माटोको कम्प्रेसिबिलिटीको निर्धारण

महत्वपूर्ण विशेषज्ञ नोट: यो लेख अभिलेख शैक्षिक समीक्षा हो र यो भू-प्राविधिक अध्ययन, मान्य प्रयोगशाला मानक, आधार गणना वा निर्देशन पुस्तिका होइन। मौलिक सर्तहरू, प्रक्रियाहरू, मापनको एकाइहरू, मानहरू, वर्गीकरणहरू र “हाम्रो नियमहरू” को सन्दर्भहरू लागू मापदण्ड र नियमहरूको अनुपालन जाँच नगरी हस्तान्तरण गरियो। माटो परीक्षण, विधिको छनोट, नतिजाको व्याख्या र डिजाइन निर्णयहरू आधिकारिक भू-प्राविधिक विशेषज्ञहरू र निश्चित वस्तु र स्थानको लागि उपयुक्त प्रयोगशालाद्वारा गरिनुपर्छ।

माटोको कम्प्रेसिबिलिटीको विषय Savo Kusić को नयाँ सार्वजनिक प्रस्तावको हिस्सा होइन। हालको उत्पादन फोकसमा काठका झ्यालहरू, काठ-एल्युमिनियम झ्यालहरू र अनुकूल निर्मित ढोका समावेश छन्। कुनै विशेष झ्याल वा ढोका परियोजनाको लागि, तपाईंले उद्धरणको लागि अनुरोध पठाउन सक्नुहुन्छ।

oedometer test को आधार

माटोको कम्प्रेसन परीक्षण रोकिएको पार्श्व विस्तारको साथ कम्प्रेसन परीक्षणद्वारा निर्धारण गरिन्छ, जसलाई ओडोमिटर परीक्षण वा एकीकरण परीक्षण पनि भनिन्छ।

परीक्षण अबाधित नमूनाहरु संग प्रदर्शन गरिन्छ, र केहि अवस्थामा गडबडहरु संग। पहिलो अवस्थामा, परीक्षण नमूना ठूलो, अबाधित नमूनामा धातुको औंठीहरू थिचेर लिइन्छ, जुन अतिरिक्त नमूना काटेर र यसको सतहहरूलाई सिलिन्डरको छेउमा समतल गरेपछि औंठीसँगै उपकरणमा खुवाइन्छ। दोस्रो अवस्थामा, रिंगलाई उपज बिन्दुमा स्थिरताको स्थितिमा नमूनाले भरिएको छ र त्यस अवस्थामा यसलाई ओडोमिटरमा प्रस्तुत गरिन्छ।

परीक्षण पहिलो पटक तेर्जाघी द्वारा निर्माण गरिएको उपकरण प्रयोग गरी गरिन्छ र ओडोमिटर भनिन्छ। आज, यस उपकरणको धेरै फरक निर्माणहरू छन्, तर तिनीहरू सबै एउटै सिद्धान्तमा आधारित छन्, रोकिएको पार्श्व विस्तारको साथ लोड अन्तर्गत माटोको नमूनाको सङ्कुचन परीक्षण गर्दै।

Oedometer: यन्त्र विवरण

चित्र। 1। ओडोमिटर

Oedometer एक धातु सिलिन्डर समावेश गर्दछ जसमा नमूना दुई फिल्टर ढुङ्गा (fig. 1) बीच स्थित छ। नमूना 7-10 cm को व्यास र 1-4 cm को उचाइ भएको धातुको औंठीमा उपकरणमा प्रस्तुत गरिन्छ। लोड P माथिल्लो फिल्टर ढुङ्गा मार्फत नमूनामा स्थानान्तरण गरिएको छ। तल्लो फिल्टर ढुङ्गाको मुनि, नमूनाबाट केशिका ट्यूबमा पानी निकाल्नका लागि र पानी आपूर्तिको लागि सिलिन्डरको तल्लो भागमा च्यानलहरू छन्। नमूनाको कम्प्रेसन पोर्सको खर्चमा गरिन्छ, किनकि ठोस माटोको कण र छिद्रहरूमा पानी व्यावहारिक रूपमा असंपीजित हुन्छ, यो सुनिश्चित गर्न आवश्यक छ कि परीक्षणको क्रममा नमूनाबाट पानी निस्कन्छ, जुन फिल्टर ढु stone्गा, च्यानल र केशिका ट्यूबको माध्यमबाट सम्भव हुन्छ।

