Odometrisk test

Odometrisk test (fra oldgræsk οἰδέω oidéō [1] , "svulme" som også gav anledning til det engelske ord edema ) også en kompressionskompressionsmetode [2] , konsolideringstest (når ler testes under testen) - test af jordbund at bestemme egenskaberne for jordkonsolidering af konsolideringskoefficienten , [3] filtreringskoefficient ( ) samt deformationskarakteristika og (henholdsvis primær og sekundær belastning), OCR, koefficienter for mekanisk og filtreringsanisotropi. Kompressionskompressionsprøver udføres i kompressionsanordninger (kilometertællere), som udelukker muligheden for lateral ekspansion af prøven, når den er belastet med en lodret belastning. [fire]

Ved testning af ler komprimeres en jordprøve placeret i en cylindrisk og stiv ring under påvirkning af en statisk belastning. Jordprøven kan tilberedes uforstyrret eller forstyrret. Downloaden udføres i etaper. I alt seks niveauer skaber et tryk på henholdsvis 0,25, 0,50, 1,0, 2,0, 4,0 og 8,0 kg/cm2. Jordprøven har en diameter på 7 cm og en højde på 19 mm. Den endelige belastning er cirka 308 kg. Belastninger påføres ved hjælp af et løftestangssystem.

Odometriske test er designet til at simulere den endimensionelle deformation og dræningsforhold , som jord oplever i marken. Jordprøven i kilometertællertesten er typisk en rund skive med et forhold mellem diameter og højde på ca. 3:1. Prøven holdes i en stiv begrænsningsring, der forhindrer sideværts forskydning af jordprøven, men tillader prøven at svulme eller trække sig sammen i lodret retning som reaktion på ændringer i den påførte belastning. Kendte lodrette spændinger påføres toppen og bunden af ​​prøven , normalt ved hjælp af frie vægte og en vægtstangsarm . Den påførte lodrette spænding varieres, og ændringen i prøvetykkelse måles.

Hele prøven nedsænkes i vand for at forhindre udtørring. Mættede jordprøver udviser et konsolideringsfænomen, hvor jordens volumen gradvist ændrer sig, hvilket giver en forsinket reaktion på ændringer i påførte begrænsende spændinger. Dette tager typisk minutter eller timer på kilometertælleren og registrerer ændringen i prøvetykkelse over tid, hvilket giver målinger af konsolideringsforhold og jordpermeabilitet .

Historie

Testene blev først udført af Frontar i 1910. En tynd prøve (2 tommer tyk og 14 tommer i diameter) blev skåret ud og anbragt i en metalbeholder med en perforeret bund. Denne prøve blev derefter gradvist belastet gennem stemplet, hvilket gjorde det muligt at nå ligevægt efter hvert trin. For at forhindre leret i at tørre ud, blev testen udført i et rum med høj luftfugtighed. [5]

Carl von Terzaghi begyndte sine studier i 1919 på Robert College i Istanbul . [5] Gennem disse eksperimenter begyndte Terzaghi at udvikle sin teori om konsolidering, som blev offentliggjort i 1923. MIT spillede en nøglerolle i tidlig konsolideringsforskning. Både Terdzaghi og Arthur Casagrande arbejdede på MIT: Terdzaghi fra 1925 til 1929 og Casagrande fra 1926 til 1932. I løbet af denne tid er testmetoder og apparater til test af konsolidering blevet forbedret. [6] Casagrandes bidrag til testmetoden omfatter "Casagrande-metoden" til evaluering af prækomprimeringstrykket af en naturlig jordprøve. [7] Forskningen blev fortsat ved MIT i 1940'erne af Donald Taylor. [otte]

Både British Standards Institution og ASTM har standardiserede testmetoder. ASTM D2435/D2435M-11 dækker odometriske tests med stigende belastning. ASTM D3877, ASTM D4546 og AASHTO T216 giver også relaterede procedurer til udførelse af andre lignende tests for at bestemme jordkonsolideringskarakteristika. [9] BS 1377-5:1990 er den relevante britiske standard for testning af kilometertællere; den bredere serie BS 1377 giver også baggrundsinformation og praktiske råd om prøveforberedelse til forskellige geotekniske undersøgelser. [10] Der er også to ISO-standarder til test af kilometertællere: ISO 17892-5:2017 for test af kilometertællere med inkrementel belastning; [11] og BS EN ISO 17892-11:2019 dækker forskellige jordpermeabilitetstestmetoder, herunder mætningsodometriske test. [12]

