Ankehitriny, i Savo Kusić dia mifantoka amin’ny varavarankely hazo, varavarankely hazo-aluminium, varavarankely mahazatra, varavarana ary fangatahana teny nindramina. Ity lahatsoratra ity dia mijanona ho tahiry geoteknika ary tsy tolotra ho an’ny fitiliana laboratoara, famolavolana geoteknika na fanamboaran-tany.
Misy fomba maro hamaritana ny singa amin’ny fanoherana ny tany anatiny, ny firaisankina ary ny zoro ny fikomiana anatiny amin’ny alàlan’ny fitsapana laboratoara, anisan’izany ny fitsapana direct shear sy ny fitsapana triaxial compression_ no malaza indrindra.
traikefa mpanety mivantana
Ny fitsapana dia atao amin’ny fitaovana misy fizarana mahitsizoro karazana A. Casagrandea na amin’ny fitaovana boribory amin’ny karazana Hvorsleva. Holazainay ny fanandramana amin’ny fitaovana amin’ny fizarana mahitsizoro, izay be mpampiasa indrindra. Amin’ireo tranga roa ireo, ny fitsapana dia atao miaraka amin’ny santionany tsy voahelingelina, na miaraka amin’ny santionany voahelingelina eo amin’ny teboka vokatra, ka ny fitsapana dia manana sanda fampitahana.
Fitaovana hanety mivantana ny fizarana mahitsizoro (sary 1)
Fig. 1_Fizarana miampita amin’ny fitaovana fanetezana mivantana an’i Casagrande_
Ny fitaovana dia misy ampahany roa, ny rafitra ambony sy ambany, izay ny ambany dia static, raha ny ambony dia azo mihetsika ary azo afindra amin’ny ambany iray eo ambany fitarihan’ny hery marindrano Z, izay miasa eo amin’ny fiaramanidina mifandray amin’ny ambony sy ambany frame.
Ny santionan’ny tany dia apetraka ao anaty peratra mahitsizoro vy, matetika mirefy 100 × 100 × 30 mm, na ireo refy rehefa kikisana tsara. Apetraka eo ambonin’ny tampony sy ambany amin’ilay santionany ny vato sivana, ary avy eo dia apetraka ao amin’ny peratran’ilay fitaovana ny zava-drehetra, izay feno rano avy eo. Apetraka eo amin’ny santionany ny fitaovana ho an’ny fametahana mitsangana. Ny vato sivana ambony dia mifamatotra amin’ny rafitra fametahana mitsangana amin’ny santionany, raha ny ambany kosa dia mifandray amin’ny fantsona rano, izay ahafahan’ny santionany tazonina ao anatin’ny toetry ny santionany mandritra ny fitsapana, mba hialana amin’ny firaisankina hita maso.
Mba hialana amin’ny fifandonana eo amin’ny tampon’ny fifandraisana eo amin’ny rafitra ambony sy ambany, dia misy fitaovana mihodinkodina ny rafitra ambony, izay ny rafitra ambony dia mihetsika eo ambanin’ny herin’ny fanetezana marindrano. Ankoatr’izay, ny sisin’ny fifandraisana amin’ny rafitra ambony sy ambany dia voasarona amin’ny jelly solitany. 2 fampitahana hafa amin’ny fisoratana anarana amin’ny fanovana mitsangana sy mitsivalana dia tafiditra ao anatin’ilay fitaovana.
Manao andrana manintsana mivantana
Misy ny ankamaroany2karazana andrana manintsana mivantana: faingana sy miadana. Ny andrana quick dia ny famenoana ny santionany amin’ny tsindry mitsangana sasany, izay mazàna mitentina0,50;1,0;2,0;3,0SY4,0kp/cm2, miandry ny fampivondronana, izay heverina fa tontosa raha toa ka midina mandritra ny fotoanan’ny24ora Δh ≤0,02 mm, ary avy eo dia asiana herim-pandrefesana marindrano Z, amin’ny habeny1/20na1/40ampahany amin’ny hery mitsangana P, izay mitombo isa-minitra amin’ny sanda mitovy mandra-piposahan’ny tany. Mandritra ny fampiharana ny hery fanetezana marindrano, ny fandehan’ny rafitra ambony dia araha-maso tsy tapaka amin’ny famakiana amin’ny comparator ary ny fiovaovan’ny horizontaly dia voarakitra ao anaty log avy hatrany alohan’ny entana vaovao tsirairay. Ny fotoana, izay mampiseho ny fampitahana hetsika tampoka, dia raisina ho toy ny vaky tany.
