Nota pakar penting: Artikel ini ialah semakan pendidikan arkib dan bukan kajian geoteknikal, piawaian makmal yang sah, pengiraan asas atau manual arahan. Terma asal, prosedur, unit ukuran, nilai, klasifikasi dan rujukan kepada “peraturan kami” telah dipindahkan tanpa memeriksa pematuhan dengan piawaian dan peraturan yang berkenaan. Ujian tanah, pilihan kaedah, tafsiran keputusan dan keputusan reka bentuk mesti dijalankan oleh pakar geoteknik yang diberi kuasa dan makmal yang sesuai untuk objek dan lokasi tertentu.
Topik kebolehmampatan tanah bukan sebahagian daripada tawaran awam baharu Savo Kusić. Fokus pengeluaran semasa terdiri daripada tingkap kayu, tingkap aluminium kayu dan pintu buatan tersuai. Untuk projek tingkap atau pintu tertentu, anda boleh menghantar permintaan untuk sebut harga.
Asas ujian oedometer
Kebolehmampatan tanah ditentukan oleh ujian mampatan dengan pengembangan sisi yang dihalang, yang juga dipanggil ujian oedometer atau ujian penyatuan.
Ujian dilakukan dengan sampel yang tidak terganggu, dan dalam beberapa kes dengan sampel yang terganggu. Dalam kes pertama, sampel ujian diambil dengan menekan gelang logam ke dalam sampel yang lebih besar dan tidak terganggu, yang kemudiannya dimasukkan ke dalam radas bersama dengan gelang selepas memotong sampel berlebihan dan meratakan permukaannya dengan tepi silinder. Dalam kes kedua, cincin diisi dengan sampel dalam keadaan konsisten pada titik hasil dan dalam keadaan itu ia dimasukkan ke dalam oedometer.
Ujian ini dijalankan menggunakan radas yang pertama kali dibina oleh Terzaghi dan dipanggil Oedometer. Hari ini, terdapat beberapa pembinaan yang berbeza bagi radas ini, tetapi semuanya berdasarkan prinsip yang sama, menguji pemampatan sampel tanah di bawah beban dengan pengembangan sisi yang dihalang.
Oedometer: penerangan peranti
Gamb. 1. Odometer
Oedometer terdiri daripada silinder logam di mana sampel terletak di antara dua batu penapis (rajah 1). Sampel dimasukkan ke dalam radas dalam gelang logam dengan diameter 7-10 cm dan ketinggian 1-4 cm. Beban P dipindahkan ke sampel melalui batu penapis atas. Di bawah batu penapis yang lebih rendah, terdapat saluran di bahagian bawah silinder untuk mengalirkan air dari sampel ke dalam tiub kapilari, serta untuk bekalan air. Oleh kerana pemampatan sampel dilakukan dengan mengorbankan liang-liang, kerana zarah tanah pepejal dan air dalam liang-liang boleh dikatakan tidak boleh mampat, adalah perlu untuk memastikan bahawa air mengalir dari sampel semasa ujian, yang dimungkinkan melalui batu penapis, saluran dan tiub kapilari.
Di sebelah kiri peranti terdapat paip bekalan air dengan paip di hadapan silinder, manakala tiub kapilari berada di sebelah kanan, dengan paip di belakang silinder. Tiub kapilari juga berfungsi untuk menentukan pekali kebolehtelapan tanah k.
Ujian
Apabila sampel diletakkan di dalam silinder dan radas dipasang, tutup paip kiri, bekalan air, dan buka paip kanan, untuk air mengalir ke dalam tiub kapilari. Kemudian beban sampel didekati, yang digunakan secara beransur-ansur. Beban berikut biasanya digunakan:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2dan seterusnya sehingga beban tanah maksimum yang dijangkakan di bawah bangunan, secara amnya sehingga10kp/cm2, dan dengan empangan ia boleh menjadi lebih20kp/cm2. Pada setiap tahap beban, pada saat penggunaannya, jam randik dimulakan dan pada selang masa tertentu15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, kemudian seterusnya24h, sehingga penyatuan sampel di bawah tahap beban itu, penyelesaian yang sepadan dalam perseribu milimeter dibaca pada pembanding dan direkodkan dalam rekod. Penyatuan diandaikan telah dicapai jika penyelesaian sampel ialah Δh ≤0,02 mmuntuk masa24jam. Selepas penyatuan dicapai, tahap beban seterusnya digunakan dan keseluruhan prosedur diulang dengan cara yang sama dan seterusnya sehingga tahap beban akhir.
