Mahalagang tala ng eksperto: Ang artikulong ito ay isang archival educational review at hindi isang geotechnical na pag-aaral, isang wastong pamantayan sa laboratoryo, isang pagkalkula ng pundasyon o isang manual ng pagtuturo. Ang mga orihinal na termino, pamamaraan, yunit ng pagsukat, mga halaga, pag-uuri at mga sanggunian sa “aming mga regulasyon” ay inilipat nang hindi sinusuri ang pagsunod sa mga naaangkop na pamantayan at regulasyon. Ang pagsusuri sa lupa, pagpili ng pamamaraan, interpretasyon ng mga resulta at mga desisyon sa disenyo ay dapat isagawa ng mga awtorisadong eksperto sa geotechnical at ang naaangkop na laboratoryo para sa isang partikular na bagay at lokasyon.
Ang paksa ng soil compressibility ay hindi bahagi ng bagong pampublikong alok ng Savo Kusić. Ang kasalukuyang focus sa produksyon ay binubuo ng wooden Mga bintana, wood-aluminum Mga bintana at custom-made na pinto. Para sa isang partikular na proyekto sa bintana o pinto, maaari kang magpadala ng request for quotation.
Batayan ng oedometer test
Ang compressibility ng lupa ay tinutukoy ng isang compression test na may pinipigilang lateral expansion, na tinatawag ding oedometer test o isang consolidation test.
Ang pagsusuri ay isinasagawa gamit ang mga hindi nababagabag na sample, at sa ilang mga kaso ay may mga nababagabag. Sa unang kaso, ang sample ng pagsubok ay kinuha sa pamamagitan ng pagpindot sa mga singsing na metal sa isang mas malaki, hindi nababagabag na sample, na pagkatapos ay ipapakain sa apparatus kasama ang singsing pagkatapos putulin ang labis na sample at i-level ang mga ibabaw nito sa mga gilid ng silindro. Sa pangalawang kaso, ang singsing ay puno ng isang sample sa estado ng pagkakapare-pareho sa yield point at sa estado na iyon ay ipinakilala ito sa oedometer.
Isinasagawa ang pagsubok gamit ang apparatus na unang ginawa ni Terzaghi at tinawag na Oedometer. Sa ngayon, mayroong ilang iba’t ibang mga constructions ng apparatus na ito, ngunit lahat sila ay nakabatay sa parehong prinsipyo, sinusubukan ang compression ng isang sample ng lupa sa ilalim ng load na may pumigil sa lateral expansion.
Oedometer: paglalarawan ng device
Fig. 1. Odometer
Oedometer ay binubuo ng isang metal na silindro kung saan ang sample ay matatagpuan sa pagitan ng dalawang filter na bato (fig. 1). Ang sample ay ipinapasok sa apparatus sa isang metal na singsing na may diameter na 7-10 cm at taas na 1-4 cm. Ang load P ay inililipat sa sample sa pamamagitan ng upper filter stone. Sa ibaba ng mas mababang filter na bato, may mga channel sa ilalim ng silindro para sa pagpapatuyo ng tubig mula sa sample papunta sa capillary tube, pati na rin para sa supply ng tubig. Dahil ang compression ng sample ay ginagawa sa gastos ng mga pores, dahil ang mga solidong particle ng lupa at tubig sa mga pores ay halos hindi mapipigil, kinakailangan upang matiyak na ang tubig ay umaagos mula sa sample sa panahon ng pagsubok, na ginawang posible sa pamamagitan ng isang filter na bato, isang channel at isang capillary tube.
Sa kaliwang bahagi ng device ay may water supply pipe na may gripo sa harap ng cylinder, habang ang capillary tube ay nasa kanang bahagi, na may gripo sa likod ng cylinder. Nagsisilbi rin ang capillary tube upang matukoy ang koepisyent ng pagkamatagusin ng lupa k.
