Hari ini, Savo Kusić tertumpu pada tingkap kayu, tingkap kayu-aluminium, tingkap tersuai, pintu dan permintaan untuk sebut harga. Teks ini kekal sebagai arkib geoteknikal dan bukan tawaran untuk ujian makmal, reka bentuk geoteknikal atau kerja tanah.

Terdapat beberapa cara untuk menentukan unsur-unsur rintangan tanah dalaman, kohesi dan sudut geseran dalam menggunakan ujian makmal, antaranya ujian ricih terus dan ujian mampatan triaksial adalah yang paling terkenal.

Pengalaman ricih langsung

Ujian dilakukan pada radas dengan keratan segi empat tepat jenis A. Casagrandea atau pada radas bulat dari jenis Hvorsleva. Kami akan menerangkan eksperimen dengan peranti bahagian segi empat tepat, yang paling banyak digunakan. Dalam kedua-dua kes, ujian dilakukan dengan sampel tidak terganggu, atau dengan sampel terganggu pada titik hasil, dalam hal ini ujian mempunyai nilai perbandingan.

Radas untuk menggunting terus keratan segi empat tepat (rajah 1)

Bahagian radas Casagrande untuk ricih tanah langsung, rajah. 74

Gamb. 1_Keratan rentas radas ricih langsung Casagrande_

Peranti terdiri daripada dua bahagian, bingkai atas dan bawah, di mana bahagian bawah adalah statik, manakala bahagian atas boleh alih dan boleh digerakkan pada bahagian bawah di bawah pengaruh daya mendatar Z, yang bertindak pada satah sentuhan bingkai atas dan bawah.

Sampel tanah diletakkan di dalam gelang keluli segi empat tepat, biasanya bersaiz 100 × 100 × 30 mm, atau dimensi tersebut apabila dikikis dengan tepat. Batu penapis diletakkan di atas dan bawah sampel, dan kemudian semuanya diletakkan di dalam gelang radas, yang kemudiannya diisi dengan air. Peranti untuk memuatkan menegak diletakkan pada sampel. Batu penapis atas disambungkan ke sistem pemuatan menegak sampel, manakala yang lebih rendah disambungkan ke saluran air, yang dengannya sampel boleh disimpan dalam keadaan tepu semasa ujian, untuk mengecualikan kohesi yang jelas.

Untuk mengecualikan geseran pada permukaan sentuhan antara bingkai atas dan bawah, terdapat peranti dengan bingkai atas dipintal, yang dengannya bingkai atas bergerak di bawah kesan daya ricih mendatar. Di samping itu, permukaan sentuhan bingkai atas dan bawah disalut dengan jeli petroleum. Satu lagi pembanding 2 untuk mendaftarkan ubah bentuk menegak dan mendatar disertakan dalam peranti.

Menjalankan ujian ricih langsung

Terdapat kebanyakannya2jenis ujian ricih langsung: cepat dan perlahan ujian. Ujian quick terdiri daripada memuatkan sampel dengan tekanan menegak tertentu, yang biasanya berjumlah0,50;1,0;2,0;3,0dan4,0kp/cm2, tunggu penyatuan, yang diandaikan telah dicapai jika penenggelaman semasa masa24jam Δh ≤0,02 mm, dan kemudian daya ricih mendatar Z, magnitud, dikenakan1/20atau1/40sebahagian daripada daya menegak P, yang meningkat setiap minit dengan nilai yang sama sehingga pecah tanah. Semasa penggunaan daya ricih mendatar, perjalanan pergerakan bingkai atas sentiasa dipantau dengan membaca pada pembanding dan ubah bentuk mendatar direkodkan dalam log sejurus sebelum setiap beban baru. Saat, di mana pembanding menunjukkan pergerakan secara tiba-tiba, diterima pakai sebagai pecah tanah.

Ujian pantas digunakan untuk tanah liat, yang penyatuan semula jadi di bawah beban baru adalah perlahan dan sepadan dengan kaedah menjalankan ujian ini.

