Muhim ekspert eslatmasi: Ushbu maqola arxivdagi taʼlim sharhi boʻlib, geotexnik tadqiqot, amaldagi laboratoriya standarti, poydevor hisobi yoki yoʻriqnoma emas. Asl atamalar, protseduralar, o’lchov birliklari, qiymatlar, tasniflar va “bizning qoidalarimiz” ga havolalar amaldagi standartlar va qoidalarga muvofiqligini tekshirmasdan uzatildi. Tuproqni sinash, usulni tanlash, natijalarni talqin qilish va dizayn qarorlari vakolatli geotexnik mutaxassislar va ma’lum bir ob’ekt va joylashuv uchun tegishli laboratoriya tomonidan amalga oshirilishi kerak.
Tuproqning siqilishi mavzusi Savo Kusićning yangi ommaviy taklifiga kirmaydi. Hozirgi ishlab chiqarish yo’nalishi yog’och derazalar, yog’och-alyuminiy oynalar va buyurtma qilingan eshiklar dan iborat. Muayyan deraza yoki eshik loyihasi uchun siz kotirovka so’rovi yuborishingiz mumkin.
Oedometr sinovining asosi
Tuproqning siqilish qobiliyati lateral kengayishning oldini olgan siqilish sinovi bilan aniqlanadi, bu edometr sinovi yoki konsolidatsiya sinovi deb ham ataladi.
Sinov buzilmagan namunalar bilan, ba’zi hollarda esa buzilgan namunalar bilan amalga oshiriladi. Birinchi holda, sinov namunasi metall halqalarni kattaroq, buzilmagan namunaga bosish orqali olinadi, so’ngra ortiqcha namunani kesib, sirtlarini silindrning chetlari bilan tekislagandan so’ng halqa bilan birga apparatga beriladi. Ikkinchi holda, halqa namuna bilan chiqish nuqtasida konsistensiya holatida to’ldiriladi va shu holatda u edometrga kiritiladi.
Sinov birinchi marta Terzagi tomonidan yaratilgan va Oedometr deb nomlangan qurilma yordamida amalga oshiriladi. Bugungi kunda ushbu apparatning bir nechta turli xil konstruktsiyalari mavjud, biroq ularning barchasi bir xil printsipga asoslangan bo’lib, yuk ostida tuproq namunasining siqilishini lateral kengayishning oldini oladi.
Oedometr: qurilma tavsifi
Fig. 1. Odometr
Edometr metall silindrdan iborat bo’lib, unda namuna ikkita filtr toshlari orasida joylashgan (1-rasm). Namuna apparatga diametri 7-10 cm va balandligi 1-4 cm boʻlgan metall halqada kiritiladi. P yuki yuqori filtrli tosh orqali namunaga o’tkaziladi. Pastki filtrli tosh ostida, silindrning pastki qismida namunadan suvni kapillyar trubaga to’kish uchun, shuningdek, suv ta’minoti uchun kanallar mavjud. Namunani siqish teshiklar hisobiga amalga oshirilganligi sababli, tuproqning qattiq zarralari va g’ovaklardagi suv amalda siqilmaydigan bo’lganligi sababli, sinov paytida suvning namunadan oqib chiqishini ta’minlash kerak, bu filtr tosh, kanal va kapillyar naycha yordamida amalga oshiriladi.
Qurilmaning chap tomonida silindrning oldida krani bo’lgan suv ta’minoti trubkasi, kapillyar naycha esa o’ng tomonda, silindrning orqasida joylashgan. Kapillyar nay tuproq o’tkazuvchanlik koeffitsientini k aniqlash uchun ham xizmat qiladi.
Sinov
Namuna tsilindrga qo’yilganda va apparat yig’ilganda, suvning kapillyar trubkaga oqishi uchun chap jo’mrakni, suv ta’minotini va o’ng jo’mrakni oching. Keyin namunaning yukiga yaqinlashadi, bu asta-sekin qo’llaniladi. Odatda quyidagi yuklar qo’llaniladi:0,50;1,00;2,00;4,00;6,00kp/sm2va undan keyin bino ostida kutilgan eng yuqori tuproq yukiga qadar, asosan, gacha10kp/sm2, va to’g’onlar bilan bundan ham ko’proq bo’lishi mumkin20kp/sm2. Har bir yuk darajasida, uni qo’llash paytida, ma’lum vaqt oralig’ida sekundomer ishga tushiriladi15“,30“,1’,2’,5’,15’,45’,2h5h24h, keyin har safar24h, namunani ushbu yuk darajasida mustahkamlangunga qadar, millimetrning mingdan bir qismidagi mos keladigan joylashuv komparatorda o’qiladi va yozuvga yoziladi. Agar namunaning o’rni Dh ≤ bo’lsa, konsolidatsiyaga erishilgan deb faraz qilinadi.0,02 mmvaqt uchun24soat. Konsolidatsiyaga erishilgandan so’ng, yukning keyingi darajasi qo’llaniladi va butun protsedura xuddi shu tarzda takrorlanadi va yukning yakuniy darajasiga qadar davom etadi.