Ny fitsapana haingana dia ampiharina amin’ny tany tanimanga, izay miadana ny fanamafisana voajanahary eo ambanin’ny enta-mavesatra vaovao ary mifanaraka amin’io fomba fanaovana fitsapana io.
Ny fitsapana Slow dia atao amin’ny fomba mitovy amin’ny teo aloha ary ny hany mahasamihafa azy dia ny fitomboan’ny hery fanetezana marindrano mandritra ny elanelam-potoana lava kokoa, izay mety ho2,5SY15 minuta na hatramin’ny fanamafisana, izany hoe mandra-pahatongan’ny deformation horizontaly ho tsy misy dikany. Ny fizotran’ny fanamafisana eo ambany fitarihan’ny hery marindrano dia araha-maso amin’ny comparator9(aviavy.1).
Ny fitsapana miadana dia ampiharina amin’ny tany fasika na vovoka, izay raha mitombo ao anatin’ny fotoana fohy ny herin’ny fanetezana marindrano, dia mihamitombo ny fanetezana ny santionany amin’ny fitaovana noho ny fiantraikan’ny rano voatsindry ao amin’ny pores, izay tsy mifanaraka amin’ny dingana voajanahary. Noho izany, mitombo ny elanelana amin’ny fotoana miaraka amin’ny fahatsaran’ny poti-tany tsy voafatotra, mba ahafahana mampitovy ny fanerena ny rano ao amin’ny mason-tany amin’ny fanerena ny rano ivelany. Izany fampitoviana izany dia tratra amin’ny alalan’ny famelabelarana fotoana ampy eo ambany fiantraikan’ny ambaratonga tsirairay ny enta-mavesatra marindrano, ka ny rano be loatra ao amin’ny pores dia voatery hivoaka amin’ny alalan’ny vato sivana.
Ho fanampin’ireo fitsapana voalaza etsy ambony ireo, amin’ny toe-javatra sasany dia misy fitsapana haingana tsy misy fanamafisana eo ambanin’ny enta-mavesatra mitsangana, izany hoe ny herin’ny fanetezana horizontaly dia ampiharina avy hatrany aorian’ny fampidirana ny santionany amin’ny fitaovana ary ny fametrahana azy amin’ny enta-mavesatra mitsangana. Na izany aza, io fomba famonoana io dia ampiharina amin’ny fepetra manokana, toy ny trangan’ny fefiloha vao tafapetraka vita amin’ny tany tanimanga, izay entina avy hatrany aorian’ny famenoana tsy misy fametahana mialoha.
Famaritana ny zoro amin’ny fikorontanana anatiny sy ny firaisankina
Mifototra amin’ny valin’ny fitsapana, kajy ny tsindrin-tsofina
τ=Z/A in kp/cm²,
izay azo avy amin’ny herim-pandrefesana Z amin’ny kp amin’ny fotoanan’ny tsy fahombiazana sy ny velaran’ny santionany A amin’ny cm². Ny fitsapana dia atao amin’ny 3 ka hatramin’ny 4 fitaovana feno fanerena ara-dalàna samihafa σ=P/A amin’ny kp/cm² izay P no enta-mavesatra mitsangana amin’ny santionany amin’ny kp. Ireto sanda manaraka ireto amin’ny fanerena ara-dalàna dia raisina matetika: 1,0; 2,0; 3,0 ary 4,0 kp/cm².
Fig. 2. Diagram deformation marindrano
Mifototra amin’ny kisarisary momba ny singa fikomiana anatiny, dia azo ny karazana kisary roa 1 sy ny kisarisary mitsivalana (sary 2).