Slow dilakukan dengan cara yang sama seperti sebelumnya dengan satu-satunya perbezaan iaitu daya ricih mendatar meningkat dalam selang masa yang lebih lama, yang boleh menjadi 2, 5 dan 15 mminit atau sehingga penyatuan, iaitu sehingga ubah bentuk mendatar menjadi sepenuhnya. Perjalanan penyatuan di bawah kesan daya mendatar dipantau pada pembanding 9 (rajah 1).

Ujian perlahan digunakan pada tanah berpasir atau berdebu, di mana dalam kes peningkatan dalam daya ricih mendatar dalam selang masa yang singkat, ricih sampel dalam radas akan dipercepatkan disebabkan oleh kesan air tertekan dalam liang, yang tidak sepadan dengan proses semula jadi. Oleh itu, selang masa meningkat dengan kehalusan zarah tanah yang tidak terikat, supaya membolehkan penyamaan tekanan air dalam liang tanah dengan tekanan air luaran. Penyamaan ini dicapai dengan meninggalkan masa yang mencukupi di bawah kesan setiap tahap beban mendatar, supaya lebihan air dalam liang-liang diperah keluar melalui batu penapis.

Sebagai tambahan kepada ujian yang disebutkan, dalam kes tertentu ujian pantas tanpa penyatuan di bawah beban menegak dilakukan, iaitu daya ricih mendatar dikenakan serta-merta selepas memasukkan sampel ke dalam radas dan memuatkannya dengan beban menegak. Walau bagaimanapun, kaedah pelaksanaan ini digunakan dalam keadaan khas, seperti kes tambak yang baru dipasang diperbuat daripada tanah liat, yang dimuatkan serta-merta selepas tambak tanpa pemadatan terlebih dahulu.

Penentuan sudut geseran dan kohesi dalaman

Berdasarkan keputusan ujian, tegasan ricih

τ=Z/A dalam kp/cm², ​

yang diperoleh daripada daya ricih Z dalam kp pada saat kegagalan dan luas keratan rentas sampel A dalam cm². Ujian dilakukan dengan radas 3 hingga 4 dengan tekanan normal berbeza σ=P/A dalam kp/cm² di mana P ialah beban menegak sampel dalam kp. Nilai tekanan normal berikut biasanya diambil: 1,0; 2,0; 3,0 dan 4,0 kp/cm².

Rajah ubah bentuk mendatar tanah padat dan gembur, rajah. 75

Gamb. 2. Rajah ubah bentuk mendatar

Berdasarkan rajah unsur geseran dalaman, dua jenis rajah 1 dan rajah ubah bentuk mengufuk (rajah 2) diperolehi.

Rajah ubah bentuk mendatar diperolehi dengan menggunakan anjakan mendatar ΔL dalam mm bingkai atas peranti kepada yang lebih rendah pada paksi absis, yang diperolehi dengan membaca pembanding 9, dan pada paksi ordinat, tegasan ricih yang sepadan τ_² (figp.τ dalam k 2).

Bergantung kepada pemadatan tanah, rajah 1 untuk dipadatkan dan rajah 2 untuk bahan longgar diperolehi.

