Apparat beschleunegt gëtt wéinst dem Effekt vum betount Waasser an de Poren, wat net mat engem natierleche Prozess entsprécht. Dofir klëmmt d’Zäitintervall mat der Feinheet vun den ongebonnene Buedempartikelen, sou datt d’Ausgläichung vum Waasserdrock an de Buedemporen mam externe Waasserdrock méiglech ass. Dës Ausgläichung gëtt erreecht andeems Dir genuch Zäit ënner dem Effekt vun all Niveau vun der horizontaler Belaaschtung hannerloosst, sou datt d’iwwerschësseg Waasser an de Poren duerch de Filterstee gepresst gëtt.
Zousätzlech zu den ernimmten Tester, a bestëmmte Fäll gëtt e séieren Test ouni Konsolidatioun ënner vertikaler Belaaschtung duerchgefouert, dh d’horizontale Schéierkraaft gëtt direkt no der Aféierung vun der Probe an den Apparat ugewannt an et mat enger vertikaler Belaaschtung ze laden. Dës Ausféierungsmethod gëtt awer ënner spezielle Bedéngungen ugewannt, wéi zum Beispill am Fall vun enger frësch installéierter Béi aus Lehmbuedem, deen direkt no der Eechung ouni Verdichtung belaascht gëtt.
Bestëmmung vum Wénkel vun der interner Reibung a Kohäsioun
Baséierend op den Testresultater gëtt de Schéierspannung
τ=Z/A an kp/cm²,
déi aus der Schéierkraaft Z an kp am Moment vum Echec kritt gëtt an dem Querschnittsberäich vun der Probe A an cm². Den Test gëtt gemaach mat 3 bis 4 Apparater gelueden mat ënnerschiddlechen normalen Drock σ=P/A in kp/cm² wou P déi vertikal Belaaschtung vun der Probe a kp ass. Déi folgend Wäerter vun normalen Drock ginn normalerweis geholl: 1,0; 2,0; 3,0 an 4,0 kp/cm².
Abb. 2. Diagram vun horizontalen Deformatiounen
Op Basis vum Diagramm vun internen Reibungselementer ginn zwou Zorte Diagrammer 1 an en Diagramm vun horizontalen Deformatiounen (Fig. 2) kritt.
D’Diagramm vun horizontalen Deformatiounen gëtt kritt andeems d’horizontale Verschiebung ΔL a mm vum ieweschten Frame vum Apparat op den ënneschten op der Abscissaachs applizéiert gëtt, wat kritt gëtt andeems Dir de Vergläicher 9 liest, an op der Ordinataachs de entspriechende Schéierspannung _f.τ2 (f. 2).
Ofhängeg vun der Verdichtung vum Buedem gëtt d’Diagramm 1 fir kompaktéiert an Diagramm 2 fir locker Material kritt.
Fir e kompriméiertem Material klëmmt de Schéierspannung τ ufanks zimlech schaarf par rapport zu der horizontaler Verschiebung ΔL bis op d’Limite vun der Proportionalitéit P, dann méi lues, wouduerch d’Kurve vum Diagramm 1 eropgeet an eng maximal Héicht B erreecht, duerno hëlt d’Diagramm iwwer e gewëssenen Längt-Floss ofgeet. D’Zon vun der riichter Linn Kloteren vum horizontalen Deformatiounsdiagramm, an deem d’Erhéijung vum Schéierspannung proportional zu der Erhéijung vun der Verformung ass, gëtt ugeholl datt d’Gebitt vun der elastescher Verformung ass. Iwwert der Limit P hëlt d’Erhéijung vum Schéierspannung no der Erhéijung vun de Verformungen ΔL bis zum héchste Punkt B vum Diagramm erof. An dëser Zone fänkt d’Material un ze “fléissen” an et gëtt als Gebitt vun der plastescher Verformung ugeholl. Den héchste Punkt B vum 1 Diagramm representéiert de maximale Schéierspannung max τ, an et gëtt ugeholl datt de Buedemfraktur op dësem Punkt geschitt, dat heescht datt de Punkt B de Bruchpunkt ass. Iwwert de Punkt B ass d’Material an engem flëssege Staat, d’Schéierkraaft fällt erof, an et gëtt ugeholl datt an dëser Zone, wou d’Verbindung tëscht de Partikelen gebrach ass, nëmmen d’Rieberesistenz ass, déi géint d’horizontale Schéierkraaft ass. De Punkt G, wou d’Diagramm 1 an déi horizontal Richtung dréit, gëtt als Schiebegrenz ugeholl.