Tuproqning elastik xususiyatlarini aniqlash uchun lateral kengayishning oldini olish bilan mustahkamlash sinovi yuklash va tushirish bilan amalga oshiriladi. Namunani ma’lum darajada yuklaganimizdan so’ng, biz uni yuklaganimizdek asta-sekinlik bilan tushiramiz. Yengillik odatda keyin amalga oshiriladi2,0kp/sm2,4,0kp/sm2va6,0kp/sm2.
Qoidaga ko’ra, sinov suv ostida namuna bilan amalga oshiriladi, u chap shisha trubkada namunaning yuqori yuzasi balandligida ushlab turiladi. Suv borligida namunaning siqilishini tekshirish shu sababdan amalga oshiriladi, chunki sinov uzoq vaqt talab etadi va namuna shu vaqt ichida quriydi, buning natijasida namunaning siqilishi tabiiy namlik holatida tuproqning haqiqiy siqilishidan past bo’ladi. Bundan tashqari, tabiiy tuproq namligi namuna olish vaqtidagidan yuqori bo’lishi mumkin, ayniqsa er osti suvlari sathi ko’tarilganda, bu suv sathi yuqori bo’lgan davrda tuproqning haqiqiy siqilish qobiliyatidan sezilarli og’ishlarga olib kelishi mumkin.
Sinov natijalari uchta diagramma turiga, ya’ni nisbiy siqilish diagrammasi, g’ovaklik koeffitsientini o’zgartirish diagrammasi va vaqtni aniqlash diagrammasi uchun qo’llaniladi.
Nisbiy siqish diagrammasi
Ushbu diagramma abscissa o’qida namunaga normal bosim qo’llanilganda olinadi s = P/A, bu erda P yuqori filtrli tosh orqali namunaga ta’sir qiluvchi yuk kp/sm2, A - namunaning ko’ndalang kesimi maydoni va nisbiy siqish apparati. Dh/h bu erda Dh - konsolidatsiya paytida Ds yuk ostida namunaning o’rni, h yuklashdan oldingi namuna balandligi (2-rasm).
Fig. 2. Nisbiy siqilish diagrammasi
Yuklash vaqtida birlamchi siqilish diagrammasi a.
Yuklash paytida, agar suvni to’siqsiz qabul qilish yoqilgan bo’lsa, tushirish paytida namuna suv ostida qolsa, u asl holatiga qaytadi, ya’ni shishiradi. Biroq, namuna dastlabki holatiga qaytmaydi, ya’ni elastiklikdan tashqari, plastik (doimiy) deformatsiyaga uchragan. Shuning uchun, bu holda, shishish diagrammasi b tushirish vaqtida olinadi. Biroq, agar sinov suv olmasdan o’tkazilgan bo’lsa, shishish diagrammasi o’rniga, elastiklik diagrammasi deb ataladi.
Agar namuna tushirilgandan keyin yana yuklansa, ikkinchi darajali siqish diagrammasi c olinadi. Shishish diagrammasi va ikkilamchi siqilish diagrammasi c ular orasida histerezis halqasini hosil qiladi. Loyda histerezis halqalari katta ahamiyatga ega va shuning uchun shish va ikkilamchi siqilish sohasidagi deformatsiyalar (b va c diagrammalari) elastik deb hisoblanmaydi, ammo qaytarilmaydi, chunki ular Guk qonuniga ko’ra yukga mutanosib emas. Birlamchi siqilish sohasidagi deformatsiyalar (diagramma a) ular qaytmagan qismida doimiy (qaytarib bo’lmaydigan).