Ujian penyatuan dengan pengembangan sisi yang dihalang dilakukan dengan pemuatan dan pemunggahan, untuk menentukan sifat keanjalan tanah. Setelah memuatkan sampel ke tahap tertentu, kami memunggahnya dengan keperingkatan yang sama seperti kami memuatkannya. Pelepasan biasanya dilakukan selepas itu2,0kp/cm2,4,0kp/cm2dan6,0kp/cm2.
Sebagai peraturan, ujian dilakukan dengan sampel di bawah air, yang dipegang pada tiub kaca kiri pada ketinggian permukaan atas sampel dalam radas. Menguji kebolehmampatan sampel dengan kehadiran air dilakukan untuk sebab ini, kerana ujian mengambil masa yang lama dan sampel kering pada masa itu, akibatnya kebolehmampatan sampel akan lebih rendah daripada kebolehmampatan sebenar tanah dalam keadaan lembapan semulajadinya. Di samping itu, kelembapan tanah semula jadi mungkin lebih tinggi daripada semasa pensampelan, terutamanya apabila paras air bawah tanah meningkat, yang boleh membawa kepada penyelewengan yang ketara daripada kebolehmampatan sebenar tanah semasa tempoh masa paras air tinggi.
Keputusan ujian digunakan untuk tiga jenis rajah, iaitu rajah mampatan relatif, rajah perubahan pekali keliangan dan rajah penyelesaian masa.
Gambarajah mampatan relatif
Rajah ini diperolehi apabila tekanan normal dikenakan ke atas sampel pada paksi absis σ = P/A, di mana P ialah beban yang bertindak ke atas sampel melalui batu turas atas dalam kp/cm2, A ialah luas keratan rentas sampel, dan paksi pada radas pada alat. Δh/h dengan Δh ialah penyelesaian sampel di bawah beban Δσ semasa penyatuan, h ketinggian sampel sebelum dimuatkan (rajah 2).
Gamb. 2. Rajah mampatan relatif
Semasa memuatkan, rajah mampatan primer a.
Semasa memunggah, jika pengambilan air tanpa halangan didayakan, supaya sampel kekal di bawah air semasa memunggah, ia kembali ke keadaan asalnya, iaitu bengkak. Walau bagaimanapun, sampel tidak kembali kepada keadaan asalnya, yang bermaksud bahawa ia telah mengalami ubah bentuk plastik (kekal) sebagai tambahan kepada elastik. Oleh itu, dalam kes ini, gambarajah bengkak b diperoleh semasa memunggah. Walau bagaimanapun, jika ujian dilakukan tanpa menerima air, bukannya gambar rajah bengkak, apa yang dipanggil rajah keanjalan.
Jika sampel dimuatkan semula selepas memunggah, gambar rajah mampatan sekunder c diperolehi. Gambar rajah bengkak dan gambar rajah mampatan sekunder c membentuk gelung histerisis di antara mereka. Dalam tanah liat, gelung histerisis adalah penting dan oleh itu ubah bentuk di kawasan bengkak dan mampatan sekunder (rajah b dan c) tidak dianggap elastik, tetapi boleh diterbalikkan, kerana ia tidak berkadar dengan beban mengikut undang-undang Hooke. Ubah bentuk di kawasan mampatan primer (rajah a) di bahagian yang tidak kembali adalah kekal (tidak boleh dipulihkan).