Ny diagram deformation horizontaly dia azo amin’ny alalan’ny fampiharana ny fifindran’ny horizontaly ΔL amin’ny mm amin’ny rafitra ambony amin’ny fitaovana mankany amin’ny ambany amin’ny axe abscissa, izay azo amin’ny famakiana ny comparator 9, ary amin’ny axis ordinate ny adin-tseza mifanandrify _cm² (figp. 2).
Miankina amin’ny fametahana ny tany dia azo ny kisary 1 ho an’ny fametahana ary ny kisary 2 ho an’ny akora mivelatra.
Ho an’ny akora mipetaka, ny tsindrin-tsofina τ dia mitombo amin’ny voalohany raha oharina amin’ny fifindran’ny horizontaly ΔL hatramin’ny fetran’ny proportionality P, avy eo miadana kokoa, raha ny curve amin’ny kisary.1mitombo ary mahatratra ny haavony ambony indrindra B, aorian’izay dia mihena ny kisary mandritra ny halavany iray, mba hahatongavana amin’ny fikorianan’ny horizontaly. Ny faritry ny fiakarana mahitsy amin’ny diagram deformation horizontaly, izay ny fitomboan’ny tsindrin-tsofina dia mifandanja amin’ny fitomboan’ny deformation, dia heverina ho ny faritry ny deformation elastika. Mihoatra ny fetra P, mihena ny fisondrotry ny tsindrin-tsofina arakaraky ny fitomboan’ny deformation ΔL ka hatrany amin’ny teboka B ambony indrindra amin’ny kisary. Ao amin’io faritra io dia manomboka “mikoriana” ny fitaovana ary raisina ho toy ny faritra deformation plastika. Ny teboka avo indrindra amin’ny kisary B1dia maneho ny tsindrin-tsofina ambony indrindra max τ, ary heverina fa misy ny fahatapahan’ny tany amin’io fotoana io, izany hoe io teboka B io no teboka tapaka. Mihoatra ny teboka B, ny fitaovana dia ao anatin’ny toetry ny ranon-javatra, mihena ny tanjaky ny hety, ary heverina fa ao amin’io faritra io, izay tapaka ny fifandraisana misy eo amin’ireo singa, dia tsy misy afa-tsy fanoherana sliding izay manohitra ny herin’ny ratsin’ny horizontaly. Point G misy ny kisary1mandalo amin’ny lalana mitsivalana dia raisina ho fetran’ny sliding.
Ny tsindrin-tsofina amin’ny fetran’ny tsy fahombiazana B dia antsoina hoe tanjaky ny fanetezana na tena hetezana madio τf, raha ny tanjaky ny fanetezana amin’ny fetran’ny vokatra G dia antsoina hoe tanjaky ny slip τg.
Ho an’ny fitaovana malalaka, ny kisary fifindran’ny marindrano koa dia manana faritra elastika miaraka amin’ny fetran’ny proportionality P, fa ny ambany dia faritra plastika hatramin’ny fetran’ny slip G, izany hoe ny adin-tsaina ambony indrindra dia mitovy amin’ny tanjaky ny fetra, slip (τ=τg), ankoatra izay ny toetry ny ranon’ny fitaovana.
Sl.3. Diagrama hetezana, a) ho an’ny tany mirindra, b) ho an’ny tany tsy mirindra
Ny sarin’ny hety dia azo rehefa ampiharina amin’ny axe abscissa ny tsindry ara-dalàna σ amin’ny kp/cm.2, ary eo amin’ny axis ordinate ny tanjaky ny hety τf amin’ny kp/cm2, izay ampiharana ireo soatoavina roa ireo amin’ny ambaratonga mitovy (aviavy.3). Koa satria mitombo ny tanjaky ny hety τf amin’ny tany miaraka amin’ny fanerena ara-dalàna σ, dia ho an’ny tsindry samihafa σ izany.1 mahazo teboka A, B, C, ary D, izay maneho ny tanjaky ny hety mifanaraka aminy.