Untuk bahan yang dipadatkan, tegasan ricih τ meningkat pada mulanya agak mendadak berhubung dengan anjakan mendatar ΔL sehingga had kekadaran P, kemudian lebih perlahan, manakala lengkung rajah1meningkat dan mencapai ketinggian maksimum B, selepas itu rajah berkurangan untuk panjang tertentu, untuk akhirnya mencapai aliran mendatar. Zon pendakian garis lurus bagi rajah ubah bentuk mendatar, di mana peningkatan tegasan ricih adalah berkadar dengan peningkatan ubah bentuk, diandaikan sebagai kawasan ubah bentuk elastik. Melebihi had P, peningkatan tegasan ricih berkurangan mengikut peningkatan ubah bentuk ΔL sehingga titik tertinggi B gambar rajah. Di zon ini, bahan mula “mengalir” dan ia diterima pakai sebagai kawasan ubah bentuk plastik. Titik tertinggi bagi rajah B1mewakili tegasan ricih maksimum maks τ, dan diandaikan bahawa keretakan tanah berlaku pada titik ini, iaitu titik B ialah titik pecah. Di luar titik B, bahan berada dalam keadaan cair, kekuatan ricih berkurangan, dan diandaikan bahawa dalam zon ini, di mana sambungan antara zarah terputus, hanya terdapat rintangan gelongsor yang menentang daya ricih mendatar. Titik G di mana rajah1pas dalam arah mendatar diterima pakai sebagai had gelongsor.

Tegasan ricih pada had kegagalan B dipanggil kekuatan ricih atau kekuatan ricih tulen τf, manakala tegasan ricih pada had hasil G dipanggil kekuatan gelinciran τg.

Untuk bahan longgar, gambar rajah anjakan mendatar juga mempunyai kawasan kenyal dengan had kekadaran P, tetapi hiliran ialah kawasan plastik sehingga had gelinciran G, iaitu tegasan ricih maksimum adalah sama dengan kekuatan had, gelinciran (τ=τg), di luar mana keadaan cecair bahan.

Rajah ricih untuk tanah koheren dan tak koheren, rajah.76

Sl.3. Rajah ricih, a) untuk tanah koheren, b) untuk tanah tak koheren

Gambar rajah ricih diperoleh apabila tekanan normal σ dalam kp/cm dikenakan pada paksi absis2, dan pada paksi ordinat kekuatan ricih yang sepadan τf dalam kp/cm2, di mana kedua-dua nilai ini digunakan dalam skala yang sama (rajah.3). Oleh kerana kekuatan ricih τf tanah meningkat dengan tekanan normal σ, ia akan bagi tekanan yang berbeza σ1 dapatkan titik A, B, C, dan D, yang mewakili kekuatan ricih yang sepadan.

Untuk mendapatkan titik individu A, B, C dan D pada rajah3untuk tanah koheren (Gamb.3a), kekuatan gelongsor _τ_g diterima pakai. Walau bagaimanapun, dalam kes tanah liat, bahan mula mengalir jauh sebelum had gelongsor G dicapai, dan terdapat kecenderungan untuk menggunakan kekuatan ricih pada had kekadaran P untuk menentukan kohesi c dan sudut geseran dalaman tanah, tetapi oleh kerana ia agak kecil, kekuatan ricih yang mana ubah bentuk ΔL sering digunakan pada rajah.2dua kali lebih besar daripada ubah bentuk pada peringkat pemuatan sebelumnya dalam radas. Kekuatan ini berada di antara sempadan P dan B, iaitu, G (rajah.2).

Menyambung titik A, B, C dan D pada rajah 76a memberikan gambar rajah ricih, iaitu garis lurus dalam ujian yang berjaya. Dengan memanjangkan rajah ke persilangan dengan paksi ordinat, untuk σ = 0, ia diperoleh berdasarkan corak Coulomb τf = c+σ tgϕ bahawa τf = c = kohesi tanah, manakala kecerunan rajah ke arah mengufuk memberikan sudut geseran dalaman. Dengan memanjangkan rajah ricih pada sisi lain paksi ordinat, tegasan akibat kohesi pk diperoleh pada paksi absis, apabila magnitud kohesi c dinyatakan sebagai bersamaan dengan rintangan geseran:

c = pk tgϕ, dari mana pk = c/tgϕ

Untuk tanah yang tidak koheren, seperti pasir, rajah dalam rajah. 3b, yang melalui asalan koordinat, kerana untuk σ = 0 kita mendapat τ = 0. Walau bagaimanapun, jika pasir itu berbutir halus dan basah, rajah yang serupa dengan rajah. 3a, dengan kohesi yang lebih kecil c, yang mewakili kohesi ketara. Dalam kes itu, tegasan pk pada paksi absis yang dilanjutkan pada sisi lain asalan koordinat mewakili tegasan kapilari.