De Schéierspannung bei der Ausfallgrenz B gëtt d’Schéierkraaft oder reng Schéierkraaft τf genannt, während de Schéierspannung bei der Ausbegrenzungsgrenz G d’Rutschkraaft τg genannt gëtt.
Fir e lockere Material huet d’horizontale Verschiebungsdiagramm och eng elastesch Regioun mat der Proportionalitéitsgrenz P, awer downstream ass eng Plastiksregioun bis op d’Rutschgrenz G, dh de maximale Schéierspannung ass gläich wéi d’Limitstäerkt, rutschen (τ=τg), doriwwer eraus de flëssege Zoustand vum Material.
Sl.3. Schéierdiagramm, a) fir kohärent Buedem, b) fir inkohärent Buedem
D’Schéierdiagramm gëtt kritt wann den normalen Drock σ a kp/cm op d’Abszissachs applizéiert gëtt2, an op der Ordinataachs déi entspriechend Schéierkraaft τf an kp/cm2, wou béid dës Wäerter an der selwechter Skala applizéiert ginn (Fig.3). Well d’Schéierkraaft τf vum Buedem mam normalen Drock σ eropgeet, wäert se fir verschidden Drock σ1 kréien Punkten A, B, C, an D, déi entspriechend Schéier Stäerkten representéieren.
Fir eenzel Punkten A, B, C an D am Diagramm ze kréien3fir kohärent Buedem (Fig.3a), d’Schiebestäerkt _τ_g gëtt ugeholl. Wéi och ëmmer, am Fall vu Lehmbuedem fänkt d’Material un ze fléissen laang ier d’Rutschgrenz G erreecht gëtt, an et gëtt eng Tendenz fir d’Schéierkraaft op der Grenz vun der Proportionalitéit P ze adoptéieren fir d’Kohäsioun c an de Wénkel vun der interner Reibung vum Buedem ze bestëmmen, awer well et relativ kleng ass, ass d’Schéierkraaft fir déi d’Verformung ΔL dacks am Diagramm ugeholl gëtt.2zweemol méi grouss wéi d’Verformung an der viregter Stuf vun der Luede am Apparat. Dës Stäerkt ass iergendwou tëscht der Grenz vu P a B, dat heescht G (Fig.2).
Verbindungspunkte A, B, C an D am Diagramm 76a gëtt e Schéierdiagramm, wat eng riicht Linn an erfollegräichen Tester ass. Duerch d’Verlängerung vum Diagramm op d’Kräizung mat der Ordinataachs, fir σ = 0, gëtt op Basis vum Coulomb Muster τf = c+σ tgϕ kritt datt τf = c = Buedemkohäsioun, während den Hang vum Diagramm vun der horizontaler Reibung de Wénkel gëtt. Duerch d’Verlängerung vum Schéierdiagramm op der anerer Säit vun der Ordinataachs gëtt de Stress wéinst Kohäsioun pk op der Abscissaachs kritt, wann d’Gréisst vun der Kohäsioun c als Äquivalent vun der Reibungsresistenz ausgedréckt gëtt:
c = pk tgϕ, wouvun pk = c/tgϕ
Fir inkohärent Buedem, wéi Sand, ass d’Diagramm an der Fig. 3b, déi duerch d’Koordinatenorigin geet, well fir σ = 0 mir τ = 0 kréien. Wann de Sand awer feinkorneg a naass ass, e Diagramm ähnlech wéi deen an der Fig. 3a, mat enger méi klenger Kohäsioun c, déi scheinbar Kohäsioun duerstellt. An deem Fall stellt de Spannung pk op der erweiderter Abszissachs op der anerer Säit vum Koordinatenursprong de Kapillarspann duer.