यन्त्रको बायाँ छेउमा सिलिन्डरको अगाडि एउटा ट्यापसहितको पानी आपूर्ति पाइप छ, जबकि दायाँ छेउमा केशिका ट्यूब छ, सिलिन्डरको पछाडि ट्याप छ। केशिका ट्यूबले माटोको पारगम्यता गुणांक k निर्धारण गर्न पनि काम गर्छ।

परीक्षण

जब नमूना सिलिन्डरमा राखिन्छ र उपकरण जम्मा हुन्छ, बायाँ ट्याप बन्द गर्नुहोस्, पानी आपूर्ति, र दायाँ ट्याप खोल्नुहोस्, पानी केशिका ट्यूबमा प्रवाह गर्नको लागि। त्यसपछि नमूनाको लोड बिस्तारै लागू हुन्छ, जो नजिक छ। निम्न लोडहरू सामान्यतया लागू हुन्छन्:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2र भवन मुनि अपेक्षित अधिकतम माटो लोड सम्म, सामान्यतया सम्म10kp/cm2, र बाँध संग यो अझ बढी हुन सक्छ20kp/cm2। लोडको प्रत्येक स्तरमा, यसको आवेदनको क्षणमा, एक स्टपवाच सुरु हुन्छ र निश्चित समय अन्तरालहरूमा15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, त्यसपछि प्रत्येक पछि24h, लोडको त्यो स्तर अन्तर्गत नमूनाको समेकन नभएसम्म, मिलिमिटरको हजारौं भागमा सम्बन्धित सेटलमेन्ट तुलनाकर्तामा पढिन्छ र रेकर्डमा रेकर्ड गरिन्छ। यदि नमूनाको निपटान Δh ≤ हो भने एकीकरण प्राप्त भएको मानिन्छ।0,02 mmको समय को लागी24घण्टा। समेकन प्राप्त भएपछि, लोडको अर्को स्तर लागू हुन्छ र सम्पूर्ण प्रक्रिया त्यहि तरिकामा दोहोर्याइएको छ र लोडको अन्तिम स्तर सम्म।

रोकिएको पार्श्व विस्तार सहितको समेकन परीक्षण माटोको लोचदार गुणहरू निर्धारण गर्न लोडिङ र अनलोडिङको साथ गरिन्छ। नमूनालाई निश्चित डिग्रीमा लोड गरिसकेपछि, हामीले यसलाई लोड गरे जस्तै क्रमशः अनलोड गर्छौं। राहत सामान्यतया पछि गरिन्छ2,0kp/cm2,4,0kp/cm2र6,0kp/cm2।

नियमको रूपमा, परीक्षण पानीमुनि नमूनाको साथ गरिन्छ, जुन उपकरणमा नमूनाको माथिल्लो सतहको उचाइमा बाँया गिलास ट्यूबमा राखिएको हुन्छ। पानीको उपस्थितिमा नमूनाको कम्प्रेसिबिलिटी परीक्षण यस कारणले गरिन्छ, किनकि परीक्षणमा धेरै समय लाग्छ र सो अवधिमा नमूना सुक्छ, जसको परिणाम स्वरूप नमूनाको कम्प्रेसिबिलिटी माटोको प्राकृतिक आर्द्रताको वास्तविक कम्प्रेसिबिलिटी भन्दा कम हुन्छ। थप रूपमा, प्राकृतिक माटोको आर्द्रता नमूना लिने समयमा भएको भन्दा बढी हुन सक्छ, विशेष गरी जब भूजल स्तर बढ्छ, जसले उच्च पानी स्तरको अवधिमा माटोको वास्तविक संकुचनबाट महत्त्वपूर्ण विचलन ल्याउन सक्छ।

परीक्षण परिणामहरू तीन प्रकारका रेखाचित्रहरूमा लागू हुन्छन्, अर्थात् सापेक्ष कम्प्रेसन रेखाचित्र, पोरोसिटी गुणांक परिवर्तन रेखाचित्र र समय सेटलमेन्ट रेखाचित्र।

सापेक्ष कम्प्रेसन रेखाचित्र

यो रेखाचित्र प्राप्त हुन्छ जब abscissa अक्ष σ = P/A मा नमूनामा सामान्य दबाब लागू गरिन्छ, जहाँ P kp/cm2 मा माथिल्लो फिल्टर ढुङ्गा मार्फत नमूनामा अभिनय गर्ने भार हो, A क्रस-सेक्शनको नमूना क्षेत्र र क्रस-सेक्शनको नमूना हो। सापेक्ष कम्प्रेसन Δh/h हो जहाँ Δh एकीकरणको क्रममा लोड Δσ अन्तर्गत नमूनाको सेटलमेन्ट हो, लोड हुनु अघि h नमूना उचाइ (चित्र 2)।

चित्र। 2। सापेक्ष कम्प्रेसन रेखाचित्र

लोड गर्ने क्रममा, प्राथमिक कम्प्रेसनको diagram a.

