Odometrikus teszt

Odometrikus teszt (az ógörög οἰδέω oidéō [1] szóból , "duzzanat", amelyből az angol ödéma szó is keletkezett ) szintén kompressziós kompressziós módszer [2] , konszolidációs tesztek (amikor agyagot vizsgálnak a vizsgálat során) - talajok vizsgálata a talajkonszolidáció tulajdonságainak meghatározására a konszolidációs együttható , [3] szűrési együttható ( ), valamint az alakváltozási jellemzők és (rendre elsődleges és másodlagos terhelés), OCR, mechanikai és szűrési anizotrópia együtthatók. A kompressziós kompressziós vizsgálatokat kompressziós eszközökben (kilométerszámlálókban) végzik, amelyek kizárják a minta oldalirányú tágulásának lehetőségét, ha függőleges terheléssel terhelik. [négy]

Az agyagok vizsgálatakor a hengeres és merev gyűrűbe helyezett talajmintát statikus terhelés hatására összenyomják. A talajminta háborítatlanul vagy bolygatva elkészíthető. A letöltés szakaszosan történik. Összesen hat szint 0,25, 0,50, 1,0, 2,0, 4,0 és 8,0 kg/cm2 nyomást hoz létre. A talajminta átmérője 7 cm, magassága 19 mm. A végső terhelés körülbelül 308 kg. A terheléseket emelőkaros rendszerrel alkalmazzák.

Az odometrikus teszteket úgy tervezték, hogy szimulálják azokat az egydimenziós alakváltozásokat és vízelvezetési viszonyokat , amelyeket a talaj a szántóföldön tapasztal. A kilométer-számláló tesztben a talajminta jellemzően egy kerek korong, amelynek átmérő-magasság aránya körülbelül 3:1. A mintát egy merev kényszergyűrűben tartják, amely megakadályozza a talajminta oldalirányú elmozdulását , de lehetővé teszi, hogy a minta függőleges irányban megduzzadjon vagy összehúzódjon az alkalmazott terhelés változásaira válaszul. Az ismert függőleges feszültségeket a próbatest tetejére és aljára alkalmazzák , általában szabad súlyok és emelőkar segítségével . Az alkalmazott függőleges feszültséget változtatjuk, és mérjük a mintavastagság változását.

A teljes mintát vízbe merítjük, hogy megakadályozzuk a kiszáradást. A telített talajminták konszolidációs jelenséget mutatnak, amelyben a talaj térfogata fokozatosan változik, késleltetett választ adva az alkalmazott korlátozó feszültségek változásaira. Ez általában perceket vagy órákat vesz igénybe a kilométer-számlálón, és rögzíti a minta vastagságának időbeli változását, így méri a konszolidációs arányt és a talajáteresztő képességet .

Történelem

A teszteket először a Frontar végezte el 1910-ben. Vékony mintát (2 hüvelyk vastag és 14 hüvelyk átmérőjű) kivágtunk, és egy perforált aljú fémtartályba helyeztük. Ezt a mintát azután fokozatosan terheltük a dugattyún keresztül, lehetővé téve az egyensúly elérését minden egyes lépés után. Az agyag kiszáradásának megakadályozása érdekében a vizsgálatot magas páratartalmú helyiségben végezték. [5]

Carl von Terzaghi 1919-ben kezdte tanulmányait az isztambuli Robert College-ban . [5] Ezekkel a kísérletekkel Terzaghi elkezdte kidolgozni a konszolidáció elméletét, amelyet 1923-ban tettek közzé. Az MIT kulcsszerepet játszott a korai konszolidációs kutatásban. Terdzaghi és Arthur Casagrande is az MIT-n dolgozott: Terdzaghi 1925 és 1929 között, Casagrande pedig 1926 és 1932 között. Ez idő alatt a konszolidáció tesztelésére szolgáló tesztelési módszerek és berendezések javultak. [6] A Casagrande hozzájárulása a vizsgálati módszerhez magában foglalja a "Casagrande-módszert" a természetes talajminta tömörítés előtti nyomásának értékelésére. [7] A kutatást az MIT-n az 1940-es években Donald Taylor folytatta. [nyolc]