Mba hahazoana teboka tsirairay A, B, C ary D amin’ny kisary3ho an’ny tany mirindra (Fig.3a), ny tanjaky ny sliding _τ_g dia raisina. Na izany aza, amin’ny tany tanimanga, ny akora dia manomboka mikoriana ela be alohan’ny hahatongavan’ny fetra G, ary misy ny fironana handray ny tanjaky ny fanetezana amin’ny fetran’ny proportionality P mba hamaritana ny firaisankina c sy ny zoro amin’ny friction anatiny amin’ny tany, fa satria kely dia kely, ny tanjaky ny fanetezana izay ny deformation ΔL dia matetika ampiasaina amin’ny diagrama.2avo roa heny noho ny deformation amin’ny dingana teo aloha ny entana ao amin’ny fitaovana. Ity tanjaka ity dia eo anelanelan’ny sisin-tanin’ny P sy B, izany hoe, G (aviavy.2).
Ny fampifandraisana teboka A, B, C ary D amin’ny kisary 76a dia manome kisarisary hety, izay tsipika mahitsy amin’ny fitsapana mahomby. Amin’ny fanitarana ny kisary mankany amin’ny fihaonan-dalana miaraka amin’ny axis ordinate, ho an’ny σ = 0, dia azo avy amin’ny lamina Coulomb τf = c+σ tgϕ izay τf = c = firaisan’ny tany, raha ny fitongilan’ny kisary mankany amin’ny horizontaly kosa no manome ny zoro ny fikorontanana anatiny. Amin’ny alalan’ny fanitarana ny sarin’ny fanetezana amin’ny ilany ilany amin’ny axe ordinate, dia azo amin’ny axe abscissa ny fihenjanana vokatry ny cohesion pk, rehefa aseho ho mitovy amin’ny fanoherana frictional ny halehiben’ny cohesion c:
c = pk tgϕ, avy aiza pk = c/tgϕ
Ho an’ny tany tsy mirindra, toy ny fasika, ny kisary ao amin’ny aviavy. 3b, izay mandalo amin’ny fiaviana mandrindra, satria ho an’ny σ = 0 dia mahazo τ = 0 isika. Na izany aza, raha ny fasika dia voa madinika nahandroina sy lena, dia kisary mitovy amin’ny an’ny aviavy. 3a, miaraka amin’ny firaisankina kely kokoa c, izay maneho firaisankina miharihary. Amin’io tranga io, ny adin-tsaina pk amin’ny axe abscissa miitatra amin’ny ilany iray amin’ny fiaviana mandrindra dia maneho ny adin-tsaina.
Marihina fa ny famaritana ny firaisan’ny tany sy ny fikomiana amin’ny alalan’ny fitiliana hety mivantana dia misy fatiantoka maro, ny tena zava-dehibe dia ny tsy fahombiazan’ny tany dia mitranga amin’ny velarana efa voafaritra mialoha fa tsy eo amin’ny velarana kely indrindra amin’ny fanoherana hetezana, fa mandritra ny fanosehana ny santionany amin’ny fitaovana, dia mihena ny fihetsehan’ny santionany amin’ny santionany, noho ny fihenjanana eo amin’ny santionany ambany noho ny fihenjanan’ny santionany. Ny fanetezana dia tsy azo araha-maso afa-tsy amin’ny halavany fohy, ka ny fanoherana mihosin-dava mihoatra ny fetra dia tsy afaka mifehy ny vakivaky amin’ny halehibeny, indrindra amin’ny tany malemy rehefa lehibe ny deformation mandritra ny fanetezana, sns.
Triaxial compression test
Ny fitsapana dia atao amin’ny fitaovana triaxial, izay samy hafa ny fanorenana, fa izy rehetra dia mifototra amin’ny foto-kevitra iray ihany, dia izao manaraka izao. Ny santionany tsy voahelingelina amin’ny endriky ny roller dia apetraka mitsangana eo amin’ny fijoroana ary mibaribary amin’ny fanerena lateral ny faobe ranon-javatra avy amin’ny lafiny rehetra ary avy eo amin’ny tsindry mitsangana, izay mitombo tsikelikely, mandra-pahatongan’ny fahatapahan’ny santionany amin’ny endriky ny fanoherana kely indrindra. Mifototra amin’ny tanjaky ny fanetezana amin’ny fahatapahan’ny tany, kajy ny firaisankina sy ny zoro amin’ny fikitihana anaty tany.
