Arkiv professionellt innehåll: artikeln bevarar en historisk översikt över geotekniska koncept, formler och laboratorieprocedurer. Det är inte en geoteknisk studie, banvallsdesign, packningsspecifikation, kvalitetskontrollplan eller ersättning för den nuvarande standarden. Markparametrar, utrustning, packningsenergi, acceptanskriterier och säkra arbetsmetoder bestäms av en auktoriserad geoteknisk ingenjör och ett ackrediterat laboratorium utifrån den specifika jorden och objektet.
Idag är Savo Kusić fokuserad på träfönster, trä-aluminiumfönster, anpassade fönster, dörr och offertförfrågningar. Denna artikel finns kvar som ett tekniskt arkiv och representerar inte ett erbjudande om geoteknisk utformning, provning eller utförande av markarbeten.
Packning av lös jord
Komprimering av lös jord beror på storleken och formen på fasta partiklar, såväl som på dess struktur. I fallet med obunden jord finns det vissa gränser där värdena för porositet n och porositetskoefficient e för den mest sällsynta och tätaste strukturen rör sig.
Om det obundna materialet torkas och långsamt hälls i en bägare så att det inte kompakteras under hällningen, erhålls dess sällsynta struktur. Denna struktur motsvarar porositetskoefficienten emax, vars värde för sand i originaltexten ligger inom gränserna:
emax =0,7-1,0.
Om samma material hälls i en bägare i tunna lager och varje lager rammas med en träklubba tills volymen är konstant, d.v.s. tills den slutar sedimentera under stampningen, erhålls dess tätaste struktur. Den motsvarar porositetskoefficienten emin, vars värde för sand är:
emin = 0,45–0,65.
Kompakteringen av obunden jord uttrycks av den relativa packningen ID, en koefficient som visar graden av jordkomprimering i förhållande till den högsta packningen:
där e är markens porositetskoefficient i det naturliga tillståndet av packning. De slutliga värdena för den relativa densiteten är:
- för den mest sällsynta strukturen e = emax; ID =0;
- för den tätaste strukturen e = emin; ID =1.
Kriteriet för packning av sandjord enligt Terzaghi i originaltexten lyder:
- sparsamt packad sand: ID =0-1/3;
- medelkomprimerad sand: ID =1/3–2/3;
- tätt packad sand: ID =2/3-1.
Vid banvallar på vägar och banvallar kräver texten ID =2/3-1.
Istället för den tidigare formen kan förhållandet mellan volymer användas:
där V är volymen av det ostörda jordprovet, Vmax är volymen av samma mängd jord i tillståndet med minst packning och Vmin är volymen av samma mängd jord i tillståndet för maximal packning.
Tillämpningsgräns: historiska klassificeringar och termer får inte överföras direkt till projektet eller byggarbetsplatsen. Jordtyp, provtagningsmetod, provtillstånd, tillämplig standard och projektkrav kan ändra metoden och kriterierna.
Packning av bunden jord
Med bunden jord beror packningen inte bara på storleken och formen på fasta ingredienser och dess struktur, utan också på sammanhållningen. På grund av sammanhållningen klistras de fasta partiklarna ihop, så att pressa ut vatten ur porerna vid packning är mycket svårare än med obunden jord, vars partiklar rör sig lättare under belastning.
Vid packning av bunden jord är mängden vatten av stor betydelse. Genom stampning pressas vatten ut ur porerna och tjockleken på vattenfilmen minskar; porositeten minskar och skjuvhållfastheten och skrymdensiteten ökar. Ju högre densitet, desto mer fasta ämnen och färre porer per volymenhet. Detta förhållande användes som grund för att utvärdera packningen av bunden jord. Komprimeringskontroll i texten görs med torr volymetrisk vikt:
γd = Wd / V [N/cm3]
där Wd är vikten av ett helt torkat jordprov i N, och V är volymen av samma prov i komprimerat tillstånd före torkning, i cm3.
Proctor’s Trial
Proctors test tjänar till att fastställa förhållandet mellan mängden vatten i jorden och dess packning. Den bestämmer den optimala luftfuktigheten, det vill säga den luftfuktighet vid vilken den packade jorden ger den maximala torra volymvikten för en given packningsenergi.
Historiskt beskrivna Proctors apparat (fig1) består av en metallcylinder med en innerdiameter Ø =10 cm, höjd12 cm(bild1_a_), en fortsättning på en cylinder med samma höjddiameter10 cm(bild1_b_) och metallstampdiameter5 cm, vikt2,5N, i en cylindrisk styrning med något större diameter. Styrningen är öppen i nedre änden och stängd i övre änden, med en något bredare öppning för ramhandtaget att passera genom (bild1_c_). Den nedre änden av cylindern placeras på en större metallplatta och fixeras under stampningen.
Provet torkas enligt den ursprungliga proceduren och siktas genom en siktöppning 5 mm för att undvika påverkan av stora korn. Det blandas sedan med en mängd vatten som inte får vara så mycket att provet blir mosigt och inte heller så litet att provet inte kan bearbetas. Först placeras ett lager med en höjd av ca 8 cm i cylindern med en förlängning i okomprimerat tillstånd och komprimeras med 25 blåser jämnt fördelade över ytan. Slaget utförs genom fritt fall av klubban från en höjd av 30 cm. Ett nytt lager med tjocklek 8 cm appliceras, rampas med nya 25 och processen upprepas med det tredje skiktet. Efter fullbordandet avlägsnas förlängningen, ytan på provet riktas in mot kanten på den nedre cylindern och överskottssmutsen avlägsnas. Ett prov av komprimerad jord tas sedan bort och dess torra bulkdensitet γd och fukthalt w bestäms.
