Archyvinio eksperto turinys: straipsnyje saugoma istorinė geotechninių sampratų, formulių ir laboratorinių procedūrų apžvalga. Tai nėra geotechninis tyrimas, pylimo projektas, tankinimo specifikacija, kokybės kontrolės planas ar esamo standarto pakaitalas. Grunto parametrus, įrangą, tankinimo energiją, priėmimo kriterijus ir saugius darbo būdus nustato įgaliotas geotechnikos inžinierius ir akredituota laboratorija pagal konkretų gruntą ir objektą.
Šiandien Savo Kusić daugiausia dėmesio skiria mediniams langams, mediniai-aliuminio langai, priskirti langai, durys ir prašymai pateikti citatą. Šis straipsnis lieka techniniu archyvu ir nėra geotechninio projektavimo, bandymų ar žemės darbų atlikimo pasiūlymas.
Puraus dirvožemio sutankinimas
Puraus dirvožemio tankinimas priklauso nuo kietųjų dalelių dydžio ir formos, taip pat nuo jo struktūros. Nesurišto dirvožemio atveju yra tam tikros ribos, kuriose slenka rečiausios ir tankiausios struktūros poringumo n ir poringumo koeficiento e reikšmės.
Jei nesurišta medžiaga išdžiovinama ir lėtai supilama į stiklinę, kad pilant nesutankėtų, gaunama jos rečiausia struktūra. Ši struktūra atitinka poringumo koeficientą emax, kurio smėlio vertė originaliame tekste yra ribose:
emax =0,7-1,0.
Jei ta pati medžiaga supilama į stiklinę plonais sluoksniais ir kiekvienas sluoksnis suspaudžiamas mediniu plaktuku tol, kol tūris pasidaro pastovus, t. y. kol nustos nusėsti sutramstant, gaunama jos tankiausia struktūra. Jis atitinka poringumo koeficientą emin, kurio reikšmė smėliui yra:
emin = 0,45–0,65.
Neprisirišusio dirvožemio sutankinimas išreiškiamas santykiniu sutankinimu ID, koeficientu, kuris parodo dirvožemio sutankinimo laipsnį, palyginti su didžiausiu sutankinimu:
kur e yra dirvožemio poringumo koeficientas esant natūraliai sutankinimo būsenai. Galutinės santykinio tankio vertės yra šios:
- rečiausiai struktūrai e = emax; ID =0;
- tankiausiai struktūrai e = emin; ID =1.
Smėlio dirvožemio tankinimo kriterijus pagal Terzaghi originaliame tekste yra toks:
- menkai sutankintas smėlis: ID =0-1/3;
- vidutiniškai sutankintas smėlis: ID =1/3–2/3;
- tankiai sutankintas smėlis: ID =2/3-1.
Kelių ir pylimų pylimų atveju tekste reikia ID =2/3-1.
Vietoj ankstesnės formos galima naudoti tūrių santykį:
kur V yra nesuardyto dirvožemio mėginio tūris, Vmax yra tokio paties kiekio dirvožemio tūris mažiausiai sutankintoje būsenoje, o Vmin yra tokio paties kiekio dirvožemio tūris, esant didžiausiam sutankinimui.
Taikymo riba: istorinės klasifikacijos ir terminai negali būti tiesiogiai perkeliami į projektą ar statybvietę. Dirvožemio tipas, mėginių ėmimo būdas, mėginio būklė, taikomas standartas ir projekto reikalavimas gali pakeisti metodą ir kriterijus.
Surišto dirvožemio sutankinimas
Esant surištam dirvožemiui, tankinimas priklauso ne tik nuo kietų ingredientų dydžio ir formos bei jų struktūros, bet ir nuo sanglaudos. Dėl sanglaudos kietosios dalelės yra sulipusios, todėl tankinant vandenį iš porų išspausti daug sunkiau nei su nesurištu dirvožemiu, kurio dalelės lengviau juda veikiamos apkrovos.
