Dokezo muhimu la mtaalamu: Makala haya ni mapitio ya elimu ya kumbukumbu na si utafiti wa kijioteknolojia, kiwango halali cha maabara, hesabu ya msingi au mwongozo wa maagizo. Masharti ya awali, taratibu, vitengo vya kipimo, maadili, uainishaji na marejeleo ya “kanuni zetu” zilihamishwa bila kuangalia kufuata viwango na kanuni zinazotumika. Upimaji wa udongo, uchaguzi wa njia, tafsiri ya matokeo na maamuzi ya kubuni lazima ufanyike na wataalam walioidhinishwa wa kijiografia na maabara sahihi kwa kitu maalum na eneo.
Mada ya mgandamizo wa udongo si sehemu ya toleo jipya la umma la Savo Kusić. Lengwa la sasa la uzalishaji linajumuisha madirisha ya mbao, dirisha za alumini za mbao na milango iliyotengenezwa maalum. Kwa mradi mahususi wa dirisha au mlango, unaweza kutuma ombi la nukuu.
Misingi ya kipimo cha oedometer
Mgandamizo wa udongo hubainishwa na kipimo cha mgandamizo chenye upanuzi wa upande uliozuiwa, ambao pia huitwa kipimo cha oedometer au jaribio la ujumuishaji.
Jaribio linafanywa na sampuli zisizo na wasiwasi, na katika baadhi ya matukio na zilizofadhaika. Katika kesi ya kwanza, sampuli ya jaribio inachukuliwa kwa kushinikiza pete za chuma kwenye sampuli kubwa, isiyo na usumbufu, ambayo hulishwa ndani ya kifaa pamoja na pete baada ya kukata sampuli ya ziada na kusawazisha nyuso zake na kingo za silinda. Katika kesi ya pili, pete imejazwa na sampuli katika hali ya uthabiti kwenye hatua ya mavuno na katika hali hiyo inaletwa kwenye oedometer.
Jaribio linafanywa kwa kutumia kifaa ambacho kilijengwa kwanza na Terzaghi na kuitwa Oedometer. Leo, kuna miundo kadhaa tofauti ya kifaa hiki, lakini yote yanategemea kanuni sawa, kupima ukandamizaji wa sampuli ya udongo chini ya mzigo na upanuzi wa upande uliozuiwa.
Oedometer: maelezo ya kifaa
Mtini. 1. Odometer
Oedometer ina silinda ya chuma ambayo sampuli iko kati ya mawe mawili ya kichujio (mtini 1). Sampuli huletwa kwenye kifaa katika pete ya chuma yenye kipenyo cha 7-10 cm na urefu wa 1-4 cm. Mzigo P huhamishiwa kwa sampuli kupitia jiwe la juu la kichujio. Chini ya jiwe la chujio la chini, kuna njia chini ya silinda ya kumwaga maji kutoka kwa sampuli hadi kwenye bomba la capillary, na pia kwa usambazaji wa maji. Kwa kuwa ukandamizaji wa sampuli unafanywa kwa gharama ya pores, kwa sababu chembe za udongo imara na maji katika pores ni kivitendo incompressible, ni muhimu kuhakikisha kwamba maji machafu kutoka sampuli wakati wa mtihani, ambayo inawezekana kwa njia ya jiwe chujio, channel na tube capillary.
Kwenye upande wa kushoto wa kifaa ni bomba la maji na bomba mbele ya silinda, wakati tube ya capillary iko upande wa kulia, na bomba nyuma ya silinda. Mrija wa kapilari pia hutumika kubainisha mgawo wa upenyezaji wa udongo k.
Kupima
Wakati sampuli inapowekwa kwenye silinda na vifaa vimekusanyika, funga bomba la kushoto, usambazaji wa maji, na ufungue bomba la kulia, ili maji yatiririke kwenye bomba la capillary. Kisha mzigo wa sampuli unakaribia, ambayo hutumiwa hatua kwa hatua. Mizigo ifuatayo kawaida hutumiwa:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2na zaidi hadi kiwango cha juu cha mzigo wa udongo unaotarajiwa chini ya jengo, kwa ujumla hadi10kp/cm2, na kwa mabwawa inaweza kuwa zaidi20kp/cm2. Katika kila ngazi ya mzigo, wakati wa matumizi yake, stopwatch imeanzishwa na kwa muda fulani15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, basi kila zaidi24h, mpaka uimarishaji wa sampuli chini ya kiwango hicho cha mzigo, makazi sambamba katika elfu ya millimeter inasomwa kwenye kulinganisha na kurekodi katika rekodi. Ujumuishaji unachukuliwa kuwa umeafikiwa ikiwa utatuzi wa sampuli ni Δh ≤0,02 mmkwa wakati wa24saa. Baada ya kuimarishwa kunapatikana, kiwango cha pili cha mzigo kinatumika na utaratibu wote unarudiwa kwa njia ile ile na kadhalika hadi kiwango cha mwisho cha mzigo.
