Kandungan pakar arkib: artikel itu mengekalkan gambaran keseluruhan sejarah konsep geoteknik, formula dan prosedur makmal. Ia bukan kajian geoteknikal, reka bentuk tambak, spesifikasi pemadatan, pelan kawalan kualiti atau pengganti piawaian semasa. Parameter tanah, peralatan, tenaga pemadatan, kriteria penerimaan dan kaedah kerja selamat ditentukan oleh jurutera geoteknik yang diberi kuasa dan makmal bertauliah berdasarkan tanah dan objek tertentu.
Hari ini, Savo Kusić tertumpu pada tingkap kayu, tingkap kayu-aluminium, tingkap tersuai, pintu dan permintaan untuk sebut harga. Artikel ini kekal sebagai arkib teknikal dan tidak mewakili tawaran reka bentuk geoteknikal, ujian atau pelaksanaan kerja tanah.
Pemadatan tanah gembur
Pemadatan tanah gembur bergantung pada saiz dan bentuk zarah pepejal, serta pada strukturnya. Dalam kes tanah yang tidak terikat, terdapat had tertentu di mana nilai keliangan n dan pekali keliangan e untuk struktur paling jarang dan paling tumpat bergerak.
Jika bahan yang tidak terikat dikeringkan dan dituang perlahan-lahan ke dalam bikar supaya ia tidak padat semasa menuang, strukturnya yang paling jarang diperolehi. Struktur ini sepadan dengan pekali keliangan emax, yang nilai untuk pasir dalam teks asal berada dalam had:
emax =0,7-1,0.
Jika bahan yang sama dituangkan ke dalam bikar dalam lapisan nipis dan setiap lapisan dirempuh dengan palu kayu sehingga isipadu malar, iaitu sehingga ia berhenti mendap di bawah tamping, struktur paling padat diperolehi. Ia sepadan dengan pekali keliangan emin, yang nilainya untuk pasir ialah:
emin = 0,45–0,65.
Pemadatan tanah yang tidak terikat dinyatakan dengan pemadatan relatif ID, pekali yang menunjukkan tahap pemadatan tanah berhubung dengan pemadatan tertinggi:
di mana e ialah pekali keliangan tanah dalam keadaan pemadatan semula jadi. Nilai akhir ketumpatan relatif ialah:
- untuk struktur paling jarang e = emax; ID =0;
- untuk struktur paling padat e = emin; ID =1.
Kriteria untuk pemadatan tanah berpasir mengikut Terzaghi dalam teks asal berbunyi:
- pasir mampat jarang: ID =0-1/3;
- pasir padat sederhana: ID =1/3–2/3;
- pasir padat padat: ID =2/3-1.
Dalam kes benteng di jalan raya dan benteng, teks memerlukan ID =2/3-1.
Daripada bentuk sebelumnya, nisbah isipadu boleh digunakan:
di mana V ialah isipadu sampel tanah yang tidak terganggu, Vmax ialah isipadu jumlah tanah yang sama dalam keadaan pemadatan paling sedikit, dan Vmin ialah isipadu jumlah tanah yang sama dalam keadaan pemadatan maksimum.
Had permohonan: klasifikasi dan terma sejarah mungkin tidak dipindahkan terus ke projek atau tapak pembinaan. Jenis tanah, kaedah pensampelan, keadaan sampel, piawaian terpakai dan keperluan projek mungkin mengubah kaedah dan kriteria.
Pemadatan tanah terikat
Dengan tanah terikat, pemadatan bukan sahaja bergantung pada saiz dan bentuk bahan pepejal serta strukturnya, tetapi juga pada kohesi. Disebabkan oleh kohesi, zarah pepejal tersangkut bersama, jadi memerah air keluar dari liang-liang semasa pemadatan adalah lebih sukar berbanding dengan tanah yang tidak terikat, yang zarahnya bergerak lebih mudah di bawah beban.
Apabila memampatkan tanah yang terikat, jumlah air adalah sangat penting. Dengan tamping, air dipaksa keluar dari liang dan ketebalan filem air berkurangan; keliangan berkurangan, dan kekuatan ricih dan ketumpatan pukal meningkat. Lebih tinggi ketumpatan, lebih banyak pepejal dan lebih sedikit liang per unit isipadu. Nisbah ini diguna pakai sebagai asas untuk menilai pemadatan tanah terikat. Kawalan pemadatan dalam teks dijalankan menggunakan berat isipadu kering:
γd = Wd / V [N/cm3]
di mana Wd ialah berat sampel tanah yang telah kering sepenuhnya dalam N, dan V ialah isipadu sampel yang sama dalam keadaan padat sebelum pengeringan, dalam cm3.