Sutankinant surištą dirvą didelę reikšmę turi vandens kiekis. Tampinant vanduo išstumiamas iš porų ir sumažėja vandens plėvelės storis; mažėja poringumas, didėja šlyties stiprumas ir tūrinis tankis. Kuo didesnis tankis, tuo daugiau kietųjų dalelių ir mažiau porų tūrio vienete. Šis santykis buvo priimtas kaip pagrindas vertinant surišto grunto tankumą. Sutankinimo kontrolė tekste atliekama naudojant sausą tūrinį svorį:
γd = Wd / V [N/cm3]
kur Wd yra visiškai išdžiovinto dirvožemio mėginio svoris N, o V yra to paties sutankinto mėginio tūris prieš džiovinimą, cm3.
Proktoriaus bandymas
Proctor testas skirtas nustatyti santykį tarp vandens kiekio dirvožemyje ir jo sutankinimo. Jis nustato optimalią drėgmę, t. y. drėgmę, kuriai esant suspaustas dirvožemis suteikia didžiausią sauso tūrio svorį tam tikrai sutankinimo energijai.
Istoriškai aprašytas Proktoro aparatas (Pav1) susideda iš metalinio cilindro, kurio vidinis skersmuo Ø =10 cm, aukštis12 cm(nuotrauka1_a_), tokio paties aukščio skersmens cilindro tęsinys10 cm(nuotrauka1_b_) ir metalinio plaktuvo skersmuo5 cm, svoris2,5N, šiek tiek didesnio skersmens cilindriniame kreiptuve. Kreiptuvas yra atviras apatiniame gale, o uždarytas viršutiniame gale, su šiek tiek platesne anga, per kurią gali praeiti cilindro rankena (pav.1_c_). Apatinis cilindro galas uždedamas ant didesnės metalinės plokštės ir tvirtinamas tampinimo metu.
Mėginys džiovinamas pagal pradinę procedūrą ir sijojamas per sietą5 mmkad būtų išvengta didelių grūdų įtakos. Tada jis sumaišomas su tokiu vandens kiekiu, kuris neturi būti tiek daug, kad mėginys taptų purus, nei toks mažas, kad mėginio nebūtų galima apdoroti. Pirma, sluoksnis, kurio aukštis apytiksliai8 cmnesutankintos būklės ir taranuotos su25potėpiai tolygiai paskirstyti paviršiuje. Smūgis atliekamas laisvu plaktuku kritimu iš aukščio30 cm. Užtepamas naujas storio sluoksnis8 cm, kraunasi naujais25pataiko ir pakartoja procesą su trečiuoju sluoksniu. Užbaigus pratęsimas pašalinamas, mėginio paviršius sulygiuojamas su apatinio cilindro kraštu ir pašalinamas dirvožemio perteklius. Po to paimamas sutankinto grunto mėginys ir nustatomas jo tūrinis tankis γd ir drėgmės kiekis w.
_Paveikslėlis1- Proktoriaus eksperimentas.
Eksperimentas kartojamas nuo 5 iki 6 kartų, visada su šviežia, neapdorota medžiaga iš to paties mėginio, bet su skirtingu vandens kiekiu, kad būtų gautos skirtingos γd ir w vertės. Dirvožemio drėgmė w taikoma diagramos abscisei, o sausas tūrinis svoris γd - ordinatėje (pav. 2). Sujungti taškai pateikia kreivę, rodančią, kad sausas tūrinis tankis pirmiausia didėja esant drėgmei iki maksimumo, o vėliau mažėja. Drėgmė wopt, atitinkanti didžiausią sauso tūrio tankį max γd, vadinama optimalia drėgme. Tekste pripažįstama, kad esant tokiai drėgmei, pasiekiamas didžiausias sutankinimas pagal tam tikrą sutankinimo energiją. Tokiu būdu atliktas testas vadinamas standartiniu Proktoro testu.
Paveikslėlis 2 – Proktoriaus diagrama.
Laboratory safety and standard: Apparatus dimensions, mass and drop of rammer, number of layers and impacts and sample preparation are historical data transmitted here, not a stand-alone instruction. Galiojanti procedūra turi apibrėžti atitinkamą standartą ir laboratorijos planą. Džiovinant, sijojant ir tampstant kyla dulkių, skraidančių dalelių, suspaudimo ir susižalojimo pavojus; reikalinga tinkama įranga, apsauga ir apmokytas operatorius.