अनलोडिङको क्रममा, यदि पानीको निर्बाध सेवन सक्षम गरिएको छ, जसले गर्दा अनलोडिङको समयमा नमूना पानीमुनि रह्यो, यो आफ्नो मूल अवस्थामा फर्कन्छ, अर्थात् सुन्निने। यद्यपि, नमूना यसको प्रारम्भिक अवस्थामा फर्किँदैन, जसको मतलब यो लोचदारको अतिरिक्त प्लास्टिक (स्थायी) विकृतिबाट गुज्रिएको छ। त्यसकारण, यस अवस्थामा, अनलोडिङको समयमा सूजन रेखाचित्र b प्राप्त हुन्छ। यद्यपि, यदि परीक्षण पानी नपाएर गरिएको थियो भने, सूजन रेखाचित्रको सट्टा, तथाकथित diagram of elasticity।

यदि नमूना अनलोड गरेपछि फेरि लोड गरियो भने, माध्यमिक कम्प्रेसन रेखाचित्र c प्राप्त हुन्छ। सूजन रेखाचित्र र माध्यमिक कम्प्रेसन रेखाचित्र c तिनीहरूको बीचमा हिस्टेरेसिस लूप बनाउँछ। माटोमा, हिस्टेरेसिस लूपहरू महत्त्वपूर्ण हुन्छन् र त्यसैले सूजन र माध्यमिक कम्प्रेसन (चित्र b र c) को क्षेत्रमा विकृतिलाई लोचदार मानिने छैन, तर उल्टाउन मिल्ने, किनकि तिनीहरू हुकको कानून अनुसार लोडसँग समानुपातिक छैनन्। प्राथमिक कम्प्रेसन (चित्र ए) को क्षेत्रमा विकृतिहरू जहाँ तिनीहरू फर्किएनन् स्थायी छन् (अपरिवर्तनीय)।

माटो कम्प्रेसिबिलिटी मोड्युल

सापेक्ष कम्प्रेसनको रेखाचित्रबाट, हामी हुकको नियम अनुसार जंगको लोचको मोड्युलस E एक लोचदार पदार्थको लागि, माटोको कम्प्रेसिबिलिटी मोड्युलस Ms

Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],

जहाँ Δσ लोड वृद्धि हो, Δh/h सम्बन्धित सापेक्ष कम्प्रेसन हो, जुन प्राथमिक कम्प्रेसन रेखाचित्र a (fig. 2) बाट लिइन्छ।

माटोको कम्प्रेसिबिलिटी मोड्युलस Ms लोचदार पदार्थको लोचको मोड्युलस E भन्दा फरक छ, किनभने Ms एक र एउटै सामग्रीको लागि स्थिर हुँदैन तर परिवर्तनशील हुन्छ र सामान्य लोड σ सँग बढ्छ। तसर्थ, कम्प्रेसिबिलिटी मोड्युलस Ms को एक विशिष्ट मान सामान्य माटो लोड Δσ को एक साँघुरो अन्तरालको लागि मात्र दिन सकिन्छ। यदि मोड्युल Ms को मान उच्च छ भने, माटोको संकुचन कम हुन्छ र यसको विपरित। हाम्रो आधार नियमहरू अनुसार, माटोको प्राकृतिक अवस्थाको कम्प्रेसिबिलिटी मोड्युलसको लागि निम्न मापदण्ड अपनाइन्छ:

तलको वर्गीकरण दोहोर्याइएको अन्तराल 100-400 kp/cm2 सहित मूल पाठबाट लिइन्छ। यो जाँच गरिएको छैन वा हालको नियमहरूसँग मेल खाएको छैन।

