Bugungi kunda Savo Kusić yog’och derazalar, yogʻoch-alyuminiy oynalar, maxsus oynalar, eshik va kotirovka so’rovlari. Ushbu matn geotexnik arxiv sifatida qoladi va laboratoriya sinovlari, geotexnik dizayn yoki tuproq ishlari uchun taklif emas.
Laboratoriya sinovlari yordamida tuproqning ichki qarshiligi, kogeziyasi va ichki ishqalanish burchagi elementlarini aniqlashning bir necha usullari mavjud, ular orasida to’g’ridan-to’g’ri kesish sinovi va uch eksenli siqish sinovi eng mashhurdir.
To’g’ridan-to’g’ri kesish tajribasi
Sinov A tipidagi to’rtburchaklar kesimli apparatda o’tkaziladi. Casagrandea yoki Xvorsleva tipidagi dumaloq apparatda. Biz tajribani eng ko’p qo’llaniladigan to’rtburchaklar kesimli qurilma bilan tasvirlab beramiz. Ikkala holatda ham sinov buzilmagan namuna bilan yoki oquvchanlik nuqtasida buzilgan namuna bilan amalga oshiriladi, bu holda sinov qiyosiy qiymatga ega bo’ladi.
To’rtburchaklar kesimni to’g’ridan-to’g’ri kesish uchun apparat (1-rasm)
Fig. 1_Kasagrande to’g’ridan-to’g’ri kesish apparatining ko’ndalang kesimi_
Qurilma ikki qismdan, yuqori va pastki romdan iborat boʻlib, u erda pastki qismi statik, yuqori qismi esa harakatchan va yuqori va pastki ramkaning teginish tekisligiga taʼsir qiluvchi Z gorizontal kuchi taʼsirida pastki qismga siljitilishi mumkin.
Tuproq namunasi odatda 100 × 100 × 30 mm oʻlchamdagi yoki aniq qirib tashlangan oʻlchamdagi poʻlat toʻrtburchaklar halqaga joylashtiriladi. Filtr toshlari namunaning yuqori va pastki qismiga joylashtiriladi, so’ngra hamma narsa apparatning halqasiga joylashtiriladi, keyin esa suv bilan to’ldiriladi. Namuna ustiga vertikal yuklash uchun moslama o’rnatilgan. Yuqori filtrli tosh namunani vertikal yuklash tizimiga, pastki qismi esa suv kanallariga ulangan bo’lib, ular yordamida namunani sinov paytida to’yingan holatda ushlab turish mumkin, bu ko’rinadigan bog’lanishni istisno qiladi.
Yuqori va pastki ramka o’rtasidagi aloqa yuzalarida ishqalanishni istisno qilish uchun ustki ramka o’ralgan qurilmalar mavjud bo’lib, ular yordamida yuqori ramka gorizontal kesish kuchi ta’sirida harakatlanadi. Bundan tashqari, yuqori va pastki ramkaning aloqa sirtlari neft jeli bilan qoplangan. Vertikal va gorizontal deformatsiyalarni qayd qilish uchun boshqa 2 komparator qurilmaga kiritilgan.
To’g’ridan-to’g’ri kesish sinovlarini o’tkazish
Ko’pchilik bor2to’g’ridan-to’g’ri kesish sinovlari turlari: tez va sekin sinov. Tezkor sinov namunani ma’lum bir vertikal bosim bilan yuklashdan iborat bo’lib, bu odatda0,50;1,0;2,0;3,0va4,0kp/sm2, cho’kish paytida erishilgan bo’lsa, erishilgan deb taxmin qilinadigan konsolidatsiyani kuting.24soat Dh ≤0,02 mm, va keyin kattalikdagi gorizontal kesish kuchi Z qo’llaniladi1/20yoki1/40vertikal kuchning bir qismi P, har bir daqiqada zamin uzilib qolguncha bir xil qiymatga ortadi. Gorizontal kesish kuchini qo’llash jarayonida yuqori romning harakatlanish jarayoni doimiy ravishda komparatorda o’qish orqali nazorat qilinadi va gorizontal deformatsiyalar har bir yangi yukdan oldin darhol jurnalga yoziladi. Taqqoslovchining to’satdan harakatini ko’rsatadigan momenti zaminning buzilishi sifatida qabul qilinadi.