Pagsubok
Kapag ang sample ay inilagay sa silindro at ang apparatus ay binuo, isara ang kaliwang gripo, ang supply ng tubig, at buksan ang kanang gripo, para ang tubig ay dumaloy sa capillary tube. Pagkatapos ay nilapitan ang pagkarga ng sample, na unti-unting inilalapat. Ang mga sumusunod na load ay karaniwang ginagamit:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/cm2at higit pa hanggang sa pinakamataas na karga ng lupa na inaasahan sa ilalim ng gusali, sa pangkalahatan ay hanggang sa10kp/cm2, at sa mga dam maaari itong maging higit pa20kp/cm2. Sa bawat antas ng pagkarga, sa sandali ng paggamit nito, ang isang segundometro ay magsisimula at sa ilang mga agwat ng oras15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, pagkatapos ay sa bawat karagdagang24h, hanggang sa pagsasama-sama ng sample sa ilalim ng antas ng load na iyon, ang katumbas na settlement sa ikasanlibo ng isang milimetro ay binabasa sa comparator at naitala sa talaan. Ipinapalagay na ang pagsasama-sama ay nakamit kung ang pag-aayos ng sample ay Δh ≤0,02 mmpara sa panahon ng24oras. Matapos makamit ang pagpapatatag, ang susunod na antas ng pagkarga ay inilapat at ang buong pamamaraan ay paulit-ulit sa parehong paraan at iba pa hanggang sa huling antas ng pagkarga.
Ang pagsubok ng pagsasama-sama na may pinigilan na pag-ilid na pagpapalawak ay isinasagawa sa paglo-load at pagbabawas, upang matukoy ang nababanat na mga katangian ng lupa. Ang pagkakaroon ng pag-load ng sample sa isang tiyak na antas, ibinababa namin ito nang may parehong gradualness habang ni-load namin ito. Karaniwang ginagawa ang relief pagkatapos2,0kp/cm2,4,0kp/cm2at6,0kp/cm2.
Bilang isang panuntunan, ang pagsusuri ay isinasagawa kasama ang sample sa ilalim ng tubig, na nakahawak sa kaliwang glass tube sa taas ng itaas na ibabaw ng sample sa apparatus. Ang pagsubok sa compressibility ng sample sa pagkakaroon ng tubig ay ginagawa para sa kadahilanang ito, dahil ang pagsubok ay tumatagal ng mahabang panahon at ang sample ay natuyo sa panahong iyon, bilang isang resulta kung saan ang compressibility ng sample ay magiging mas mababa kaysa sa aktwal na compressibility ng lupa sa natural na moisture state nito. Bilang karagdagan, ang natural na kahalumigmigan ng lupa ay maaaring mas mataas kaysa sa oras ng pagsa-sample, lalo na kapag tumaas ang antas ng tubig sa lupa, na maaaring humantong sa isang makabuluhang paglihis mula sa aktwal na compressibility ng lupa sa panahon ng mataas na antas ng tubig.
Ang mga resulta ng pagsubok ay inilapat sa tatlong uri ng mga diagram, katulad ng relative compression diagram, ang porosity coefficient change diagram at ang time settlement diagram.
Relatibong compression diagram
Ang diagram na ito ay nakukuha kapag ang normal na pressure ay inilapat sa sample sa abscissa axis σ = P/A, kung saan ang P ay ang load na kumikilos sa sample sa pamamagitan ng upper filter stone sa kp/cm2, A ay ang cross-sectional area ng sample, at ang axis ay ang relatibong lugar ng sample sa apparatus Δh/h kung saan ang Δh ay ang settlement ng sample sa ilalim ng load Δσ sa panahon ng consolidation, h sample height bago i-load (fig. 2).
Fig. 2. Relative compression diagram
Sa panahon ng paglo-load, diagram ng pangunahing compression a.
Sa panahon ng pagbabawas, kung pinagana ang walang hadlang na pag-inom ng tubig, upang ang sample ay nanatili sa ilalim ng tubig sa panahon ng pagbabawas, ito ay babalik sa orihinal nitong estado, ibig sabihin, pamamaga. Gayunpaman, ang sample ay hindi bumalik sa paunang estado nito, na nangangahulugan na ito ay sumailalim sa plastic (permanenteng) pagpapapangit bilang karagdagan sa nababanat. Samakatuwid, sa kasong ito, ang swelling diagram b ay nakuha sa panahon ng pagbabawas. Gayunpaman, kung ang pagsusuri ay ginawa nang hindi tumatanggap ng tubig, sa halip na isang swelling diagram, ang tinatawag na diagram of elasticity.
Kung ang sample ay na-load muli pagkatapos i-unload, ang pangalawang compression diagram na c ay makukuha. Ang swelling diagram at ang pangalawang compression diagram c ay bumubuo ng hysteresis loop sa pagitan nila. Sa luwad, ang mga hysteresis loop ay makabuluhan at samakatuwid ang pagpapapangit sa lugar ng pamamaga at pangalawang compression (mga diagram b at c) ay hindi itinuturing na nababanat, ngunit nababaligtad, dahil hindi sila proporsyonal sa pagkarga ayon sa batas ni Hooke. Ang mga pagpapapangit sa lugar ng pangunahing compression (diagram a) sa bahagi kung saan hindi sila bumalik ay permanente (hindi maibabalik).
