Odometriskt test

Odometriskt test (av antikgrekiskan οἰδέω oidéō [1] , "svalla" som också gav upphov till det engelska ordet edema ) även en kompressionskompressionsmetod [2] , konsolideringstester (när leror testas under testet) - testning av jordar. för att bestämma egenskaperna för jordkonsolidering av konsolideringskoefficienten , [3] filtreringskoefficient ( ) samt deformationsegenskaper och (primär respektive sekundär belastning), OCR, koefficienter för mekanisk och filtreringsanisotropi. Kompressionsprovningar utförs i kompressionsanordningar (odometer), som utesluter möjligheten till lateral expansion av provet när det belastas med en vertikal belastning. [fyra]

Vid testning av leror komprimeras ett jordprov placerat i en cylindrisk och styv ring under inverkan av en statisk belastning. Jordprovet kan förberedas ostört eller stört. Nedladdningen utförs i etapper. Totalt sex nivåer skapar ett tryck på 0,25, 0,50, 1,0, 2,0, 4,0 respektive 8,0 kg/cm2. Jordprovet har en diameter på 7 cm och en höjd på 19 mm. Slutlasten är cirka 308 kg. Belastningar appliceras med ett spaksystem.

Odometriska tester är utformade för att simulera de endimensionella deformations- och dräneringsförhållandena som jordar upplever i fält. Jordprovet i vägmätartestet är vanligtvis en rund skiva med ett förhållande mellan diameter och höjd på ungefär 3:1. Provet hålls i en styv begränsningsring som förhindrar lateral förskjutning av jordprovet, men tillåter provet att svälla eller dra ihop sig i vertikal riktning som svar på förändringar i den applicerade belastningen. Kända vertikala spänningar appliceras på toppen och botten av provet , vanligtvis med hjälp av fria vikter och en hävarm . Den applicerade vertikala spänningen varieras och förändringen i provtjocklek mäts.

Hela provet sänks ned i vatten för att förhindra uttorkning. Mättade jordprover uppvisar ett konsolideringsfenomen där jordens volym gradvis förändras, vilket ger ett fördröjt svar på förändringar i pålagda inneslutningsspänningar. Detta tar vanligtvis minuter eller timmar på vägmätaren och registrerar förändringen i provtjocklek över tiden, vilket ger mätningar av konsolideringsförhållande och jordpermeabilitet .

Historik

Testerna utfördes första gången av Frontar 1910. Ett tunt prov (2 tum tjockt och 14 tum i diameter) skars ut och placerades i en metallbehållare med perforerad botten. Detta prov laddades sedan progressivt genom kolven, vilket medgav att jämvikt kunde uppnås efter varje steg. För att förhindra att leran torkar ut genomfördes testet i ett rum med hög luftfuktighet. [5]

Carl von Terzaghi började sina studier 1919 vid Robert College i Istanbul . [5] Genom dessa experiment började Terzaghi utveckla sin teori om konsolidering, som publicerades 1923. MIT spelade en nyckelroll i tidig konsolideringsforskning. Både Terdzaghi och Arthur Casagrande arbetade på MIT: Terdzaghi från 1925 till 1929 och Casagrande från 1926 till 1932. Under denna tid har testmetoder och apparater för testning av konsolidering förbättrats. [6] Casagrandes bidrag till testmetoden inkluderar "Casagrande-metoden" för att utvärdera förkomprimeringstrycket för ett naturligt jordprov. [7] Forskning fortsatte vid MIT på 1940-talet av Donald Taylor. [åtta]