Tez sinov gil tuproqlarga qo’llaniladi, ularning yangi yuk ostida tabiiy mustahkamlanishi sekin va sinovni o’tkazishning ushbu usuliga mos keladi.
Slow sinovi avvalgisiga o’xshash tarzda amalga oshiriladi, yagona farq shundaki, gorizontal kesish kuchi uzoqroq vaqt oralig’ida oshadi, bu 2, 5 va 15 mdaqiqalarga yoki konsolidatsiyaga qadar, ya’ni gorizontal deformatsiyalar butunlay yo’qolguncha. Gorizontal kuch ta’sirida konsolidatsiya jarayoni 9 komparatorida kuzatiladi (1-rasm).
Sekin sinov qumli yoki changli tuproqlarga qo’llaniladi, bu erda qisqa vaqt oralig’ida gorizontal kesish kuchi ortib ketganda, tabiiy jarayonga mos kelmaydigan teshiklardagi kuchlanishli suv ta’siri tufayli apparatdagi namunaning qirqishi tezlashadi. Shu sababli, tuproq g’ovaklaridagi suv bosimini tashqi suv bosimi bilan tenglashtirishga imkon beradigan vaqt oralig’i bog’lanmagan tuproq zarralarining nozikligi bilan ortadi. Bu tenglashtirishga har bir gorizontal yuk darajasi ta’sirida yetarlicha vaqt qoldirish orqali erishiladi, shunda teshiklardagi ortiqcha suv filtr toshidan siqib chiqariladi.
Ko’rsatilgan sinovlarga qo’shimcha ravishda, ba’zi hollarda vertikal yuk ostida konsolidatsiyasiz tezkor sinov amalga oshiriladi, ya’ni gorizontal kesish kuchi namunani apparatga kiritgandan va vertikal yuk bilan yuklangandan so’ng darhol qo’llaniladi. Biroq, bu bajarish usuli maxsus sharoitlarda qo’llaniladi, masalan, gil tuproqdan yasalgan yangi o’rnatilgan qirg’oq, oldindan siqilishsiz qirg’oqdan keyin darhol yuklanadi.
Ichki ishqalanish va kogeziya burchagini aniqlash
Sinov natijalariga ko’ra kesish stressi
t=Z/A kp/sm²,
bu buzilish momentidagi Z kesish kuchidan kp va namunaning A tasavvurlar maydonidan sm² da olinadi. Sinov 3 dan 4 gacha bo’lgan har xil normal bosim s=P/A kp/sm² bilan yuklangan apparatlar bilan amalga oshiriladi, bunda P namunaning kpdagi vertikal yuki. Odatda normal bosimning quyidagi qiymatlari olinadi: 1,0; 2,0; 3,0 va 4,0 kp/sm².
Fig. 2. Gorizontal deformatsiyalar diagrammasi
Ichki ishqalanish elementlari diagrammasi asosida ikki turdagi diagrammalar 1 va gorizontal deformatsiyalar diagrammasi (2-rasm) olinadi.
Gorizontal deformatsiyalar diagrammasi 9 taqqoslagichni o’qish natijasida olingan abscissa o’qi bo’yicha pastki qismga moslamaning yuqori ramkasining mm dagi gorizontal siljishi DL qo’llanilishi va ordinata o’qiga mos keladigan siljishlar o’qida (k_sm²/sm. 2).
Tuproqning siqilishiga qarab, siqilgan uchun 1 diagrammasi va bo’sh material uchun 2 diagrammasi olinadi.