Perlu diambil perhatian bahawa penentuan kesepaduan dan geseran tanah melalui ujian ricih langsung mempunyai beberapa kelemahan, yang paling penting ialah kegagalan tanah berlaku pada permukaan ricih yang telah ditetapkan dan bukan pada permukaan yang mempunyai rintangan ricih yang paling sedikit, bahawa semasa ricih sampel dalam radas, pergerakan ricih bahagian atas akan berkurangan semasa permukaan ricih bahagian atas dan bahagian bawahnya berkurangan akibat pergerakan ricih bahagian atas. ricih hanya boleh dipantau dalam jangka pendek, supaya rintangan gelongsor melebihi had tidak dapat mengawal patah pada tahap yang mencukupi, terutamanya dalam kes tanah lembut apabila ubah bentuk semasa ricih adalah besar, dsb.

Ujian mampatan triaksial

Ujian dilakukan pada radas triaksial, yang mempunyai pembinaan yang berbeza, tetapi kesemuanya adalah berdasarkan prinsip yang sama, iaitu seperti berikut. Sampel yang tidak terganggu dalam bentuk penggelek diletakkan secara menegak pada dirian dan terdedah kepada tekanan sisi jisim cecair dari semua sisi dan kemudian kepada tekanan menegak, yang secara beransur-ansur meningkat, sehingga patah sampel disebabkan pada permukaan yang paling sedikit rintangan ricih. Berdasarkan kekuatan ricih semasa pecah, kohesi dan sudut geseran dalaman tanah dikira.

Penerangan peranti triaksial

Skim radas triaksial dengan ruang, tolok tekanan dan sistem injap, rajah. 77

Gamb. 4. Radas triaksial

Radas triaksial (rajah 4) terdiri di bahagian bawah plat asas ruang, di mana dirian sampel diletakkan, dan di bahagian atas omboh untuk memuatkan menegak sampel dan plat atas yang menutup ruang. Dimensi sampel yang paling biasa ialah diameter ϕ=36 mm, tinggi h=2,2-2,5_ϕ_. Diameter ruang ialah D=135mm, tinggi H = 180 mm. Tiub sempit K1 untuk mengalirkan sampel dari bahagian bawah bermula dari tengah dirian sampel, yang menerima air daripada sampel melalui plat berliang dan mengalirkannya di luar ruang ke dalam tiub kaca menegak C1. Jika ujian dilakukan tanpa mengeringkan sampel, saluran ini berfungsi untuk mengukur tekanan air di dalam liang. Di dasar gangsa ruang terdapat saluran K2 untuk bekalan jisim cecair untuk mengisi ruang dan mencapai tekanan sisi dalam ruang pada sampel.

Melalui plat atas ruang melepasi pemegang omboh untuk memuatkan sampel. Sampel di dalam ruang dikelilingi oleh membran getah, yang dilanjutkan pada kedua-dua hujung dan disambungkan ke omboh dan tapak dengan menggunakan gelang getah. Di tengah omboh terdapat saluran K3 untuk mengalirkan sampel dari bahagian atas.

Sisi ruang dimeterai secara hermetik dengan silinder Plexiglas yang dilekatkan pada plat atas dan bawah ruang melalui gelang getah.

Ruang diletakkan di atas tapak yang kukuh. Pemuatan biasa sampel dilakukan melalui tuil dengan pemberat, nisbahnya paling kerap 1: 10. Sistem untuk mencapai tekanan sisi pada sampel di dalam ruang terdiri daripada botol dengan jisim cecair B, yang dibawa ke dalam ruang melalui tiub, manometer untuk mengukur tekanan udara dan botol dengan udara termampat. Pembanding diletakkan di atas omboh untuk memuatkan sampel untuk mengukur penyelesaian sampel di bawah beban.