Tuproqning siqilish moduli
Nisbiy siqilish diagrammasidan biz Guk qonuniga binoan elastik material uchun Jungning egiluvchanlik moduliga E oʻxshash tuproqning siqilish modulini Ms
Ms = Ds / (Dh/h) [kp/sm2],
bu yerda Ds yuk koʻtarilishi, Dh/h mos keladigan nisbiy siqilish, a birlamchi siqish diagrammasidan olingan (2-rasm).
Tuproqning siqilish moduli Ms elastik materialning elastiklik modulidan E farq qiladi, chunki Ms bir va bir xil material uchun doimiy emas, balki o’zgaruvchan va normal yuk s bilan ortadi. Shuning uchun, Ms siqilish modulining bitta o’ziga xos qiymati oddiy tuproq yukining Ds uchun faqat bitta tor oraliq uchun berilishi mumkin. Agar Ms modulining qiymati yuqori bo’lsa, tuproqning siqilish qobiliyati past bo’ladi va aksincha. Bizning poydevor qoidalariga muvofiq, tuproqning tabiiy holatida siqilish moduli uchun quyidagi mezon qabul qilingan:
Quyidagi tasnif asl matndan olingan, shu jumladan 100-400 kp/sm2 takroriy interval. U tekshirilmagan yoki amaldagi qoidalarga muvofiqlashtirilmagan.
Ms = 0 - 20 kp/sm2 juda siqiladigan tuproq
Ms = 20 - 50 kp/sm2 juda siqiladigan tuproq
Ms = 50 - 100 kp/sm2 oʻrtacha siqiladigan tuproq
Ms = 100 - 400 kp/sm2 kamroq siqiladigan tuproq
Ms = 100 - 400 kp/sm2 ozgina siqiladigan tuproq
Ms = 400 - 1000 kp/sm2 ozgina siqiladigan tuproq
Ms > 1000 kp/sm2 juda kam siqiladigan tuproq.
Tuproqning elastikligi moduli
Xuddi shunday, biz tuproqning elastiklik modulini olamiz E:
E = Ds / (Dh/h) [kp/sm2],
bu erda nisbiy siqilish o’sishi Dh/h mos keladigan normal bosim o’sishi uchun tuproq elastiklik diagrammasidan olinadi Ds.
Oddiy konsolidatsiyalangan va haddan tashqari mustahkamlangan tuproq
Sl.3. Buzilgan tuproq namunasining g’ovaklik koeffitsientining o’zgarishi diagrammasi
Agar biz moslamaga chiqish nuqtasida kirgan buzilgan namuna bilan edometr sinovini o’tkazsak va sinov natijalarini bosimga qarab g’ovaklik koeffitsientining e o’zgarishi diagrammasi bo’yicha chizamiz (1-rasm).3) konsolidatsiya oqimi diagrammalar bilan ifodalanadi 1 asosiy yuk uchun, 2 yengillik uchun, 3 birlamchi yuk kengaytmasining a chegarasiga qadar ikkilamchi yuk uchun s a va 4 bu chegaradan tashqari.
Relyef diagrammasi2va ikkilamchi siqish diagrammasi3diagramma orqasida joylashgan histerezis halqasini hosil qiladi4diagrammaning kengaytmasida davom etadi1, buzilmasdan, xuddi hech qanday tushirish va qayta yuklash bo’lmagandek.
Sl.4. Buzilmagan tuproq namunasining g’ovaklik koeffitsientining o’zgarishi diagrammasi
Biroq, agar biz oedometr sinovini avvalgidek tuproqning ma’lum bir chuqurligidan olingan buzilmagan namuna bilan o’tkazsak (1-rasm).4), ikkilamchi yuk uchun diagramma3bitta aniq yukda sb sinishi b nuqtasida ko’rsatiladi, shundan so’ng diagramma davom etadi.4balandroq qiyalikka ega. Bu sinish, chunki namuna olingan tuproq oedometrdagi namunaning s yukiga qaraganda p=gt ko’proq yuk ostida bo’lgan. Yuqori yuk p, mavjud yuqori tuproq qatlamlarining og’irligidan, biz uni tuproq bosimi deb ataymiz, yoki vaqt o’tishi bilan eroziya yoki morenali tuproq yoki muzdan olib ketilgan oldingi tuproq qatlamlarining yukidan kelib chiqadi, biz buni oldindan yuk deb ataymiz. Haddan tashqari konsolidatsiyaning ko’rinishi, ayniqsa, loyga xosdir, bu erda biz odatdagi konsolidatsiyalangan va haddan tashqari mustahkamlangan loyni ajratamiz.