Grūdelių dydžio poveikis 5 mm
Originaliame tekste teigiama, kad grūdai, didesni nei 5 mm, neturi reikšmingo poveikio, jei sudaro 25% visos masės. Jei yra daugiau nei 25%, į jų įtaką reikia atsižvelgti apskaičiuojant mišinio sausą tūrinę masę taikant proporcingumo metodą arba modifikuotą Proktoro testą.
Skaičiavimas proporcingumo metodu
Pagal šį metodą dirvožemio medžiagų mišinio sauso tūrinė masė γdm apskaičiuojama pagal proporcingą didesnio ir mažesnio dydžio grūdų atvaizdavimą.5 mm:
kur yra:
- γd – per sieto angą prasiskverbusios medžiagos sausoji tūrinė masė5 mm;
- γsc – ant sieto angos likusių kietųjų dalelių tūrinė masė5 mm;
- m – ant sieto angos likusios medžiagos masės procentas5 mmvisos masės atžvilgiu.
Modifikuotas Proctor testas
Remiantis JAV Melioracijos biuro patirtimi, nurodyta pirminiame tekste, jei grūdai yra didesni nei5 mmperdaryti1/3į2/3visos dirvožemio masės, bandymas turėtų būti atliekamas su visa masė. Kadangi skersmens cilindre to sėkmingai padaryti neįmanoma10 cm, didesnio skersmens cilindras naudojamas vadinamajame modifikuotame Proktoro teste. Tekste aprašomas skersmens cilindras15,2 cmir aukščio23,2 cm, kuriame mėginio kiekis5,5kp užpildo tris maždaug vienodus sluoksnius su po50pataiko sunkiu plaktuku4,53kp ir kritimo aukštis45,7 cm. Jei mėginyje yra grūdų iki20 mm, bandymas atliekamas su netrikdoma medžiaga. Jei jame yra didesni nei20 mm, kiekis5,5kp mėginio persijojama per sietelį20 mm, o likusią dalį ant sietelio pakeičia tokio paties dydžio medžiaga5-20 mm.
Be taip aprašytos procedūros, bet koks atlikimo būdas, kuris skiriasi nuo standartinio, tekste dar vadinamas modifikuotu Proctor testu.
Sutankinimo energija
Mėginio sutankinimo energija Proktoro cilindre gali būti išreikšta lygtimi, kur N yra plaktuko smūgių skaičius, h yra plaktuko kritimo aukštis m, W yra plaktuko svoris Mp (megapond), o V yra mėginio tūris m.3.
Didėjant tankinimo energijai, pasiekiamas didesnis mėginio sutankėjimas, mažėja jo poringumas, t.y. vandens kiekis dirvožemyje, didėja sauso tūrio masė. Dėl sutankinimo energijos E1, E2, E3ir E4gaunami atitinkami Proktoro grafikai paveiksle3. Visos diagramos asimptotiškai prasideda soties diagrama, dar vadinama diagrama0%oro porų, kai visos poros užpildomos vandeniu, t5%oro porų, kai tai yra95%poros, užpildytos vandeniu.
_Paveikslėlis3- Proktorių diagramos skirtingoms tankinimo energijoms.
Prisotinimo diagramą galima sudaryti braižant ant abscisės w = wz = n / γs(1-n), o ordinatėje γd = γs(1-n), kur n yra dirvožemio poringumas, o γs yra nurodyto dirvožemio kietųjų dalelių masė. Iš to seka, kad sutankinimo energija gali būti reguliuojama taip, kad būtų pasiektas norimas sutankinimas. Norint kontroliuoti natūralaus grunto ar sutankinto pylimo tankumą, tekste dažnai naudojamas tankinimo indeksas Iz, nurodyto grunto ar pylimo sauso tūrinio svorio γd santykis su Proctor γp gautu tūriniu svoriu:
Iz = γd / γp.
Projektavimas ir kontrolė lauke: vien laboratorinė kreivė nepatvirtina išvestinio sluoksnio kokybės. Mėginių ėmimas, sluoksnio storis, mašinos pravažiavimų tipas ir skaičius, drėgmė, lauko matavimai, laikomoji galia, drenažas, gretimos konstrukcijos ir požeminiai įrenginiai turi būti įtraukti į projektavimo ir valdymo planą. Nesiartinkite prie volo ar kitų mechanizmų darbo zonos be organizuotos signalizacijos ir prieigos kontrolės.