Percubaan Proctor
Ujian Proctor berfungsi untuk menentukan hubungan antara jumlah air dalam tanah dan pemadatannya. Ia menentukan kelembapan optimum, iaitu kelembapan di mana tanah yang dipadatkan memberikan berat isipadu kering maksimum untuk tenaga pemadatan tertentu.
Alat Proctor yang diterangkan secara sejarah (Gamb1) terdiri daripada silinder logam dengan diameter dalam Ø =10 cm, tinggi12 cm(gambar1_a_), kesinambungan silinder dengan diameter ketinggian yang sama10 cm(gambar1_b_) dan diameter rammer logam5 cm, berat2,5N, dalam panduan silinder dengan diameter lebih besar sedikit. Panduan dibuka di hujung bawah, dan ditutup di hujung atas, dengan bukaan lebih lebar sedikit untuk pemegang ram dilalui (gambar1_c_). Hujung bawah silinder diletakkan pada plat logam yang lebih besar dan tetap semasa tamping.
Sampel dikeringkan mengikut prosedur asal dan diayak melalui penapis5 mmuntuk mengelakkan pengaruh bijirin besar. Ia kemudian dicampur dengan jumlah air yang tidak boleh terlalu banyak sehingga sampel menjadi lembek, atau terlalu kecil sehingga sampel tidak boleh diproses. Pertama, lapisan dengan ketinggian lebih kurang8 cmdalam keadaan tidak padat dan merempuh dengan25sapuan teragih sama rata ke atas permukaan. Hentakan dilakukan dengan jatuh bebas palu dari ketinggian30 cm. Lapisan ketebalan baru digunakan8 cm, caj dengan yang baharu25memukul dan mengulangi proses dengan lapisan ketiga. Selepas siap, sambungan dikeluarkan, permukaan sampel diselaraskan dengan pinggir silinder bawah, dan lebihan tanah dikeluarkan. Satu sampel tanah yang dipadatkan kemudian dikeluarkan dan ketumpatan pukal keringnya γd dan kandungan lembapan w ditentukan.
Gambar1— Percubaan Proctor.
Eksperimen diulang 5 hingga 6 kali, sentiasa dengan bahan segar dan tidak dirawat daripada sampel yang sama, tetapi dengan jumlah air yang berbeza, untuk mendapatkan nilai yang berbeza untuk γd dan w. Kelembapan tanah w digunakan pada absis rajah, dan berat isipadu kering γd pada ordinat (gambar 2). Titik yang disambungkan memberikan lengkung yang menunjukkan bahawa ketumpatan pukal kering mula-mula meningkat dengan kelembapan ke maksimum dan kemudian berkurangan. Kelembapan wopt sepadan dengan ketumpatan pukal kering maksimum maks γd dipanggil kelembapan optimum. Dalam teks, diterima bahawa pada kelembapan ini, pemadatan tertinggi dicapai untuk tenaga pemadatan yang diberikan. Ujian yang dijalankan dengan cara ini dipanggil ujian Proctor standard.
Rajah 2 — Gambar rajah Proktor.
Keselamatan dan piawaian makmal: Dimensi radas, jisim dan kejatuhan rammer, bilangan lapisan dan kesan serta penyediaan sampel ialah data sejarah yang dihantar di sini, bukan arahan yang berdiri sendiri. Prosedur yang sah mesti menentukan standard dan pelan makmal yang sesuai. Pengeringan, penapisan dan tamping membawa risiko daripada habuk, zarah terbang, mencubit dan kecederaan hentaman; peralatan yang betul, perlindungan dan pengendali terlatih diperlukan.
Kesan saiz bijian melebihi 5 mm
Dalam teks asal, dinyatakan bahawa butiran yang lebih besar daripada 5 mm tidak mempunyai kesan yang ketara jika ia membentuk sehingga 25% daripada jumlah jisim. Jika terdapat lebih daripada 25%, pengaruhnya hendaklah diambil kira dengan mengira berat isipadu kering campuran menggunakan kaedah perkadaran atau ujian Proctor yang diubah suai.