Ms = 0 - 20 kp/cm2 अति संकुचित माटो

Ms = 20 - 50 kp/cm2 धेरै कम्प्रेसिबल माटो

Ms = 50 - 100 kp/cm2 मध्यम कम्प्रेसिबल माटो

Ms = 100 - 400 kp/cm2 कम कम्प्रेसिबल माटो

Ms = 100 - 400 kp/cm2 थोरै संकुचित माटो

Ms = 400 - 1000 kp/cm2 थोरै संकुचित माटो

Ms > 1000         kp/cm2 धेरै कम कम्प्रेसिबल माटो।

माटो लोचदार मोड्युल

त्यसै गरी, हामीले माटोको लोचको मोड्युलस प्राप्त गर्छौं E:

E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],

जहाँ सापेक्ष कम्प्रेसन वृद्धि Δh_/h माटो लोचदार रेखाचित्रबाट सम्बन्धित सामान्य दबाव वृद्धि Δσ. को लागि लिइन्छ।

सामान्य समेकित र अधिक समेकित माटो

क्र.3। अव्यवस्थित माटो नमूनाको सच्छिद्रता गुणांक परिवर्तनको रेखाचित्र

यदि हामीले उपज बिन्दुमा उपकरणमा प्रवेश गरेको विचलित नमूनाको साथ एक ओडोमिटर परीक्षण गर्छौं, र हामी दबाव σ (चित्र 1) को आधारमा पोरोसिटी गुणांक e मा परिवर्तनको रेखाचित्रमा परीक्षणको नतिजा प्लट गर्छौं।3) समेकन प्रवाह रेखाचित्र द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको छ 1 प्राथमिक लोडको लागि, 2 राहत को लागी, 3 माध्यमिक लोडको लागि प्राथमिक लोड विस्तार σa र ** को सीमा a सम्म4** त्यो सीमा भन्दा पर।

राहत रेखाचित्र2र माध्यमिक सङ्कुचन रेखाचित्र3हिस्टेरेसिस लूप बनाउनुहोस् जसको पछाडि रेखाचित्र4रेखाचित्रको विस्तारमा जारी छ1, फ्र्याक्चर बिना, कुनै अनलोडिङ र रिलोडिङ थिएन।

क्र.4। अव्यवस्थित माटो नमूनाको सच्छिद्रता गुणांक परिवर्तनको रेखाचित्र

यद्यपि, यदि हामीले पहिले जस्तै माटोको निश्चित गहिराइबाट लिइएको अव्यवस्थित नमूनाको साथ ओडोमिटर परीक्षण गर्छौं (चित्र।4माध्यमिक लोडको लागि रेखाचित्र3एक विशिष्ट लोड σb बिन्दु b मा फ्र्याक्चर देखाउनेछ, त्यसपछि रेखाचित्र जारी रहनेछ4उच्च ढलान छ। नमूना लिइएको माटो ओडोमिटरमा नमूना σ को भार भन्दा p=γt बढी भार अन्तर्गत भएको हुनाले यो फ्र्याक्चर भएको हो। उच्च भार p विद्यमान माथिल्लो माटो तहहरूको तौलबाट भू-भागको सतहमा उत्पन्न हुन्छ, जसलाई हामी माटोको दबाब भन्छौं, वा पहिलेको माटो तहको भारबाट क्षरण वा मोरेन माटो वा बरफबाट, जसलाई हामी प्रीलोड भन्छौं। ओभरसेलिडेसनको उपस्थिति विशेष गरी माटोको विशेषता हो, जहाँ हामी सामान्यतया समेकित र अतिसंकलित माटोको बीचमा भेद गर्दछौं।

सामान्यतया समेकित माटो

सामान्यतया समेकित माटो जमिनको सतह मुनि कम गहिराइमा हुन्छ, जुन पहिले प्रीलोडमा परेको थिएन। यो माटोको नमूना, माथिल्लो “माटोको चाप” तहहरूको तौल भन्दा बढी भारको साथ ओडोमिटरमा लोड गरिएको, सापेक्ष कम्प्रेसन रेखाचित्र वा पोरोसिटी गुणांक परिवर्तन रेखाचित्रमा विच्छेद बिना समेकनको निरन्तर प्रवाह देखाउँदछ। वस्तुको भार अन्तर्गत यो माटोको बस्ती सामान्य छ, अर्थात् एक निश्चित भार अन्तर्गत, बस्ती समय संग घट्दै जान्छ।