Module ng compressibility ng lupa
Mula sa diagram ng relative compression, nakukuha natin ayon sa batas ni Hooke na kahalintulad sa modulus of elasticity ni Jung E para sa isang elastic na materyal, ang compressibility modulus ng lupa Ms
Ms = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
kung saan Δσ ay ang pagtaas ng load, Δh/h ay ang katumbas na relative compression, na kinuha mula sa pangunahing compression diagram a (fig. 2).
Ang compressibility modulus ng lupa Ms ay naiiba sa modulus of elasticity E ng isang elastic material, dahil ang Ms ay hindi pare-pareho para sa isa at sa parehong materyal ngunit nagbabago at tumataas sa normal na load σ. Samakatuwid, ang isang tiyak na halaga ng compressibility modulus Ms ay maibibigay lamang para sa isang makitid na pagitan ng normal na pagkarga ng lupa Δσ. Kung ang halaga ng module Ms ay mas mataas, ang compressibility ng lupa ay mas mababa at vice versa. Ayon sa aming mga regulasyon sa pundasyon, ang sumusunod na criterion para sa compressibility modulus ng lupa sa natural nitong estado ay pinagtibay:
Ang klasipikasyon sa ibaba ay dinadala mula sa orihinal na teksto, kabilang ang paulit-ulit na agwat 100-400 kp/cm2. Hindi ito nasuri o naaayon sa kasalukuyang mga regulasyon.
Ms = 0 - 20 kp/cm2 sobrang siksik na lupa
Ms = 20 - 50 kp/cm2 napaka-compressible na lupa
Ms = 50 - 100 kp/cm2 medium compressible soil
Ms = 100 - 400 kp/cm2 hindi gaanong compressible na lupa
Ms = 100 - 400 kp/cm2 bahagyang compressible na lupa
Ms = 400 - 1000 kp/cm2 bahagyang compressible na lupa
Ms > 1000 kp/cm2 napakababang compressible na lupa.
Module ng elasticity ng lupa
Sa parehong paraan, nakukuha natin ang modulus of elasticity ng lupa E:
E = Δσ / (Δh/h) [kp/cm2],
kung saan ang relatibong compression increment Δh/h ay kinuha mula sa soil elasticity diagram para sa kaukulang normal na pagtaas ng presyon Δσ.
Normal consolidated at overconsolidated na lupa
Fig. 3. Diagram ng mga pagbabago sa porosity coefficient ng nababagabag na sample ng lupa
Kung gagawa kami ng oedometer test na may nababagabag na sample, na ipinasok namin sa apparatus sa yield point, at i-plot namin ang mga resulta ng pagsubok sa diagram ng pagbabago sa porosity coefficient e depende sa pressure σ (Fig. 3 na daloy ng diagram ay kinakatawan ng consolidation flow), ang consolidation flow. 1 para sa pangunahing load, 2 para sa pagbabawas, 3 para sa pangalawang load hanggang sa limitasyon a ng pangunahing load extension σa at 4 lampas sa limitasyong iyon.
Ang diagram ng pagbabawas 2 at ang pangalawang diagram ng compression 3 ay bumubuo ng hysteresis loop sa likod kung saan ang diagram na 4 ay nagpapatuloy sa extension ng diagram 1, nang walang pahinga, na parang walang pahinga nire-reload.
Fig. 4. Diagram ng pagbabago ng porosity coefficient ng hindi nababagabag na sample ng lupa
Gayunpaman, kung gagawin natin ang pagsusuri sa oedometer sa parehong paraan tulad ng dati na may isang hindi nababagabag na sample na kinuha mula sa isang tiyak na lalim ng lupa (fig.4), diagram para sa pangalawang pagkarga3ay magpapakita sa isang tiyak na pagkarga σb isang bali sa punto b, pagkatapos nito ay magpapatuloy ang diagram4magkaroon ng mas mataas na slope. Ang bali na ito ay nangyari dahil ang lupa kung saan kinuha ang sample ay nasa ilalim ng mas malaking load p=γt kaysa sa load ng sample σ sa oedometer. Ang mas mataas na load p ay nagmumula sa bigat ng mga umiiral na upper soil layers hanggang sa ibabaw ng terrain, na tinatawag nating soil pressure, o mula sa load ng mga naunang layer ng lupa na dinadala sa paglipas ng panahon ng erosion o mula sa moraine soil o yelo, na tinatawag nating preload. Ang hitsura ng overconsolidation ay partikular na katangian ng clay, kung saan nakikilala natin ang karaniwang pinagsama-sama at sobrang pinagsama-samang clay.