Jaribio la uimarishaji na upanuzi wa kando uliozuiliwa unafanywa na upakiaji na upakiaji, ili kuamua mali ya elastic ya udongo. Baada ya kupakia sampuli kwa kiwango fulani, tunaipakua kwa taratibu sawa na vile tulivyoipakia. Msaada kwa kawaida hufanywa baada ya 2,0 kp/cm2, 4,0 kp/cm2 na 6,0 kp/cm2.
Kama sheria, jaribio hufanywa kwa sampuli chini ya maji, ambayo hushikiliwa kwenye bomba la glasi la kushoto kwenye urefu wa uso wa juu wa sampuli kwenye kifaa. Kupima mgandamizo wa sampuli mbele ya maji hufanywa kwa sababu hii, kwa sababu mtihani unachukua muda mrefu na sampuli hukauka wakati huo, kwa sababu hiyo ukandamizaji wa sampuli ungekuwa chini kuliko ukandamizaji halisi wa udongo katika hali yake ya asili ya unyevu. Zaidi ya hayo, unyevu wa asili wa udongo unaweza kuwa juu zaidi kuliko ulivyokuwa wakati wa sampuli, hasa wakati kiwango cha maji ya chini ya ardhi kinapoongezeka, ambayo inaweza kusababisha mkengeuko mkubwa kutoka kwa ugandaji halisi wa udongo wakati wa kipindi cha kiwango cha juu cha maji.
Matokeo ya jaribio yanatumika kwa aina tatu za michoro, ambayo ni mchoro wa mbano wa jamaa, mchoro wa mabadiliko ya mgawo wa porosity na mchoro wa kusuluhisha muda.
Mchoro wa mbano wa jamaa
Mchoro huu hupatikana wakati shinikizo la kawaida linatumika kwa sampuli kwenye mhimili wa abscissa σ = P/A, ambapo P ni mzigo unaofanya kazi kwenye sampuli kupitia jiwe la kichujio cha juu katika kp/cm2, A ni sehemu ya sehemu mtambuka ya mhimili wa abscissa, sampuli ya mfinyazio ni sehemu inayolingana ya programu na sampuli ya mkandamizaji kwenye programu. Δh/h ambapo Δh ni utatuzi wa sampuli chini ya mzigo Δσ wakati wa uimarishaji, h urefu wa sampuli kabla ya kupakia (mtini. 2).
Mtini. 2. Mchoro wa mbano wa jamaa
Wakati wa upakiaji, mchoro wa mbano msingi a.
Wakati wa upakuaji, ikiwa unywaji usiozuiliwa wa maji umewezeshwa, ili sampuli ibaki chini ya maji wakati wa upakuaji, inarudi katika hali yake ya awali, yaani uvimbe. Hata hivyo, sampuli haina kurudi hali yake ya awali, ambayo ina maana kwamba imepata plastiki (ya kudumu) deformation pamoja na elastic. Kwa hiyo, katika kesi hii, mchoro wa uvimbe b unapatikana wakati wa kupakua. Hata hivyo, ikiwa mtihani ulifanyika bila kupokea maji, badala ya mchoro wa uvimbe, kinachojulikana mchoro wa elasticity.
Iwapo sampuli itapakiwa tena baada ya kupakua, mchoro wa mbano wa pili c utapatikana. Mchoro wa uvimbe na mchoro wa ukandamizaji wa pili c huunda kitanzi cha hysteresis kati yao. Katika udongo, vitanzi vya hysteresis ni muhimu na kwa hiyo deformation katika eneo la uvimbe na compression ya sekondari (michoro b na c) hazizingatiwi kuwa za elastic, lakini zinaweza kubadilishwa, kwa kuwa hazilingani na mzigo kulingana na sheria ya Hooke. Upungufu katika eneo la mgandamizo wa msingi (mchoro a) katika sehemu ambayo hawakurudi ni wa kudumu (hauwezi kutenduliwa).