Siqilgan material uchun siljish kuchlanishi t gorizontal siljish DL ga nisbatan dastlab P proportsionallik chegarasigacha keskin ortadi, keyin esa sekinroq, diagrammaning egri chizig’i esa.1ortadi va maksimal balandlik B ga etadi, shundan so’ng diagramma ma’lum bir uzunlikka kamayadi, nihoyat gorizontal oqimga etadi. Kesish kuchlanishining ortishi deformatsiyaning ortishiga mutanosib bo’lgan gorizontal deformatsiya diagrammasining to’g’ri chiziqli ko’tarilish zonasi elastik deformatsiya maydoni deb qabul qilinadi. P chegarasidan tashqari, diagrammaning eng yuqori B nuqtasigacha bo’lgan DL deformatsiyalarining ortishiga qarab kesishish kuchlanishining ortishi kamayadi. Ushbu zonada material “oqishni” boshlaydi va u plastik deformatsiya maydoni sifatida qabul qilinadi. B diagrammasining eng yuqori nuqtasi1maksimal siljish kuchlanishi max t ni ifodalaydi va bu nuqtada tuproqning sinishi sodir bo’ladi, ya’ni B nuqtasi sinish nuqtasi hisoblanadi. B nuqtadan tashqari material suyuq holatda bo’lib, kesish kuchi pasayadi va zarralar orasidagi bog’lanish buzilgan bu zonada faqat gorizontal siljish kuchiga qarshi turuvchi siljish qarshiligi mavjud deb taxmin qilinadi. Diagramma joylashgan G nuqtasi1gorizontal yo’nalishda o’tadi, sirpanish chegarasi sifatida qabul qilinadi.
Chiqib ketish chegarasi B dagi siljish kuchlanishi siljish kuchi yoki sof kesish kuchi tf, G oquvchanlik chegarasidagi siljish kuchlanishi esa sirpanish kuchi tg deyiladi.
Bo’shashgan material uchun gorizontal siljish diagrammasi ham proportsionallik chegarasi P bo’lgan elastik hududga ega, lekin quyi oqim G sirpanish chegarasigacha bo’lgan plastik mintaqadir, ya’ni maksimal kesish kuchlanishi chegara kuchiga, sirpanishga (t=tg) teng, undan tashqarida materialning suyuqlik holati.
Sl.3. Kirilish diagrammasi, a) kogerent tuproqlar uchun, b) kogerent tuproqlar uchun
Kesish diagrammasi abscissa o’qiga kp/sm dagi normal bosim s qo’llanilganda olinadi.2, va ordinata o’qida mos keladigan kesish kuchi tf kp/sm2, bu erda ikkala qiymat ham bir xil shkalada qo’llaniladi (2-rasm).3). Tuproqning kesish kuchi tf normal bosim s bilan ortganligi sababli, u turli bosimlarda s bo’ladi.1 mos keladigan kesish kuchlarini ifodalovchi A, B, C va D nuqtalarini oling.
Diagrammada alohida A, B, C va D nuqtalarini olish uchun3kogerent tuproqlar uchun (rasm.3a), sirpanish kuchi _t_g qabul qilingan. Biroq, loy tuproqda material G sirpanish chegarasiga yetguncha ancha oldin oqib chiqa boshlaydi va tuproqning birlashishi va ichki ishqalanish burchagini aniqlash uchun P proportsionallik chegarasida kesish kuchini qabul qilish tendentsiyasi mavjud, ammo u nisbatan kichik bo’lgani uchun kesish kuchi diagrammada ko’pincha qabul qilinadi _D.2apparatdagi yuklanishning oldingi bosqichidagi deformatsiyadan ikki baravar ko’p. Bu kuch P va B chegaralari o’rtasida, ya’ni G (1-rasm).2).
76a diagrammasidagi A, B, C va D nuqtalarini ulash kesish diagrammasini beradi, bu muvaffaqiyatli sinovlarda to’g’ri chiziqdir. Diagrammani ordinata o’qi bilan kesishgan joyga cho’zish orqali, s = 0 uchun Kulon naqshiga asoslanib, tf = c+s tgŕ tf = c = tuproq kogeziyasi, diagrammaning ichki gorizontal burchagiga qarab qiyaligi esa hosil bo’ladi. Kesish diagrammasini ordinata o’qining boshqa tomoniga cho’zish orqali abscissa o’qida kogeziya pk kuchlanishi olinadi, bunda c kogeziya kattaligi ishqalanish qarshiligining ekvivalenti sifatida ifodalanadi:
c = pk tgϕ, qayerdan pk = c/tgϕ
Qum kabi nomutanosib tuproqlar uchun rasmdagi diagramma. 3b, koordinata boshi orqali o’tadi, chunki s = 0 uchun biz t = 0 ni olamiz. Biroq, qum nozik taneli va ho’l bo’lsa, shakldagiga o’xshash diagramma. 3a, kichikroq kogeziyaga ega c, bu ko’rinadigan uyg’unlikni ifodalaydi. Bunday holda, koordinata boshining narigi tomonidagi cho’zilgan abtsissa o’qidagi pk kuchlanish kapillyar kuchlanishni ifodalaydi.