Tekanan sisi jisim cecair dalam ruang boleh dilaraskan sesuka hati menggunakan tekanan udara dalam botol B, melalui injap V1 dan V2. Tekanan ini menyebabkan tegasan mendatar dalam sampel σ2 dan σ3, yang disebabkan oleh bahagian bulat sampel disamakan σ2 = σ3.

Jisim cecair boleh berupa air suling atau minyak, yang lebih disukai untuk pengedap yang lebih baik, kerana air boleh melalui skru. Di bawah pengaruh tekanan udara dalam botol B, jisim cecair memenuhi ruang sehingga injap V6, yang kemudiannya ditutup. Beban menegak sampel P, yang dipindahkan hampir tanpa geseran ke sampel melalui pemegang omboh, dibahagikan dengan luas keratan rentas sampel A memberikan tegasan menegak σ1 = P/A

Menjalankan ujian mampatan triaksial

Untuk sampel ujian, ia diproses dalam radas yang berasingan, supaya penggelek dengan diameter 36 mm, ketinggian 78 mm atau 90 mm diperolehi, di mana batu penapis diletakkan dari atas dan bawah serta membran getah diletakkan. Kemudian sampel bersama-sama dengan batu penapis diletakkan pada dirian dalam ruang, hujung, membran getah ditarik ke atas dirian dan omboh pemuatan dan diikat dengan gelang getah. Mengikut amalan makmal tertentu, seperti Prof. Skempton di London, penyaliran sampel di dalam ruang semasa ujian dipercepatkan dengan melapik sisi sampel dengan kertas penapis, yang diletakkan sebelum membran getah ditarik. Apabila sampel dimasukkan ke dalam radas dan silinder Plexiglas dipasang pada plat atas dan bawah, adalah mungkin untuk melakukan ujian, yang boleh dilakukan dalam beberapa cara, seperti berikut:

  1. Ujian tidak disalirkan. Dalam ujian ini, penyaliran sampel tidak dibenarkan semasa penggunaan ujian sisi dan menegak, manakala injap V4 dan V5 ditutup.

  2. Ujian tidak bersaliran dengan penyatuan. Semasa penggunaan tekanan sisi, sampel disalirkan (injap V4 dan V5 terbuka), manakala semasa penggunaan tekanan menegak, saliran tidak dibenarkan (V4 dan V5 ditutup).

3_) Sampel toskan_. Sampel disalirkan untuk keseluruhan tempoh ujian (injap V4 dan V5 terbuka), supaya penyatuan lengkap berlaku dan tiada air bertekanan tercipta di dalam liang semasa penggunaan tekanan menegak σ1. Ujian ini mengambil masa yang lama, terutamanya dengan tanah yang kurang telap, kerana pembebanan menegak σ1 mesti dijalankan dalam sejumlah besar peringkat kecil dan penyatuan mesti menunggu pada setiap peringkat. Di samping itu, ujian yang dinyatakan boleh dilakukan dengan sampel tepu dan separa tepu._

Memandangkan kemungkinan yang disebutkan di atas, ujian mampatan triaksial boleh dilakukan dalam varian yang berbeza dan dilaraskan mengikut jenis tanah di bawah keadaan beban.

Peranti, prosedur, unit, nilai dan corak yang diterangkan dipindahkan daripada sumber sejarah. Teks tersebut bukan kajian geoteknikal, protokol makmal, projek asas, bukti kestabilan cerun atau rancangan penggalian. Pilihan sampel dan kaedah ujian, keadaan saliran dan penyatuan, air bawah tanah, rejim beban, pengaruh seismik dan keselamatan penggalian mesti ditentukan untuk tanah dan bangunan tertentu, mengikut peraturan semasa, dengan makmal yang sesuai dan pakar geoteknik yang diberi kuasa.