Et sollt bemierkt datt d’Bestëmmung vu Buedemkohäsioun a Reibung duerch direkt Schéierprüfung e puer Nodeeler huet, déi wichtegst vun deenen sinn datt de Buedemausfall op enger virbestëmmter Schéierfläch geschitt an net op der Uewerfläch vum mannsten Schéierresistenz, datt während dem Schéier vun der Probe am Apparat, d’Schéierbewegung vun der ieweschter, dann op der ieweschter Uewerfläch reduzéiert gëtt. Deformatiounen vun der Probe während der Schéier kënnen nëmmen iwwer eng kuerz Längt iwwerwaacht ginn, sou datt d’Rutschresistenz iwwer d’Limite net genuch Fraktur kontrolléiere kann, besonnesch am Fall vu mëlle Buedem, wann Verformungen beim Scheren grouss sinn, etc.
Triaxial Kompressiounstest
Den Test gëtt op engem triaxialen Apparat gemaach, deen ënnerschiddlech Konstruktiounen huet, awer all si baséiert op dem selwechte Prinzip, deen esou ass. Déi ongestéiert Probe a Form vun enger Roller gëtt vertikal op de Stand gesat an dem lateralen Drock vun der flësseger Mass vun alle Säiten ausgesat an dann op de vertikalen Drock, dee graduell eropgeet, bis d’Fraktur vun der Probe op der Uewerfläch vum mannsten Schéierresistenz verursaacht gëtt. Op Basis vun der Schéierkraaft bei der Paus ginn d’Kohäsioun an de Wénkel vun der interner Reibung vum Buedem berechent.
Beschreiwung vum triaxialen Apparat
Abb. 4. Triaxial Apparat
Den triaxialen Apparat (Fig. 4) besteet am ënneschten Deel vun der Basisplack vun der Chamber, op där de Probestand steet, an am ieweschten Deel vum Piston fir d’Vertikal Belaaschtung vun der Probe an der ieweschter Plack, déi d’Kammer zoumaacht. Déi meescht üblech Prouf Dimensiounen sinn Duerchmiesser ϕ=36 mm, Héicht h=2,2-2,5_ϕ_. Den Duerchmiesser vun der Chamber ass D=135mm, Héicht H = 180 mm. E schmuele Rouer K1 fir d’Probe vun ënnen ze drainéieren fänkt aus dem Zentrum vum Probestand, deen Waasser aus der Probe duerch eng porös Plack kritt an et ausserhalb vun der Chamber an e vertikale Glasröhre C1 drainéiert. Wann den Test gemaach gëtt ouni d’Probe ze drainéieren, gëtt dëse Kanal fir de Waasserdrock an de Poren ze moossen. An der Bronzebasis vun der Chamber gëtt et e Kanal K2 fir d’Versuergung vu flëssege Mass fir d’Kammer ze fëllen an de lateralen Drock an der Chamber op der Probe z’erreechen.
Duerch déi iewescht Plack vun der Chamber passéiert de Kolbengriff fir d’Probe ze lueden. D’Probe an der Chamber ass vun enger Gummi-Membran ëmginn, déi op béide Enden erweidert ass a mat Hëllef vu Gummi-Réng mat dem Kolben an der Basis verbonnen ass. An der Mëtt vum Piston ass e Kanal K3 fir d’Probe vun der ieweschter Säit ze drainéieren.
D’Säite vun der Chamber sinn hermetesch versiegelt mat engem Plexiglas-Zylinder, deen iwwer Gummi-Réng op déi iewescht an déi ënnescht Placke vun der Chamber fixéiert ass.
D’Kammer gëtt op enger zolitter Basis gesat. Déi normal Belaaschtung vun der Probe gëtt iwwer en Hiewel mat Gewiichter gemaach, de Verhältnis vun deenen ass meeschtens 1: 10. De System fir de lateralen Drock op der Probe an der Chamber z’erreechen besteet aus enger Fläsch mat flësseger Mass B, déi duerch e Röhre an d’Kammer bruecht gëtt, e Manometer fir d’Miessung vum Loftdrock an eng Fläsch mat kompriméierter Loft. E Comparator gëtt iwwer de Kolben gesat fir d’Probe ze lueden fir d’Siidlung vun der Probe ënner Belaaschtung ze moossen.