Pengiraan mengikut kaedah perkadaran
Mengikut kaedah ini, berat isipadu kering campuran bahan tanah γdm dikira berdasarkan perwakilan berkadar bijirin bersaiz lebih dan bawah.5 mm:
di manakah:
- γd — berat isipadu kering bahan yang melalui bukaan ayak5 mm;
- γsc — berat isipadu zarah pepejal yang tinggal pada bukaan ayak5 mm;
- m — peratusan mengikut berat bahan yang tinggal pada bukaan ayak5 mmberhubung dengan keseluruhan jisim.
Ujian Proctor yang diubah suai
Menurut pengalaman Biro Penambakan AS yang dipetik dalam teks asal, jika bijirin lebih besar daripada5 mmbuat lebih1/3kepada2/3daripada jumlah jisim tanah, ujian hendaklah dilakukan dengan jumlah jisim. Oleh kerana tidak mungkin untuk melakukan ini dengan jayanya dalam silinder diameter10 cm, silinder diameter yang lebih besar digunakan dalam apa yang dipanggil ujian Proctor diubahsuai. Teks menerangkan silinder diameter15,2 cmdan ketinggian23,2 cm, di mana kuantiti sampel5,5kp mengisi tiga lapisan yang lebih kurang sama dengan po50pukul dengan tukul berat4,53kp dan ketinggian jatuh45,7 cm. Jika sampel mengandungi bijirin sehingga20 mm, ujian dilakukan dengan bahan yang tidak terganggu. Jika ia mengandungi bijian yang lebih besar daripada20 mm, jumlah5,5kp sampel diayak melalui penapis20 mm, dan menggantikan selebihnya pada ayak dengan bahan yang sama saiz5-20 mm.
Sebagai tambahan kepada prosedur yang diterangkan dengan cara ini, dalam teks sebarang kaedah prestasi yang berbeza daripada yang standard juga dipanggil ujian Proctor yang diubah suai.
Tenaga pemadatan
Tenaga pemadatan sampel dalam silinder Proctor boleh dinyatakan dengan persamaan, di mana N ialah bilangan pukulan tukul, h ialah ketinggian kejatuhan tukul dalam m, W ialah berat tukul dalam Mp (megapond), dan V ialah isipadu sampel dalam m3.
Dengan peningkatan tenaga pemadatan, pemadatan sampel yang lebih besar dicapai, keliangannya, iaitu jumlah air dalam tanah, berkurangan, dan berat isipadu kering meningkat. Untuk tenaga pemadatan E1, E2, E3dan E4plot Proctor yang sepadan dalam rajah diperolehi3. Semua rajah secara asymptotically bermula dengan rajah tepu, juga dipanggil rajah0%liang udara apabila semua liang diisi dengan air, iaitu5%daripada liang udara apabila ia95%pori-pori dipenuhi air.
Gambar3— Gambar rajah proctor untuk tenaga pemadatan yang berbeza.
Gambar rajah tepu boleh dibina dengan memplot pada absis w = wz = n / γs(1-n), dan pada ordinat γd = γs(1-n), dengan n ialah keliangan tanah, dan γs ialah berat isipadu zarah pepejal tanah yang diberi. Ia berikutan bahawa tenaga pemadatan boleh diselaraskan untuk mendapatkan pemadatan yang dikehendaki. Untuk mengawal pemadatan tanah semula jadi atau tambak yang dipadatkan, indeks pemadatan Iz selalunya diguna pakai dalam teks, nisbah berat isipadu kering tanah atau tambak γd kepada berat isipadu yang diperolehi oleh Proctor γp:
Iz = γd / γp.
Reka bentuk dan kawalan dalam bidang: lengkung makmal sahaja tidak mengesahkan kualiti lapisan terbitan. Pensampelan, ketebalan lapisan, jenis dan bilangan pas mesin, kelembapan, ukuran medan, kapasiti galas, saliran, struktur bersebelahan dan pemasangan bawah tanah mesti disertakan dalam reka bentuk dan pelan kawalan. Jangan mendekati kawasan kerja roller atau jentera lain tanpa isyarat dan kawalan akses yang teratur.