Mind a Brit Szabványügyi Intézet , mind az ASTM rendelkezik szabványosított vizsgálati módszerekkel. Az ASTM D2435/D2435M-11 a növekvő terhelésű odometrikus teszteket fedi le. Az ASTM D3877, az ASTM D4546 és az AASHTO T216 kapcsolódó eljárásokat is biztosít más hasonló vizsgálatok elvégzésére a talajszilárdítási jellemzők meghatározására. [9] A BS 1377-5:1990 a vonatkozó brit szabvány a kilométer-számlálók tesztelésére; a BS 1377 szélesebb sorozata háttérinformációkat és gyakorlati tanácsokat is nyújt a különböző geotechnikai vizsgálatokhoz szükséges minta-előkészítéshez. [10] Két ISO-szabvány is létezik a kilométer-számlálók tesztelésére: ISO 17892-5:2017 a növekményes terhelésű kilométer-számlálók vizsgálatára; [11] és a BS EN ISO 17892-11:2019 különféle talajáteresztő képesség-vizsgálati módszereket fed le, beleértve a telítési odometrikus vizsgálatokat is. [12]

Berendezés

A kilométer-számláló alapvetően három részből áll: egy "konszolidációs cellából" a talajminta tárolására, egy mechanizmusból, amely ismert nyomást fejt ki a mintára, és egy műszerből, amely méri a minta vastagságának változását. [13]

A kilométer-számláló ellenőrzéséhez szükséges berendezéseket néha „kilométerszámláló tesztkészletnek” is nevezik. A kilométer-mérő laboratóriumok tipikus listája a következőket tartalmazza: [14]

A konszolidációs cella a kilométer-számláló azon része, amely a talajmintát tartja a vizsgálat során. A konszolidációs cella közepén egy mintagyűrű található, amely a talajmintát tartja. A mintagyűrű általában süti alakú , egyik oldalán éles széllel, így a gyűrűvel egy nagyobb természetes talajtömbből is lehet talajmintát vágni. Két darab porózus kő, amelyek szorosan illeszkednek a mintagyűrűhöz, lehetővé teszik a víz beszivárgását a talajmintába, miközben mechanikusan tartják. Mindezek az alkatrészek egy nagyobb hengerbe illeszkednek, amely hornyolt, hogy biztosítsa az alkatrészek igazítását, és lehetővé tegye a víz bejutását a külső vízvezetékbe és onnan. A talajmintára merev terhelési sapkát helyeznek, hogy nyomó terhelést fejtsenek ki a talajra. [13] [15]

A kilométer-számláló terhelési mechanizmusa ismert nyomóterhelést és ezáltal ismert nyomófeszültséget fejt ki a talajmintára, mivel az átmérő rögzített. A legtöbb kilométer-számláló ezt egy emelőkarral és egy súlykészlettel éri el: a szabad súlyok ismert gravitációs terhelést biztosítanak, a kar pedig megsokszorozza és továbbítja a terhelést a talajmintára. [16]

Tesztelési eljárás a GOST 12248-2010 szerint

A minta betöltése terhelési lépésekkel egyenletesen történik. Az agyagos és szerves-ásványi háborítatlan talajok szerkezeti nyomószilárdságának meghatározására irányuló vizsgálatakor az első és az azt követő nyomásfokozatot 0,0025 MPa-nak kell tekinteni, amíg a minta el nem kezd összenyomódni. A kompresszió kezdetét a minta 0,005 relatív függőleges alakváltozásánál kell figyelembe venni. További terhelés esetén a következő nagyobb nyomásértéket veszik a következő nyomási fokozatnak az 5.4.4.2 GOST 12248-2010 [ 17]