Udstyr

Kilometertælleren består hovedsageligt af tre komponenter: en "konsolideringscelle" til at holde jordprøven, en mekanisme til at påføre et kendt tryk på prøven og et instrument til at måle ændringer i prøvetykkelsen. [13]

Det udstyr, der er nødvendigt for at udføre en kilometertællertest, omtales nogle gange som et "kilometertestsæt". En typisk liste over odometriske laboratorier inkluderer: [14]

Konsolideringscellen er den del af kilometertælleren, der holder jordprøven under testning. I midten af ​​konsolideringscellen er en prøvering, der holder jordprøven. Prøveringen er normalt formet som en småkage med en skarp kant på den ene side, så ringen kan bruges til at skære en jordprøve fra en større blok af naturlig jord. To stykker porøs sten, som passer tæt mod prøveringen, lader vandet dræne ind i jordprøven, mens den holdes mekanisk. Alle disse komponenter passer ind i en større cylinder, der er rillet for at sikre komponentjustering og tillader vand til og fra det udvendige VVS. En stiv belastningshætte placeres over jordprøven for at påføre jorden kompressionsbelastninger. [13] [15]

Kilometertællerens belastningsmekanisme påfører en kendt trykbelastning og dermed en kendt trykspænding på jordprøven, da diameteren er fast. De fleste kilometertællere opnår dette med en løftestang og et sæt vægte: frie vægte giver en kendt tyngdekraftsbelastning, og vægtstangsarmen multiplicerer og overfører belastningen til jordprøven. [16]

Testprocedure i henhold til GOST 12248-2010

Indlæsning af prøven udføres ved belastningstrin jævnt. Ved test af uforstyrret lerjord og organo-mineralsk jord for at bestemme deres strukturelle trykstyrke, antages det første og efterfølgende tryktrin at være 0,0025 MPa, indtil prøven begynder at komprimere. Begyndelsen af ​​kompression bør overvejes ved en relativ lodret deformation af prøven på 0,005. Ved yderligere belastning tages den næste højere trykværdi som næste tryktrin i henhold til 5.4.4.2 GOST 12248-2010 [ 17]

Testen udføres ved et konstant specificeret tryk. Prøvedræningsforhold (en- eller tosidet) skal angives i testprogrammet. Det specificerede tryk påføres straks prøven. Prøvedeformationer registreres med intervaller specificeret i 5.4.4.4 i GOST 12248-2010. Under testen bygges en konsolideringskurve i koordinaterne relativ deformation - kvadratroden af ​​tiden eller en logaritmisk skala. I dette tilfælde, for at bestemme registreringen af ​​deformationer, er det nødvendigt at fortsætte indtil etableringen af ​​en lineær sektion af sekundær konsolidering.

I henhold til ASTM D2435/D2435M-11 udføres odometriske trinvise belastningstest ved belastningstrin på 0,25, 0,50, 1, 2, 4, 8 kg/cm2. [9] Prøvehøjde er 19 cm, diameter er 7 cm. Slutbelastning er 308 kg.

Testprocedurer

Der er mange kilometertællertest, der bruges til at måle egenskaberne ved en konsolidering. Den mest almindelige type er inkrementel belastningstest (IL). [atten]

Testene udføres på prøver fremstillet af uforstyrrede prøver. En stiv, skarpkantet begrænsningsring bruges til at skære en jordprøve direkte fra et større stykke jord. Overskydende jord skæres forsigtigt væk, og efterlader en prøve med et forhold mellem diameter og højde på 3 eller mere. Porøse sten placeres på toppen og bunden af ​​prøven for at give dræning. Et hårdt læsselåg placeres derefter oven på den øverste porøse sten. For mættede jordprøver er det vigtigt at nedsænke prøveringen helt i vand for at forhindre prøven i at tørre ud. [atten]

Denne samling placeres derefter i læsserammen. Belastninger placeres på rammen, hvilket placerer en belastning på jorden. Prøvekomprimering måles over tid ved hjælp af en skiveindikator. Ved at observere ændringen i afvigelsesværdien over tid er det muligt at bestemme, hvornår mønsteret har nået slutningen af ​​den primære konsolidering. En anden vægt lægges derefter straks på jorden, og processen gentages. Efter påføring af en betydelig total belastning reduceres belastningen på prøven gradvist. Brug af en belastningstilvækstfaktor på 1/2 giver nok datapunkter til at beskrive forholdet mellem void-faktor og effektiv jordbelastning. [atten]

Resultater (modtagne parametre).