Famaritana ny fitaovana triaxial
Fig. 4. Triaxial apparatus
Ny fitaovana triaxial (fig. 4) dia ao amin’ny tapany ambany amin’ny takelaka fototra ao amin’ny efitrano, izay ipetrahan’ny santionany, ary eo amin’ny tapany ambony amin’ny piston ho an’ny fametrahana mitsangana ny santionany sy ny takelaka ambony izay manidy ny efitrano. Ny refy santionany mahazatra indrindra dia ny savaivony ϕ=36 mm, ny haavony h=2,2-2,5_ϕ_. Ny savaivony amin’ny efitrano dia D=135mm, haavony H = 180 mm. Ny fantsona tery K1 hanalana ny santionany avy any ambany dia manomboka eo afovoan’ny fitoerana santionany, izay mandray rano avy amin’ny santionany amin’ny alalan’ny takelaka misy poizina ary manondraka azy any ivelan’ny efitrano mankany amin’ny fantsona fitaratra mitsangana C1. Raha toa ka atao ny fitsapana nefa tsy manondraka ny santionany, ity fantsona ity dia ampiasaina handrefesana ny tsindry amin’ny rano ao amin’ny pores. Ao amin’ny fototry ny efi-trano varahina dia misy fantsona K2 famatsiana faobe ranon-javatra mba hamenoana ny efi-trano sy hanatrarana tsindry lateral ao amin’ny efitrano amin’ny santionany.
Amin’ny alàlan’ny takelaka ambony amin’ny efi-trano dia mandalo ny tadin’ny piston mba hampidirana ny santionany. Ny santionany ao amin’ny efitrano dia voahodidin’ny fonon’ny fingotra, izay miitatra amin’ny tendrony roa ary mifandray amin’ny piston sy ny fotony amin’ny alàlan’ny peratra fingotra. Eo afovoan’ny piston dia misy fantsona K3 hanalana ny santionany amin’ny lafiny ambony.
Ny sisin’ny efitrano dia voaisy tombo-kase hermetika amin’ny cylinder Plexiglas izay miraikitra amin’ny takelaka ambony sy ambany amin’ny efitrano amin’ny alàlan’ny peratra fingotra.
Ny efitrano dia napetraka eo amin’ny fototra mafy orina. Ny fampandehanana ara-dalàna ny santionany dia atao amin’ny alalan’ny lever misy lanja, ny tahan’ny matetika dia 1: 10. Ny rafitra ho an’ny fanerena lateral amin’ny santionany ao amin’ny efitrano dia misy tavoahangy misy ranon-javatra B, izay entina ao amin’ny efitrano amin’ny alàlan’ny fantsona, manometer ho fandrefesana ny tsindry amin’ny rivotra ary tavoahangy misy rivotra mipoitra. Apetraka eo ambonin’ny piston ny fampitahana mba hampidirana ny santionany handrefesana ny fipetrahan’ny santionany eo ambany enta-mavesatra.
Ny fanerena lateral amin’ny faobe ranoka ao amin’ny efitrano dia azo amboarina amin’ny sitrapo amin’ny fampiasana ny fanerena rivotra ao amin’ny tavoahangy B, amin’ny alàlan’ny valves V1 sy V2. Ity fanerena ity dia miteraka adin-tsaina marindrano ao amin’ny santionany σ2 sy σ3, izay noho ny fizarana boribory amin’ny santionany dia mitovy σ2 = σ3.