Moduli ya mgandamizo wa udongo
Kutoka kwa mchoro wa mbano wa jamaa, tunapata kulingana na sheria ya Hooke kwa mlinganisho hadi moduli ya Jung ya unyumbufu E kwa nyenzo nyororo, moduli ya mgandamizo ya udongo Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
ambapo Δσ ni nyongeza ya mzigo, Δh/h ni mbano sambamba, ambayo inachukuliwa kutoka kwa mchoro msingi wa mbano a (mtini. 2).
Moduli ya kubana ya udongo Ms inatofautiana na moduli ya unyumbufu E ya nyenzo nyororo, kwa sababu Ms haibadiliki kwa nyenzo moja lakini inabadilika na huongezeka kwa mzigo wa kawaida σ. Kwa hivyo, thamani moja mahususi ya moduli ya mgandamizo Ms inaweza kutolewa tu kwa muda mmoja finyu wa mzigo wa kawaida wa udongo Δσ. Ikiwa thamani ya moduli Ms ni ya juu zaidi, mgandamizo wa udongo ni wa chini na kinyume chake. Kulingana na kanuni zetu za msingi, kigezo kifuatacho cha moduli ya mgandamizo wa udongo katika hali yake ya asili hupitishwa:
Uainishaji ulio hapa chini unafanywa kutoka kwa maandishi asilia, ikijumuisha muda unaorudiwa 100-400 kp/cm2. Haijaangaliwa au kuoanishwa na kanuni za sasa.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 udongo unaogandamizwa sana
Ms = 20 - 50 kp/cm2 udongo unaogandamizwa sana
Ms = 50 - 100 kp/cm2 udongo unaogandana wa wastani
Ms = 100 - 400 kp/cm2 udongo usiogandamizwa
Ms = 100 - 400 kp/cm2 udongo unaogandamizwa kidogo
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 udongo unaogandamizwa kidogo
Ms > 1000 kp/cm2 udongo mdogo sana unaoweza kubanwa.
Moduli ya unyumbufu wa udongo
Vivyo hivyo, tunapata moduli ya unyumbufu wa udongo E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
ambapo nyongeza ya mbano Δh/h inachukuliwa kutoka kwa mchoro wa unyumbufu wa udongo kwa nyongeza ya kawaida ya shinikizo Δσ.
Udongo wa kawaida ulioimarishwa na ulioimarishwa kupita kiasi
Sl.3. Mchoro wa mabadiliko ya mgawo wa porosity wa sampuli ya udongo uliovurugika
Ikiwa tutafanya mtihani wa oedometer na sampuli iliyofadhaika, ambayo tuliingia kwenye kifaa kwenye hatua ya mavuno, na tunapanga matokeo ya mtihani kwenye mchoro wa mabadiliko katika mgawo wa porosity e kulingana na shinikizo σ (Mtini.3) mtiririko wa ujumuishaji unawakilishwa na michoro 1 kwa mzigo wa msingi, 2 kwa misaada, 3 kwa upakiaji wa pili hadi kikomo cha kiendelezi cha msingi cha upakiaji σa na 4 zaidi ya kikomo hicho.
Mchoro wa misaada2na mchoro wa ukandamizaji wa sekondari3kuunda kitanzi cha hysteresis nyuma ambayo mchoro4inaendelea katika upanuzi wa mchoro1, bila kuvunjika, kana kwamba hapakuwa na upakuaji na upakiaji upya.
Sl.4. Mchoro wa mabadiliko ya mgawo wa porosity wa sampuli ya udongo usiosumbuliwa
Walakini, ikiwa tutafanya jaribio la oedometer kwa njia ile ile kama hapo awali na sampuli isiyo na usumbufu iliyochukuliwa kutoka kwa kina fulani cha mchanga (Mtini.4), mchoro wa mzigo wa sekondari3itaonyesha kwa mzigo mmoja maalum σb fracture katika hatua b, baada ya hapo mchoro utaendelea4kuwa na mteremko wa juu. Kuvunjika huku kulitokea kwa sababu udongo ambao sampuli ilichukuliwa ulikuwa chini ya mzigo mkubwa p=γt kuliko mzigo wa sampuli σ katika oedometer. Mzigo wa juu p unatokana na uzito wa tabaka za juu za udongo zilizopo kwenye uso wa ardhi, ambao tunauita shinikizo la udongo, au kutoka kwa mzigo wa tabaka za awali za udongo zilizochukuliwa kwa muda na mmomonyoko wa ardhi au kutoka kwa udongo wa moraine au barafu, ambayo tunaita preload. Kuonekana kwa uimarishaji mwingi ni tabia ya udongo, ambapo tunatofautisha kati ya udongo wa kawaida ulioimarishwa na ulioimarishwa.