Bild 1 — Proctors experiment
Experimentet upprepas 5 till 6 gånger, alltid med färskt, obehandlat material från samma prov, men med en annan mängd vatten, för att få olika värden för γd och w. Jordfuktighet w appliceras på abskissan i diagrammet och torr volymetrisk vikt γd på ordinatan (bild 2). De sammankopplade punkterna ger en kurva som visar att torrbulkdensiteten först ökar med fukt till ett maximum och sedan minskar. Luftfuktigheten wopt som motsvarar den maximala torra bulkdensiteten max γd kallas optimal fuktighet. I texten är det accepterat att vid denna fuktighet uppnås den högsta packningen för en given packningsenergi. Testet som utförs på detta sätt kallas standard Proctors test.
Figur 2 — Proctordiagram.
Laboratoriesäkerhet och standard: Apparatdimensioner, massa och fall av stampen, antal lager och stötar och provförberedelser är historiska data som överförs här, inte en fristående instruktion. En giltig procedur måste definiera lämplig standard och laboratorieplan. Torkning, siktning och stampning medför risker från damm, flygande partiklar, kläm- och stötskador; rätt utrustning, skydd och en utbildad operatör krävs.
Effekt av kornstorlek över 5 mm
I originaltexten står det att korn större än 5 mm inte har någon betydande inverkan om de utgör 25% av den totala massan. Om det finns mer än 25% bör deras inverkan beaktas genom att beräkna blandningens torra volymvikt med hjälp av proportionalitetsmetoden eller det modifierade Proctor-testet.
Beräkning med proportionalitetsmetod
Enligt denna metod beräknas den torra volymetriska vikten av jordmaterialblandningen γdm baserat på den proportionella representationen av korn över och under 5 mm:
var är:
- γd — torr volymvikt av materialet som passerade genom öppningssikten 5 mm;
- γsc — volymetrisk vikt av fasta partiklar som finns kvar på skärmöppningen 5 mm;
- m — viktprocent av materialet som finns kvar på siktöppningen 5 mm i förhållande till hela massan.
Modifierat Proctor Test
Enligt erfarenheterna från US Bureau of Reclamation som citeras i originaltexten, om korn större än5 mmgöra om1/3till2/3av jordens totala massa bör testet utföras med den totala massan. Eftersom det inte är möjligt att göra detta framgångsrikt i en cylinder med diameter10 cm, används en cylinder med större diameter i det så kallade modifierade Proctor-testet. Texten beskriver en cylinder med diameter15,2 cmoch höjd23,2 cm, där provkvantiteten5,5kp fyller i tre ungefär lika stora lager med po50slår med en tung hammare4,53kp och fallhöjd45,7 cm. Om provet innehåller korn upp till20 mm, testet utförs med ostört material. Om den innehåller korn större än20 mm, mängden5,5kp av provet siktas genom en sikt av20 mm, och ersätter resten på silen med material av samma storlek5-20 mm.
Utöver proceduren som beskrivs på detta sätt, i texten kallas varje prestandametod som skiljer sig från standarden också ett modifierat Proctor-test.
Komprimeringsenergi
Komprimeringsenergin för provet i Proctor-cylindern kan uttryckas med ekvationen, där N är antalet hammarslag, h är höjden på hammarfallet i m, W är hammarens vikt i Mp (megapond) och V är provets volym i m3.
Med en ökning av packningsenergin uppnås större packning av provet, dess porositet, d.v.s. mängden vatten i jorden, minskar och torrvolymvikten ökar. För kompakteringsenergier E1, E2, E3och E4motsvarande Proctor-diagram i figuren erhålls3. Alla diagram börjar asymptotiskt med ett mättnadsdiagram, även kallat diagram0%luftporer när alla porer är fyllda med vatten, dvs5%av luftporer när det är95%porer fyllda med vatten.
Bild3— Proctordiagram för olika packningsenergier.
Ett mättnadsdiagram kan konstrueras genom att plotta på abskissan w = wz = n / γs(1-n), och på ordinatan γd = γs(1-n), där n är jordens porositet och γs är den volymetriska vikten av fasta partiklar i den givna jorden. Härav följer att packningsenergin kan justeras för att erhålla den önskade packningen. För att kontrollera packningen av naturlig jord eller en packad invallning används ofta packningsindexet Iz i texten, förhållandet mellan den torra volymetriska vikten av den givna jorden eller banvallen γd och den volymetriska vikten som erhålls av Proctor γp:
Iz = γd / γp.
Design och kontroll i fält: laboratoriekurvan ensam bekräftar inte kvaliteten på det härledda lagret. Provtagning, skikttjocklek, typ och antal maskinpass, luftfuktighet, fältmätningar, bärighet, dränering, intilliggande konstruktioner och underjordiska installationer ska ingå i konstruktions- och kontrollplanen. Närma dig inte vältens eller andra maskiners arbetsområde utan organiserad signalering och passerkontroll.