Karaniwang pinagsama-samang luad
Ang karaniwang pinagsama-samang luad ay nasa mas mababaw na lalim sa ibaba ng ibabaw ng lupa, na hindi pa nalantad sa preload. Ang isang sample ng clay na ito, na na-load sa oedometer na may mga load na mas malaki kaysa sa bigat ng itaas na “presyon ng lupa” na mga layer, ay nagpapakita ng tuluy-tuloy na daloy ng consolidation, nang walang mga break sa relative compression diagram o sa porosity coefficient change diagram. Ang pag-aayos ng luad na ito sa ilalim ng pagkarga ng bagay ay normal, ibig sabihin, sa ilalim ng isang tiyak na pagkarga, bumababa ang pag-aayos sa paglipas ng panahon.
Overconsolidated clay
Ang overconsolidated na luad ay nasa mas malalim na kalaliman o dati nang sumailalim sa preloading. Ang isang sample ng clay na ito na na-load sa oedometer na may presyon na mas malaki kaysa sa presyon ng lupa o preload ay nagpapakita ng bali sa relative compression diagram o sa porosity coefficient change diagram, ang tinatawag. geological fracture g, na may malakas na pagbabago sa direksyon (fig.5a). Ang settlement ng clay na ito sa ilalim ng istraktura ay maliit para sa load sa ibaba ng presyon ng lupa o preload σ1, ngunit nagiging makabuluhang mas malaki para sa mga load sa itaas σ1.
Kung ang geological break ay hindi malinaw na tinukoy, pagkatapos ito ay tinutukoy gamit ang mga tangent sa diagram (Fig.5b).
Sl.5. Diagram ng mga pagbabago sa porosity coefficient ng overconsolidated clay
Time settlement diagram
Ang diagram na ito, na tinatawag ding consolidation diagram, ay nakuha kapag, para sa bawat antas ng pag-load ng sample sa oedometer, ang oras t sa mga oras ay inilapat sa abscissa axis, at ang settlement sa mm sa ordinate axis (Fig.6a) o sa % ng kabuuang settlement (Fig.6b).
Sl.6. Time Settlement Diagram
Ang mga hindi nakatali at nakagapos na mga lupa ay iba ang kilos sa ilalim ng pagkarga. Ang mga maluwag na lupa, tulad ng buhangin, ay may malalaking butas, kung saan ang tubig ay mabilis na pinipiga sa ilalim ng karga, upang ang lupa ay mabilis na tumira, na ang pinakamalaking pag-aayos ay nangyayari sa simula ng pagkarga at umabot sa huling pag-aayos sa isang naibigay na pagkarga sa medyo maikling pagitan ng oras. Ang mga cohesive na lupa tulad ng luad ay may maliliit na butas kung saan mahirap pigain ang tubig sa ilalim ng kargada. Mayroong dalawang yugto sa proseso ng oras ng compacted soil settlement. Sa unang yugto, kaagad pagkatapos ilapat ang pagkarga sa lupa, dahil ang tubig ay hindi maaaring dumaloy palabas ng mga pores, ito ay nagiging stress at natatanggap ang buong inilapat na pagkarga. Sa ikalawang yugto, ang stressed pore water ay nagsisimulang itulak palabas sa ilalim ng sarili nitong stress dahil sa pagkarga, na unti-unting inililipat sa mga solidong particle ng lupa. Sa ikalawang yugto, ang mga particle ay nagsasama-sama at ang mga pores ay lumiliit. Ang proseso ng paghupa ay nagpapatuloy hanggang sa ang presyon ng tubig ay sapilitang lumabas sa mga pores, ibig sabihin, hanggang sa ang stress na estado ng tubig sa mga pores ay hindi na umiral. Samakatuwid, ang pagsasama-sama ng lupa ay pangunahing isang problema sa hydrodynamic, na nakasalalay sa pagkamatagusin at porosity ng lupa. Sa kaso ng clay, na ang permeability ay mababa, ang proseso ng consolidation ay maaaring tumagal ng napakatagal na panahon, at bilang karagdagan, ang mga settlement ay maaaring maging mas malaki dahil sa mas mataas na pangkalahatang porosity kaysa sa kaso ng buhangin. Sa batayan ng pagsubok sa pagsasama-sama, ang kurso ng oras ng pag-aayos ay maaaring kalkulahin para sa buong tagal ng pagsasama-sama at sa mga indibidwal na yugto.