Shuni ta’kidlash kerakki, tuproqning birlashishi va ishqalanishini to’g’ridan-to’g’ri kesish sinovi bilan aniqlash bir nechta kamchiliklarga ega, ulardan eng muhimi, tuproqning buzilishi eng kam kesish qarshiligi yuzasida emas, balki oldindan belgilangan kesish yuzasida sodir bo’ladi, apparatdagi namunani kesish paytida, kesishish yuzasining pastki qismidagi deformatsiyalar natijasida pasayib ketadi. qirqish paytida namunaning faqat qisqa uzunlikdagi kuzatilishi mumkin, shuning uchun chegaradan tashqarida sirpanish qarshiligi sinishni etarli darajada nazorat qila olmaydi, ayniqsa kesish paytida deformatsiyalar katta bo’lgan yumshoq tuproqda va hokazo.
Uch eksenli siqish testi
Sinov turli konstruktsiyalarga ega bo’lgan uch eksenli apparatda amalga oshiriladi, lekin ularning barchasi bir xil printsipga asoslanadi, bu quyidagicha. Rolik shaklidagi buzilmagan namuna stendga vertikal ravishda joylashtiriladi va suyuqlik massasining lateral bosimiga har tomondan, so’ngra asta-sekin o’sib boruvchi vertikal bosimga ta’sir qiladi, namunaning sinishi eng kam kesish qarshiligi yuzasida yuzaga kelguncha. Buzilishdagi kesish kuchiga asoslanib, tuproqning kogeziyasi va ichki ishqalanish burchagi hisoblanadi.
Uch eksenli qurilma tavsifi
Fig. 4. Uch eksenli apparat
Uch eksenli apparat (4-rasm) namuna stendlari joylashgan kameraning taglik plitasining pastki qismidan va namunani vertikal yuklash uchun pistonning yuqori qismida va kamerani yopuvchi yuqori plastinkadan iborat. Eng keng tarqalgan namuna o’lchamlari diametri ϕ=36 mm, balandligi h=2,2-2,5_ϕ_. Kameraning diametri D=135mm, balandligi H = 180 mm. Pastki qismdan namunani to’kish uchun K1 tor trubkasi namuna stendining o’rtasidan boshlanadi, u namunadan suvni g’ovakli plastinka orqali oladi va uni kameradan tashqarida vertikal shisha trubka C1ga to’kadi. Sinov namunani to’kib tashlamasdan amalga oshirilsa, bu kanal teshiklardagi suv bosimini o’lchash uchun xizmat qiladi. Kameraning bronza poydevorida kamerani to’ldirish va namunadagi kamerada lateral bosimga erishish uchun suyuqlik massasini etkazib berish uchun K2 kanali mavjud.
Kameraning yuqori plitasi orqali namunani yuklash uchun piston tutqichi o’tadi. Kameradagi namuna kauchuk membrana bilan o’ralgan bo’lib, u har ikki uchidan cho’zilgan va rezina halqalar yordamida piston va poydevorga ulangan. Pistonning o’rtasida yuqori tomondan namunani to’kish uchun K3 kanali mavjud.
Kameraning yon tomonlari rezina halqalar orqali kameraning yuqori va pastki plitalariga mahkamlangan Pleksiglas tsilindr bilan germetik tarzda yopilgan.
Kamera mustahkam asosga joylashtirilgan. Namunani normal yuklash og’irliklari bo’lgan tutqich orqali amalga oshiriladi, ularning nisbati ko’pincha 1: 10. Kameradagi namunaga lateral bosimga erishish tizimi suyuqlik massasi B bo’lgan shishadan iborat bo’lib, u kolba orqali kameraga keltiriladi, havo bosimini o’lchash uchun manometr va siqilgan havo bilan shisha. Namunaning yuk ostida joylashishini o’lchash uchun namunani yuklash uchun piston tepasida komparator o’rnatilgan.