Ny faobe ranoka dia mety ho rano na menaka, izay tiana kokoa ho an’ny famehezana tsara kokoa, satria ny rano dia afaka mandalo amin’ny visy. Eo ambanin’ny fitaoman’ny tsindry rivotra ao amin’ny tavoahangy B, ny faobe ranoka dia mameno ny efitrano hatramin’ny valva V6, izay mihidy avy eo. Ny enta-mavesatra mitsangana amin’ny santionany P, izay afindra saika tsy misy korontana mankany amin’ny santionany amin’ny alàlan’ny tahon’ny piston, zaraina amin’ny faritry ny santionany A dia manome ny adin-tsaina mitsangana σ1 = P/A
Manao andrana fanerena triaxial
Ho an’ny santionan’ny fitsapana, dia amboarina amin’ny fitaovana mitokana izy io, ka misy roller misy savaivony 36 mm, haavon’ny 78 mm na 90 mm dia azo, izay ametrahana vato sivana avy any ambony sy ambany ary apetaka amin’ny fingotra. Avy eo ny santionany miaraka amin’ny vato sivana dia apetraka eo amin’ny fijoroana ao amin’ny efitrano, ny tendrony, ny fonon’ny fingotra dia sintonina eo amin’ny fijoroana sy ny piston entana ary voaaro amin’ny peratra fingotra. Araka ny fanaon’ny laboratoara sasany, toa an’i Prof. Skempton any Londres, ny tatatra ny santionany ao amin’ny efitrano mandritra ny fitsapana dia manafaingana amin’ny fametahana ny sisin’ny santionany amin’ny taratasy sivana, izay apetraka alohan’ny hisintonana ny fonon’ny fingotra. Rehefa ampidirina amin’ny fitaovana ny santionany ary apetraka amin’ny takelaka ambony sy ambany ny cylinder Plexiglas, dia azo atao ny manao fitsapana, izay azo atao amin’ny fomba maro, toy ireto manaraka ireto:
-
Fitsapana tsy misy rano. Amin’ireo fitsapana ireo dia tsy azo atao ny manondraka ny santionany mandritra ny fampiharana ny fitsapana lateral sy vertical, raha mihidy ny valve V4 sy V5.
-
Fitsapana tsy misy rano miaraka amin’ny fanamafisana. Mandritra ny fampiharana ny fanerena lateral, ny santionany dia ritra (misokatra ny valves V4 sy V5), raha mandritra ny fampiharana ny tsindry mitsangana dia tsy azo atao ny drainage (V4 ary V5 mihidy).
3_) Santionany nalaina. Ny santionany dia tatatra mandritra ny faharetan’ny fitsapana (misokatra ny valves V4 sy V5), mba hisian’ny fanamafisana tanteraka ary tsy misy rano mipoitra ao anaty lavaka mandritra ny fampiharana ny tsindry mitsangana σ1. Mitaky fotoana maharitra io fitsapana io, indrindra fa amin’ny tany tsy mahazaka rano, satria tsy maintsy atao amin’ny dingana kely be dia be ny fametrahana mitsangana σ1 ary tsy maintsy andrasana isaky ny dingana ny fanamafisana. Ankoatr’izay, ireo fitsapana voalaza ireo dia azo atao amin’ny santionany saturated sy partially saturated._
Raha jerena ireo fahafaha-manao voalaza etsy ambony, dia azo atao amin’ny karazany samihafa ny fitsapana fanerena triaxial ary amboary araka ny karazana tany amin’ny toe-javatra enta-mavesatra.
Ny fitaovana, ny fomba fiasa, ny singa, ny soatoavina ary ny lamina voalaza dia nafindra avy amina loharano ara-tantara. Ny lahatsoratra dia tsy fandalinana geoteknika, protocole laboratoara, tetik’asa fototra, porofon’ny fahamarinan’ny hantsana na drafitra fitrandrahana. Ny safidin’ny santionany sy ny fomba fitsapana, ny toetry ny tatatra sy ny fanamafisana, ny rano ambanin’ny tany, ny fitondran’ny enta-mavesatra, ny fiantraikan’ny horohoron-tany ary ny fiarovana ny fitrandrahana dia tsy maintsy faritana ho an’ny tany sy trano manokana, araka ny fitsipika misy ankehitriny, miaraka amin’ny laboratoara mifanaraka amin’izany ary manam-pahaizana momba ny geoteknika nahazo alalana.