Modul kebolehmampatan tanah
Daripada rajah mampatan relatif, kita memperoleh mengikut hukum Hooke secara analog dengan modulus keanjalan Jung E untuk bahan kenyal, modulus kebolehmampatan tanah Ms
Cik = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
di mana Δσ ialah kenaikan beban, Δh/h ialah mampatan relatif yang sepadan, yang diambil daripada rajah mampatan primer a (rajah 2).
Modulus kebolehmampatan tanah Ms berbeza daripada modulus keanjalan E bahan kenyal, kerana Ms tidak tetap untuk satu dan bahan yang sama tetapi berubah dan meningkat dengan beban biasa σ. Oleh itu, satu nilai khusus modulus kebolehmampatan Ms boleh diberikan hanya untuk satu selang sempit beban tanah biasa Δσ. Jika nilai modul Ms lebih tinggi, kebolehmampatan tanah adalah lebih rendah dan begitu juga sebaliknya. Menurut peraturan asas kami, kriteria berikut untuk modulus kebolehmampatan tanah dalam keadaan semula jadinya diterima pakai:
Klasifikasi di bawah dibawa balik daripada teks asal, termasuk selang berulang 100-400 kp/cm2. Ia belum disemak atau diselaraskan dengan peraturan semasa.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 tanah sangat mampat
Ms = 20 - 50 kp/cm2 tanah sangat mampat
Ms = 50 - 100 kp/cm2 tanah mampat sederhana
Ms = 100 - 400 kp/cm2 tanah kurang mampat
Ms = 100 - 400 kp/cm2 tanah sedikit mampat
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 tanah sedikit mampat
Cik > 1000 kp/cm2 tanah boleh mampat yang sangat rendah.
Modul keanjalan tanah
Dengan cara yang sama, kita mendapat modulus keanjalan tanah E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
di mana kenaikan mampatan relatif Δh/h diambil daripada rajah keanjalan tanah untuk kenaikan tekanan normal yang sepadan Δσ.
Tanah biasa disatukan dan terlebih disatukan
Gamb. 3. Rajah perubahan pekali keliangan sampel tanah terganggu
Jika kita melakukan ujian oedometer dengan sampel yang terganggu, yang kita masukkan ke dalam radas pada titik hasil, dan kita memplot keputusan ujian pada rajah perubahan dalam pekali keliangan e bergantung pada tekanan σ (Gamb. 3 aliran gambar rajah diwakili). 1 untuk beban utama, 2 untuk memunggah, 3 untuk beban sekunder sehingga had a sambungan beban utama σa dan 4 melebihi had tersebut.
Rajah pemunggahan 2 dan gambar rajah mampatan sekunder 3 membentuk gelung histerisis di belakang gambar rajah 4 berterusan dalam lanjutan gambar rajah 1, tanpa pemunggahan, seolah-olah tiada pemunggahan. memuat semula.
Gamb. 4. Rajah perubahan pekali keliangan sampel tanah tidak terganggu
Walau bagaimanapun, jika kita melakukan ujian oedometer dengan cara yang sama seperti sebelum ini dengan sampel yang tidak terganggu yang diambil dari kedalaman tertentu tanah (rajah.4), rajah untuk beban sekunder3akan menunjukkan pada satu beban tertentu σb patah pada titik b, selepas itu rajah akan diteruskan4mempunyai kecerunan yang lebih tinggi. Keretakan ini berlaku kerana tanah dari mana sampel diambil berada di bawah beban p=γt yang lebih besar daripada beban sampel σ dalam oedometer. Beban yang lebih tinggi p berasal daripada berat lapisan atas tanah yang sedia ada ke permukaan rupa bumi, yang kita panggil tekanan tanah, atau daripada beban lapisan tanah yang lebih awal yang terbawa-bawa dari semasa ke semasa oleh hakisan atau dari tanah moraine atau ais, yang kita panggil pramuat. Kemunculan penyatuan terlampau adalah ciri khas tanah liat, di mana kita membezakan antara tanah liat yang biasanya disatukan dan terlampau.