Udongo ulioimarishwa kwa kawaida
Udongo ulioimarishwa kwa kawaida huwa kwenye kina kifupi chini ya uso wa ardhi, ambao haujawekwa wazi kwa kupakiwa mapema. Sampuli ya udongo huu, iliyopakiwa katika oedometer na mizigo kubwa kuliko uzito wa tabaka za juu za “shinikizo la udongo”, inaonyesha mtiririko unaoendelea wa uimarishaji, bila mapumziko katika mchoro wa ukandamizaji wa jamaa au katika mchoro wa mabadiliko ya mgawo wa porosity. Makazi ya udongo huu chini ya mzigo wa kitu ni ya kawaida, i.e. chini ya mzigo fulani, makazi hupungua kwa muda.
Udongo ulioimarishwa kupita kiasi
Udongo ulioimarishwa kupita kiasi uko kwenye kina kirefu zaidi au hapo awali ulishawahi kupakiwa. Sampuli ya udongo huu uliopakiwa katika oedometer yenye shinikizo kubwa kuliko shinikizo la udongo au upakiaji mapema inaonyesha fracture kwenye mchoro wa mgandamizo wa jamaa au kwenye mchoro wa mabadiliko ya mgawo wa porosity, kinachojulikana. kuvunjika kwa kijiolojia g, na mabadiliko makubwa ya mwelekeo (mtini.5a). Makazi ya udongo huu chini ya muundo ni ndogo kwa mzigo chini ya shinikizo la udongo au preload σ1, lakini inakuwa kubwa zaidi kwa mizigo iliyo juu σ1.
Ikiwa mapumziko ya kijiolojia hayajafafanuliwa wazi, basi imedhamiriwa kutumia tangents kwenye mchoro (Mtini.5b).
Sl.5. Mchoro wa mabadiliko katika mgawo wa porosity wa udongo ulioimarishwa kupita kiasi
Mchoro wa utatuzi wa wakati
Mchoro huu, unaoitwa pia mchoro wa ujumuishaji, unapatikana wakati, kwa kila kiwango cha upakiaji wa sampuli kwenye oedometer, wakati t kwa masaa hutumika kwa mhimili wa abscissa, na makazi kwa mm kwa mhimili wa kuratibu (Mtini.6a) au katika% ya jumla ya makazi (Mtini.6b).
Sl.6. Mchoro wa Makazi ya Muda
Udongo usiofungwa na kufungwa hufanya kazi tofauti chini ya mzigo. Udongo uliolegea, kama vile mchanga, una matundu makubwa, ambayo maji hutolewa haraka chini ya mzigo, ili udongo utulie haraka, na makazi makubwa zaidi yanatokea mwanzoni mwa mzigo na kufikia makazi ya mwisho kwa mzigo fulani kwa muda mfupi. Udongo unaoshikamana kama vile udongo una vishimo vidogo ambavyo maji yake ni vigumu kuyatoa nje yakiwa na mzigo. Kuna awamu mbili katika mchakato wa wakati wa makazi ya udongo uliounganishwa. Katika awamu ya kwanza, mara baada ya kutumia mzigo kwenye udongo, kwa vile maji hawezi kutoka kwenye pores, inakuwa imesisitizwa na kupokea mzigo mzima uliowekwa. Katika hatua ya pili, maji ya pore yaliyosisitizwa huanza kusukuma nje chini ya dhiki yake mwenyewe kutokana na mzigo, ambayo huhamishiwa hatua kwa hatua kwenye chembe za udongo imara. Katika awamu hii ya pili, chembe huja pamoja na pores hupungua. Mchakato wa kupungua unaendelea mpaka maji ya shinikizo yanalazimishwa kutoka kwenye pores, yaani mpaka hali ya mkazo ya maji katika pores itaacha kuwepo. Kwa hiyo, uimarishaji wa udongo ni tatizo la hydrodynamic, ambayo inategemea upenyezaji wa udongo na porosity. Katika kesi ya udongo, ambao upenyezaji wake ni mdogo, mchakato wa kuimarisha unaweza kuchukua muda mrefu sana, na kwa kuongeza, makazi yanaweza kuwa makubwa zaidi kutokana na porosity ya juu ya jumla kuliko katika kesi ya mchanga. Kwa msingi wa mtihani wa uimarishaji, kozi ya muda wa makazi inaweza kuhesabiwa kwa muda wote wa uimarishaji na katika awamu za mtu binafsi.