De lateralen Drock vun der flësseger Mass an der Chamber kann op Wëllen ugepasst ginn andeems de Loftdrock an der Fläsch B iwwer d’Ventile V1 a V2 benotzt gëtt. Dësen Drock verursaacht horizontale Spannungen an der Probe σ2 an σ3, déi duerch de kreesfërmege Sektioun vun der Probe ausgeglach sinn σ2 = σ3.
D’Flëssegmass kann destilléiert Waasser oder Ueleg sinn, wat fir eng besser Dichtung bevorzugt ass, well Waasser duerch d’Schrauwen passéiere kann. Ënnert dem Afloss vum Loftdrock an der Fläsch B füllt d’flësseg Mass d’Kammer bis op de Ventil V6, deen dann zou. Déi vertikal Belaaschtung vun der Probe P, déi bal friktiounslos op d’Probe iwwer de Kolbengriff transferéiert gëtt, gedeelt duerch de Querschnittsfläch vun der Probe A gëtt de vertikale Stress σ1 = P/A
Triaxial Kompressiounstest ausféieren
Fir d’Testprobe gëtt et an engem getrennten Apparat veraarbecht, sou datt eng Roller mat engem Duerchmiesser vu 36 mm, eng Héicht vun 78 mm oder 90 mm kritt gëtt, op deem Filtersteng vun uewen an ënnen geluecht ginn an eng Gummi-Membran opgesat gëtt. Dann gëtt d’Probe zesumme mat de Filtersteng op de Stand an der Chamber plazéiert, d’Enn, d’Gummi-Membranen iwwer de Stand an d’Ladekolben gezunn a mat Gummi-Réng geséchert. Laut der Praxis vu bestëmmte Laboratoiren, wéi zum Beispill Prof Skempton zu London, gëtt d’Drainage vun der Probe an der Kammer während dem Test beschleunegt andeems d’Säiten vun der Probe mat Filterpabeier bedeckt ginn, wat plazéiert ass ier d’Gummi-Membran opgezunn ass. Wann d’Probe an den Apparat agefouert gëtt an de Plexiglas-Zylinder an den ieweschten an ënneschten Placke fixéiert ass, ass et méiglech Tester auszeféieren, déi op verschidde Manéiere kënne gemaach ginn, sou wéi déi folgend:
-
Undrainéiert Tester. An dësen Tester ass d’Drainage vun der Probe net erlaabt während der Applikatioun vum lateralen a vertikalen Test, während Ventile V4 a V5 zou sinn.
-
Undrainéiert Tester mat Konsolidéierung. Wärend der Applikatioun vum lateralen Drock gëtt d’Probe drainéiert (V4 a V5 sinn op), während der Applikatioun vum vertikalen Drock Drainage net erlaabt ass (V4 a V5 sinn zou).
3_) Drainéiert Proben_. D’Probe gëtt fir d’ganz Dauer vum Test drainéiert (Ventile V4 a V5 sinn op), sou datt eng komplett Konsolidatioun geschitt a kee betount Waasser an de Poren erstallt gëtt während der Applikatioun vum vertikalen Drock σ1. Dësen Test dauert laang, besonnesch mat schlecht permeablen Buedem, well d’Vertikal Belaaschtung σ1 muss an enger grousser Zuel vu klenge Etappen duerchgefouert ginn an op all Etapp op d’Konsolidéierung gewaart ginn. Zousätzlech kënnen déi genannten Tester mat saturated an partially saturated Echantillon_ gemaach ginn._
Am Hibléck vun den uewe genannte Méiglechkeeten, triaxial Kompressiounstester kënnen a verschiddene Varianten duerchgefouert ginn an no der Aart vum Buedem ënner Laaschtbedéngungen ugepasst ginn.
D’Apparater, Prozeduren, Eenheeten, Wäerter a Mustere beschriwwe ginn aus enger historescher Quell transferéiert. Den Text ass keng geotechnesch Studie, Laborprotokoll, Fondatiounsprojet, Beweis vun der Steigungsstabilitéit oder Ausgruewungsplang. D’Wiel vun der Probe an der Testmethod, den Zoustand vun der Drainage a Konsolidéierung, Grondwaasser, Laaschtregime, seismesch Aflëss an Ausgruewungssécherheet musse fir de spezifesche Buedem a Gebai bestëmmt ginn, no aktuellen Reglementer, mam passenden Laboratoire an autoriséierten geotechneschen Expert.