Tanah liat yang biasanya disatukan
Biasanya tanah liat yang disatukan berada pada kedalaman yang lebih cetek di bawah permukaan tanah, yang tidak pernah terdedah kepada pramuat sebelum ini. Sampel tanah liat ini, dimuatkan dalam oedometer dengan beban yang lebih besar daripada berat lapisan “tekanan tanah” atas, menunjukkan aliran penyatuan yang berterusan, tanpa pecah dalam rajah mampatan relatif atau dalam rajah perubahan pekali keliangan. Penempatan tanah liat ini di bawah beban objek adalah normal, iaitu di bawah beban tertentu, penyelesaian berkurangan dari semasa ke semasa.
Tanah liat yang terlalu disatukan
Tanah liat tertumpu berada pada kedalaman yang lebih besar atau sebelum ini telah dikenakan pramuat. Sampel tanah liat ini dimuatkan dalam oedometer dengan tekanan yang lebih besar daripada tekanan tanah atau pramuat menunjukkan patah pada rajah mampatan relatif atau pada rajah perubahan pekali keliangan, yang dipanggil. patahan geologi g, dengan perubahan arah yang kuat (rajah.5a). Penempatan tanah liat ini di bawah struktur adalah kecil untuk beban di bawah tekanan tanah atau prabeban σ1, tetapi menjadi lebih besar dengan ketara untuk beban di atas σ1.
Jika pecahan geologi tidak ditakrifkan dengan jelas, maka ia ditentukan menggunakan tangen pada rajah (Rajah 1).5b).
Sl.5. Rajah perubahan dalam pekali keliangan tanah liat tersangat kuat
Gambar rajah penyelesaian masa
Gambar rajah ini, juga dipanggil gambar rajah penyatuan, diperoleh apabila, bagi setiap darjah pemuatan sampel dalam oedometer, masa t dalam jam digunakan pada paksi absis, dan penyelesaian dalam mm ke paksi ordinat (Rajah 1).6a) atau dalam % daripada jumlah penyelesaian (Rajah.6b).
Sl.6. Rajah Penyelesaian Masa
Tanah tidak terikat dan terikat berkelakuan berbeza di bawah beban. Tanah gembur, seperti pasir, mempunyai liang-liang yang besar, dari mana air dengan cepat diperah keluar di bawah beban, supaya tanah mendap dengan cepat, dengan endapan terbesar berlaku pada permulaan beban dan mencapai penyelesaian akhir pada beban tertentu dalam selang masa yang agak singkat. Tanah padu seperti tanah liat mempunyai liang-liang kecil di mana air sukar untuk diperah di bawah beban. Terdapat dua fasa dalam proses masa pemendapan tanah yang dipadatkan. Pada fasa pertama, sejurus selepas menggunakan beban ke tanah, kerana air tidak dapat mengalir keluar dari liang, ia menjadi tertekan dan menerima keseluruhan beban yang dikenakan. Pada peringkat kedua, air liang tertekan mula menolak keluar di bawah tekanannya sendiri disebabkan oleh beban, yang secara beransur-ansur dipindahkan ke zarah tanah pepejal. Dalam fasa kedua ini, zarah-zarah berkumpul dan liang-liang mengecil. Proses penenggelaman berterusan sehingga air tekanan dipaksa keluar dari liang-liang, iaitu sehingga keadaan tekanan air dalam liang-liang tidak lagi wujud. Oleh itu, penyatuan tanah adalah terutamanya masalah hidrodinamik, yang bergantung kepada kebolehtelapan tanah dan keliangan. Dalam kes tanah liat, yang kebolehtelapannya rendah, proses penyatuan boleh mengambil masa yang sangat lama, dan sebagai tambahan, petempatan boleh menjadi lebih besar dengan ketara disebabkan oleh keliangan keseluruhan yang lebih tinggi daripada dalam kes pasir. Berdasarkan ujian penyatuan, kursus masa penyelesaian boleh dikira untuk keseluruhan tempoh penyatuan dan dalam fasa individu.