A vizsgálatot állandó meghatározott nyomáson kell elvégezni. A minta vízelvezetési feltételeit (egy- vagy kétoldalas) a vizsgálati programban kell megadni. A megadott nyomást azonnal alkalmazzuk a mintára. A minták deformációit a GOST 12248-2010 5.4.4.4. pontjában meghatározott időközönként rögzítik. A teszt során a koordináták relatív alakváltozásába konszolidációs görbét építünk be - az idő négyzetgyökét vagy egy logaritmikus skálát használunk. Ebben az esetben az alakváltozások regisztrálásának meghatározását a másodlagos konszolidáció lineáris szakaszának kialakításáig kell folytatni.

Az ASTM D2435/D2435M-11 szerint a növekményes terhelési odometrikus vizsgálatokat 0,25, 0,50, 1, 2, 4, 8 kg/cm2 terhelési lépésekkel végzik. [9] A minta magassága 19 cm, átmérője 7 cm, végső terhelése 308 kg.

Vizsgálati eljárások

Számos kilométer-számláló tesztet használnak a konszolidáció tulajdonságainak mérésére. A leggyakoribb típus az inkrementális terhelési teszt (IL). [tizennyolc]

A vizsgálatokat háborítatlan mintákból készített mintákon végzik el. Egy merev, éles szélű határológyűrűvel közvetlenül egy nagyobb talajdarabból vágnak ki talajmintát. A felesleges talajt óvatosan le kell vágni, és egy mintát hagyni, amelynek az átmérő/magasság aránya legalább 3. Porózus köveket helyeznek a minta tetejére és aljára, hogy biztosítsák a vízelvezetést. Ezután kemény betöltő fedelet helyeznek a felső porózus kő tetejére. Telített talajminták esetén fontos, hogy a mintagyűrűt teljesen vízbe merítsük, hogy megakadályozzuk a minta kiszáradását. [tizennyolc]

Ezt a szerelvényt ezután a rakodókeretbe kell helyezni. Terheket helyeznek a keretre, terhelést helyezve a talajra. A minta tömörítését az idő függvényében mérik egy tárcsajelző segítségével. Az eltérési érték időbeli változásának megfigyelésével megállapítható, hogy a minta mikor érte el az elsődleges konszolidáció végét. Ezután azonnal újabb súlyt helyeznek a talajra, és a folyamatot megismételjük. Jelentős összterhelés alkalmazása után a minta terhelése fokozatosan csökken. Az 1/2-es terhelésnövekedési tényező használata elegendő adatpontot biztosít a hézagtényező és a hatékony talajfeszültség közötti kapcsolat leírásához. [tizennyolc]

Eredmények (kapott paraméterek).

Az érintő kompressziós görbe meredekségének tangensét összenyomhatósági tényezőnek , MPa- nak nevezzük . Ha <0,005 talaj enyhén összenyomható, 0,005< 0,05 közepesen összenyomható, 0,05< nagy mértékben összenyomható.

Az Odometrikus Teszttel meghatározott relatív összenyomhatósági tényező [19] az épület dőlésszögének számításához szolgál (lásd az ábrát).