Tangensen af ​​hældningen af ​​tangentkompressionskurven kaldes kompressibilitetsfaktoren , MPa . Hvis <0,005 jord er let komprimerbar, 0,005< <0,05 medium komprimerbar, 0,05< jord er meget komprimerbar.

Den relative kompressibilitetsfaktor [19] bestemt ved hjælp af Odometric Test bruges til at beregne bygningens sætning (se figur).

Konsolideringsegenskaber

Noter

  1. ^ Det må ikke forveksles med det lignende, men ubeslægtede ord " kilometertæller ", afledt af oldgræsk ὁδός ( hodos , "måde"), som refererer til en enhed til måling af afstanden tilbagelagt af et køretøj.
  2. ↑ GOST 12248.4-2020 Jordbund. Bestemmelse af karakteristika for deformerbarhed ved hjælp af kompressionskompressionsmetoden fra 14. oktober 2020 - docs.cntd.ru. docs.cntd.ru _ Hentet 25. februar 2022. Arkiveret fra originalen 26. marts 2022.
  3. ↑ Definition af konsolideringsparametre
  4. ↑ klausul 5.1 GOST 12248.4-2020. Bestemmelse af deformerbarhedens karakteristika ved kompressionskompressionsmetoden . Hentet 26. marts 2022. Arkiveret fra originalen 26. marts 2022.
  5. ↑ 1 2 Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Fra teori til praksis i jordmekanik . (s.44) John Wiley & Sons, Inc.
  6. ↑ Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Fra teori til praksis i jordmekanik . (s.6-7) John Wiley & Sons, Inc.
  7. ↑ Coefficient of Earth Pressure at Rest , Geotechnical Correlations for Soils and Rocks , John Wiley & Sons, Inc., 2018-06-01, s. 73–75, ISBN 9781119482819 , DOI 10.1002/9781119482819.ch8 
  8. ↑ Taylor, Donald W. (1942). Forskning om konsolidering af ler . Massachusetts Tekniske Institut
  9. ↑ 1 2 ASTM D2435 / D2435M - 11 Standardtestmetoder for endimensionelle konsolideringsegenskaber for jord ved hjælp af inkrementel belastning . www.astm.org . Hentet 7. april 2019. Arkiveret fra originalen 7. april 2019.
  10. ↑ BS 1377-5:1990 - Testmetoder for jord til civilingeniørformål. Kompressibilitet, permeabilitet og holdbarhedstest - BSI British Standards . shop.bsigroup.com . Hentet 7. april 2019. Arkiveret fra originalen 7. marts 2021.
  11. ↑ BS EN ISO 17892-5:2017 - Geoteknisk undersøgelse og test. Laboratorietest af jord. Inkrementel belastnings-ødometertest . shop.bsigroup.com . Hentet 7. april 2019. Arkiveret fra originalen 27. september 2020.
  12. ↑ BS EN ISO 17892-11:2019 Geoteknisk undersøgelse og test. Laboratorietest af jord. Permeabilitetstests . shop.bsigroup.com . Hentet 7. april 2019. Arkiveret fra originalen 12. august 2020.
  13. ↑ 1 2 Sjursen. Lab Test - Ødometertest . Norges Geotekniske Institut . Hentet 14. april 2019. Arkiveret fra originalen 14. april 2019.
  14. ↑ Forangående ødometertestsæt . www.cooper.co.uk . Cooper Research Technology . Hentet 5. september 2014. Arkiveret fra originalen 27. august 2014.
  15. ↑ Floating Ring Consolidation Cell . www.humboldtmfg.com . Hentet 14. april 2019. Arkiveret fra originalen 14. april 2019.
  16. ↑ Jordkonsolidering - Ødometer . www.pcte.com.au. _ Hentet 14. april 2019. Arkiveret fra originalen 14. april 2019.
  17. ↑ Bekendtgørelse fra Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dateret 14. oktober 2020 N 821-st GOST 12248-2010 blev erstattet af 11 dokumenter: GOST 12248.1-2020 - GOST 12248.11-2020, som fastlægger krav til hver enkelt metode , henholdsvis trådte i kraft den 1. juni 2021.
  18. ↑ 1 2 3 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice (3. udgave). (Artikel 16.9) Wiley-Interscience
  19. ↑ Relativ kompressibilitetsfaktor
  20. ↑ Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingeniørpraksis (3. udgave). (Artikel 16.4) Wiley-Interscience
  21. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingeniørpraksis (3. udgave). (Artikel 16.6) Wiley-Interscience
  22. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingeniørpraksis (3. udgave). (Artikel 16.7) Wiley-Interscience