Odatda mustahkamlangan loy
Odatda konsolidatsiyalangan loy er yuzasi ostidagi sayoz chuqurlikda joylashgan bo’lib, u ilgari oldindan yuklanishga duchor bo’lmagan. Yuqori “tuproq bosimi” qatlamlarining og’irligidan kattaroq yuklar bilan oedometrga yuklangan ushbu loyning namunasi nisbiy siqilish diagrammasida yoki g’ovaklik koeffitsientining o’zgarishi diagrammasida uzilishlarsiz mustahkamlanishning uzluksiz oqimini ko’rsatadi. Ob’ektning yuki ostida bu loyning joylashishi normaldir, ya’ni ma’lum bir yuk ostida, vaqt o’tishi bilan joylashuv kamayadi.
Haddan tashqari mustahkamlangan loy
Haddan tashqari konsolidatsiyalangan loy kattaroq chuqurlikda joylashgan yoki oldindan yuklangan. Tuproq bosimi yoki oldindan yuklamadan kattaroq bosim bilan edometrga yuklangan bu loyning namunasi nisbiy siqilish diagrammasida yoki g’ovaklik koeffitsienti deb ataladigan o’zgarish diagrammasida singanlikni ko’rsatadi. geologik sinish g, yo’nalishi kuchli o’zgarishi bilan (1-rasm).5a). Ushbu loyning struktura ostidagi joylashishi tuproq bosimi yoki oldindan yuklanish s ostidagi yuk uchun kichikdir1, lekin s dan yuqori yuklar uchun sezilarli darajada katta bo’ladi1.
Agar geologik tanaffus aniq belgilanmagan bo’lsa, u diagrammadagi teglar yordamida aniqlanadi (2-rasm).5b).
Sl.5. O’ta mustahkamlangan loyning g’ovaklik koeffitsientining o’zgarishi diagrammasi
Vaqtni hisoblash diagrammasi
Konsolidatsiya diagrammasi deb ham ataladigan ushbu diagramma namunani oedometrga yuklashning har bir darajasi uchun abscissa o’qiga soatlarda t vaqt va ordinat o’qiga mm dagi o’rni qo’llanilganda olinadi (1-rasm).6a) yoki umumiy hisob-kitoblarning % da (1-rasm).6b).
Sl.6. Vaqtni hisoblash sxemasi
Bog’lanmagan va bog’langan tuproqlar yuk ostida boshqacha harakat qiladi. Qum kabi bo’shashgan tuproqlar katta g’ovaklarga ega bo’lib, ulardan suv yuk ostida tez siqib chiqariladi, shuning uchun tuproq tez cho’kadi, eng katta cho’kish yukning boshida sodir bo’ladi va nisbatan qisqa vaqt oralig’ida berilgan yukda yakuniy cho’kmaga etadi. Loy kabi birlashtiruvchi tuproqlar kichik teshiklarga ega bo’lib, undan yuk ostida suvni siqib chiqarish qiyin. Siqilgan tuproq cho’kishining vaqt jarayonida ikki bosqich mavjud. Birinchi bosqichda, tuproqqa yuk qo’llanilgandan so’ng, suv teshiklardan oqib chiqa olmasligi sababli, u stressga tushadi va butun qo’llaniladigan yukni oladi. Ikkinchi bosqichda kuchlanish ostida bo’lgan g’ovak suvi asta-sekin qattiq tuproq zarralariga o’tadigan yuk tufayli o’z tarangligi ostida tashqariga itarib keta boshlaydi. Ushbu ikkinchi bosqichda zarralar birlashadi va teshiklar qisqaradi. Cho’kish jarayoni bosimli suv g’ovaklardan chiqib ketgunga qadar, ya’ni g’ovaklardagi suvning kuchlanish holati to’xtaguncha davom etadi. Shuning uchun tuproqni mustahkamlash birinchi navbatda gidrodinamik muammo bo’lib, u tuproq o’tkazuvchanligi va g’ovakligiga bog’liq. O’tkazuvchanligi past bo’lgan loyda konsolidatsiya jarayoni juda uzoq davom etishi mumkin va bundan tashqari, qumga qaraganda yuqori umumiy g’ovaklik tufayli turar-joylar sezilarli darajada katta bo’lishi mumkin. Konsolidatsiya testi asosida hisob-kitob vaqti kursi konsolidatsiyaning butun davomiyligi uchun va alohida bosqichlarda hisoblanishi mumkin.