Kameradagi suyuqlik massasining lateral bosimi V1 va V2 klapanlari orqali B shishasidagi havo bosimi yordamida o’z xohishiga ko’ra sozlanishi mumkin. Bu bosim namunadagi s2 va s3 gorizontal kuchlanishlarni keltirib chiqaradi, ular namunaning aylana kesimi tufayli tenglashtiriladi s2 = s3.
Suyuq massa distillangan suv yoki moy bo’lishi mumkin, bu yaxshi muhrlanish uchun afzaldir, chunki suv vintlar orqali o’tishi mumkin. B shishasidagi havo bosimi ta’sirida suyuqlik massasi kamerani V6 klapangacha to’ldiradi, keyin esa yopiladi. Piston tutqichi orqali namunaga deyarli ishqalanishsiz o’tkaziladigan P namunasining vertikal yuki A namunaning ko’ndalang kesimi maydoniga bo’linib, vertikal kuchlanishni beradi s1 = P/A
Uch eksenli siqish testini o’tkazish
Sinov namunasi uchun u alohida apparatda qayta ishlanadi, shunda diametri 36 mm, balandligi 78 mm yoki 90 mm boʻlgan rolik olinadi, uning ustiga yuqoridan va pastdan filtrli toshlar qoʻyiladi va rezina membrana qoʻyiladi. Keyin namuna filtr toshlari bilan birga kameradagi stendga joylashtiriladi, uchlari, rezina membranalar stend va yuklash pistoniga tortiladi va rezina halqalar bilan mahkamlanadi. Londondagi professor Skempton kabi ba’zi laboratoriyalar amaliyotiga ko’ra, sinov paytida kameradagi namunani drenajlash rezina membranani tortib olishdan oldin qo’yiladigan filtr qog’ozi bilan namunaning yon tomonlarini qoplash orqali tezlashadi. Namuna apparatga kiritilganda va Plexiglas tsilindri yuqori va pastki plitalarga o’rnatilganda, sinovlarni bir necha usulda bajarish mumkin, masalan:
-
Drenajsiz sinovlar. Ushbu sinovlarda lateral va vertikal sinovni qo’llash paytida namunani drenajlashga yo’l qo’yilmaydi, V4 va V5 klapanlari esa yopiq.
-
Konsolidatsiya bilan drenajlanmagan testlar. Yanal bosimni qo’llashda namuna drenajlanadi (V4 va V5 klapanlari ochiq), vertikal bosimni qo’llashda esa drenajlashga ruxsat berilmaydi (V4 va V5 yopiq).
3_) Drenajlangan namunalar_. Namuna sinovning butun muddati davomida drenajlanadi (V4 va V5 klapanlari ochiq), shuning uchun to’liq konsolidatsiya sodir bo’ladi va vertikal bosim s1 qo’llanilishi paytida teshiklarda hech qanday kuchlanishli suv hosil bo’lmaydi. Bu sinov uzoq vaqt talab etadi, ayniqsa o’tkazuvchanligi past bo’lgan tuproqda, chunki vertikal yuklash s1 ko’p sonli kichik bosqichlarda amalga oshirilishi va har bir bosqichda konsolidatsiyani kutish kerak. Bundan tashqari, yuqorida ko’rsatilgan testlar to’yingan va qisman to’yingan namunalar bilan amalga oshirilishi mumkin._
Yuqorida qayd etilgan imkoniyatlarni hisobga olgan holda, uch eksenli siqish sinovlari turli xil variantlarda amalga oshirilishi va yuk sharoitida tuproq turiga qarab sozlanishi mumkin.
Tasvirlangan qurilmalar, protseduralar, birliklar, qiymatlar va naqshlar tarixiy manbadan uzatiladi. Matn geotexnik tadqiqot, laboratoriya protokoli, poydevor loyihasi, nishab barqarorligini isbotlash yoki qazish rejasi emas. Namuna va sinov usulini tanlash, drenajlash va mustahkamlash holati, er osti suvlari, yuk rejimi, seysmik ta’sirlar va qazish xavfsizligi tegishli laboratoriya va vakolatli geotexnik ekspert tomonidan amaldagi qoidalarga muvofiq aniq tuproq va bino uchun aniqlanishi kerak.