Konszolidációs tulajdonságok

Jegyzetek

  1. ^ Nem szabad összetéveszteni a hasonló, de nem rokon " kilométerszámláló " szóval, amely az ógörög ὁδός ( hodos , "út") szóból származik, amely egy jármű által megtett távolság mérésére szolgáló eszközre utal.
  2. ↑ GOST 12248.4-2020 Talajok. A deformálhatóság jellemzőinek meghatározása kompressziós kompressziós módszerrel 2020. október 14-től - docs.cntd.ru. docs.cntd.ru _ Letöltve: 2022. február 25. Az eredetiből archiválva : 2022. március 26.
  3. ↑ Konszolidációs paraméterek meghatározása
  4. ↑ 5.1. pont, GOST 12248.4-2020. A deformálhatóság jellemzőinek meghatározása kompressziós kompressziós módszerrel . Letöltve: 2022. március 26. Az eredetiből archiválva : 2022. március 26.
  5. ↑ 1 2 Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Az elmélettől a gyakorlatig a talajmechanikában . (44. o.) John Wiley & Sons, Inc.
  6. ↑ Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Az elmélettől a gyakorlatig a talajmechanikában . (6-7. o.) John Wiley & Sons, Inc.
  7. ↑ Földnyomási együttható nyugalmi állapotban , Geotechnical Correlations for Soils and Rocks , John Wiley & Sons, Inc., 2018-06-01, p. 73–75, ISBN 9781119482819 , DOI 10.1002/9781119482819.ch8 
  8. ↑ Taylor, Donald W. (1942). Kutatás az agyagok konszolidációjáról . Massachusetts Institute of Technology
  9. ↑ 1 2 ASTM D2435 / D2435M - 11 szabványos vizsgálati módszer a talajok egydimenziós konszolidációs tulajdonságaihoz növekményes terhelés alkalmazásával . www.astm.org . Letöltve: 2019. április 7. Az eredetiből archiválva : 2019. április 7..
  10. ↑ BS 1377-5:1990 – Mély- és mélyépítési célú talajvizsgálati módszerek. Összenyomhatósági, áteresztőképességi és tartóssági tesztek - BSI British Standards . shop.bsigroup.com . Letöltve: 2019. április 7. Az eredetiből archiválva : 2021. március 7.
  11. ↑ BS EN ISO 17892-5:2017 - Geotechnikai vizsgálat és tesztelés. Talaj laboratóriumi vizsgálata. Növekményes terhelésű odométeres vizsgálat . shop.bsigroup.com . Letöltve: 2019. április 7. Az eredetiből archiválva : 2020. szeptember 27.
  12. ↑ BS EN ISO 17892-11:2019 Geotechnikai vizsgálat és tesztelés. Talaj laboratóriumi vizsgálata. Permeabilitási tesztek . shop.bsigroup.com . Letöltve: 2019. április 7. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 12.
  13. ↑ 1 2 Sjursen. Labor teszt - Oedométer teszt . Norvég Geotechnikai Intézet . Letöltve: 2019. április 14. Az eredetiből archiválva : 2019. április 14.
  14. ↑ Elöltöltős kilométeróra tesztkészlet . www.cooper.co.uk . Cooper kutatási technológia . Letöltve: 2014. szeptember 5. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 27..
  15. ↑ Lebegő gyűrű konszolidációs cella . www.humboldtmfg.com . Letöltve: 2019. április 14. Az eredetiből archiválva : 2019. április 14.
  16. ↑ Talajkonszolidáció - Kilométerszámláló . www.pcte.com.au. _ Letöltve: 2019. április 14. Az eredetiből archiválva : 2019. április 14.
  17. ↑ A Szövetségi Műszaki Szabályozási és Mérésügyi Ügynökség 2020. október 14-i N 821-st GOST 12248-2010 rendeletét 11 dokumentum váltotta fel: GOST 12248.1-2020 - GOST 12248.11-2020, amelyek mindegyike meghatározza az egyedi módszerek követelményeit. , illetve 2021. június 1-jén lépett hatályba.
  18. ↑ 1 2 3 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Talajmechanika a mérnöki gyakorlatban (3. kiadás). (16.9. cikk) Wiley-Interscience
  19. ↑ Relatív tömöríthetőségi tényező
  20. ↑ Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Talajmechanika a mérnöki gyakorlatban (3. kiadás). (16.4. cikk) Wiley-Interscience
  21. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Talajmechanika a mérnöki gyakorlatban (3. kiadás). (16.6. cikk) Wiley-Interscience
  22. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Talajmechanika a mérnöki gyakorlatban (3. kiadás). (16.7. cikk) Wiley-Interscience