अतिसंकलित माटो

अत्याधिक समेकित माटो धेरै गहिराइमा हुन्छ वा पहिले प्रिलोडको सम्पर्कमा थियो। ओडोमिटरमा माटोको दबाब वा प्रिलोड भन्दा बढी दबाबमा लोड गरिएको यो माटोको नमूनाले सापेक्ष कम्प्रेसन रेखाचित्र वा पोरोसिटी गुणांक परिवर्तन रेखाचित्रमा फ्र्याक्चर देखाउँछ, तथाकथित। भूवैज्ञानिक फ्र्याक्चर g, दिशामा बलियो परिवर्तनको साथ (fig. 5a)। माटोको दबाब वा प्रिलोड σ1 भन्दा कम भारको लागि संरचना अन्तर्गत यस माटोको बस्ती सानो हुन्छ, तर σ1.

यदि भौगर्भिक विच्छेद स्पष्ट रूपमा परिभाषित गरिएको छैन भने, यो रेखाचित्र (चित्र 5b) को स्पर्शरेखा प्रयोग गरेर निर्धारण गरिन्छ।

चित्र। 5। अत्याधिक समेकित माटोको सच्छिद्रता गुणांकमा परिवर्तनहरूको रेखाचित्र

टाइम सेटलमेन्ट रेखाचित्र

यो रेखाचित्र, जसलाई समेकन रेखाचित्र पनि भनिन्छ, प्राप्त हुन्छ जब ओडोमिटरमा नमूनाको लोडिङको प्रत्येक डिग्रीको लागि, समय t in घण्टा abscissa अक्षमा लागू हुन्छ, र mm मा सेटलमेन्ट (fig. 6a) वा %gfi को कुल। 6b) अर्डिनेट अक्षमा लागू हुन्छ।

चित्र। 6। समय निपटान रेखाचित्र

अनबाउन्ड र बाँधिएको माटोले लोड अन्तर्गत फरक व्यवहार गर्छ। बालुवा जस्ता खुकुलो माटोमा ठूला प्वालहरू हुन्छन्, जसबाट पानी चाँडै लोड अन्तर्गत निस्कन्छ, जसले गर्दा माटो चाँडै बसोबास हुन्छ, सबैभन्दा ठूलो बस्ती लोडको सुरुमा हुन्छ र अपेक्षाकृत छोटो समय अन्तरालमा दिइएको लोडमा अन्तिम बस्तीमा पुग्छ। मिल्दो माटो जस्तै माटोमा साना प्वालहरू हुन्छन् जसबाट भारमा पानी निस्कन गाह्रो हुन्छ। कम्प्याक्टेड माटो बस्तीको समय प्रक्रियामा दुई चरणहरू छन्। पहिलो चरणमा, माटोमा भार लगाउने बित्तिकै, पानी छिद्रहरूबाट बाहिर निस्कन नसक्ने हुनाले, यो तनावग्रस्त हुन्छ र सम्पूर्ण लागू लोड प्राप्त गर्दछ। दोस्रो चरणमा, भारको कारणले तनावग्रस्त छिद्रको पानी आफ्नै तनावमा बाहिर धकेल्न थाल्छ, जुन बिस्तारै ठोस माटोको कणहरूमा स्थानान्तरण हुन्छ। यो दोस्रो चरणमा, कणहरू एकसाथ आउँछन् र छिद्रहरू संकुचित हुन्छन्। घट्ने प्रक्रिया जारी रहन्छ जबसम्म दबाबको पानी छिद्रहरूबाट बाहिर निस्कन्छ, अर्थात् छिद्रहरूमा पानीको तनावपूर्ण अवस्था अवस्थित नभएसम्म। तसर्थ, माटोको समेकन मुख्यतया हाइड्रोडायनामिक समस्या हो, जुन माटोको पारगम्यता र छिद्रतामा निर्भर गर्दछ। माटोको मामलामा, जसको पारगम्यता कम छ, समेकन प्रक्रियाले धेरै लामो समय लिन सक्छ, र थप रूपमा, बालुवाको मामलामा भन्दा उच्च समग्र सच्छिताको कारण बस्तीहरू उल्लेखनीय रूपमा ठूलो हुन सक्छ। समेकन परीक्षणको आधारमा, सेटलमेन्ट समयको पाठ्यक्रम समेकनको सम्पूर्ण अवधि र व्यक्तिगत चरणहरूमा गणना गर्न सकिन्छ।