Både British Standards Institution och ASTM har standardiserade testmetoder. ASTM D2435/D2435M-11 täcker ökande belastningsodometriska tester. ASTM D3877, ASTM D4546 och AASHTO T216 tillhandahåller också relaterade procedurer för att utföra andra liknande tester för att bestämma jordkonsolideringsegenskaper. [9] BS 1377-5:1990 är den relevanta brittiska standarden för att testa vägmätare; den bredare serien BS 1377 ger också bakgrundsinformation och praktiska råd om provberedning för olika geotekniska undersökningar. [10] Det finns också två ISO-standarder för testning av vägmätare: ISO 17892-5:2017 för testning av inkrementella vägmätare; [11] och BS EN ISO 17892-11:2019 täcker olika testmetoder för markpermeabilitet, inklusive mättnadsodometriska tester. [12]

Utrustning

Vägmätaren består huvudsakligen av tre komponenter: en "konsolideringscell" för att hålla jordprovet, en mekanism för att applicera ett känt tryck på provet och ett instrument för att mäta förändringar i provets tjocklek. [13]

Den utrustning som behövs för att utföra ett vägmätningstest kallas ibland för ett "vägmätartestkit". En typisk lista över odometrislaboratorier inkluderar: [14]

Konsolideringscellen är den del av vägmätaren som håller jordprovet under testningen. I mitten av konsolideringscellen finns en provring som håller jordprovet. Provringen är vanligtvis formad som en kaka med en vass kant på ena sidan, så ringen kan användas för att skära ett jordprov från ett större block av naturlig jord. Två bitar av porös sten, som passar tätt mot provringen, låter vatten rinna ner i jordprovet samtidigt som det hålls mekaniskt. Alla dessa komponenter passar in i en större cylinder som är räfflad för att säkerställa komponentens inriktning och tillåter vatten till och från utsidan av VVS. Ett styvt lastskydd placeras över jordprovet för att applicera tryckbelastningar på jorden. [13] [15]

Kilometermätarens belastningsmekanism applicerar en känd tryckbelastning och därmed en känd tryckspänning på jordprovet eftersom diametern är fixerad. De flesta vägmätare uppnår detta med en hävarm och en uppsättning vikter: fria vikter ger en känd gravitationsbelastning, och hävstångsarmen multiplicerar och överför belastningen till jordprovet. [16]

Testförfarande enligt GOST 12248-2010

Lastning av provet utförs genom belastningssteg jämnt. Vid provning av lera och organo-mineraliska ostörda jordar för att bestämma deras strukturella tryckhållfasthet, antas de första och efterföljande tryckstegen vara 0,0025 MPa tills provet börjar komprimeras. Början av kompression bör beaktas vid en relativ vertikal deformation av provet på 0,005. Med ytterligare belastning tas nästa högre tryckvärde som nästa trycksteg enligt 5.4.4.2 GOST 12248-2010 [ 17]

Testet utförs vid ett konstant specificerat tryck. Provavloppsförhållanden (ensidig eller tvåsidig) måste anges i testprogrammet. Det specificerade trycket appliceras på provet omedelbart. Provdeformationer registreras med intervaller som anges i 5.4.4.4 i GOST 12248-2010. Under testet byggs en konsolideringskurva i koordinaterna relativ deformation - kvadratroten ur tiden eller en logaritmisk skala används. I det här fallet, för att bestämma registreringen av deformationer, är det nödvändigt att fortsätta tills upprättandet av en linjär sektion av sekundär konsolidering.

Enligt ASTM D2435/D2435M-11 utförs inkrementella belastningsodometriska tester vid belastningssteg på 0,25, 0,50, 1, 2, 4, 8 kg/cm2. [9] Provets höjd är 19 cm, diameter 7 cm. Slutlast är 308 kg.

Testprocedurer

Det finns många kilometertester som används för att mäta egenskaperna hos en konsolidering. Den vanligaste typen är inkrementell belastningstest (IL). [arton]

Testerna utförs på prover framställda från ostörda prover. En stel, skarpkantad begränsningsring används för att skära ett jordprov direkt från en större bit jord. Överskottsjord skärs försiktigt bort och lämnar ett prov med ett förhållande mellan diameter och höjd på 3 eller mer. Porösa stenar placeras på toppen och botten av provet för att ge dränering. Ett hårt lastlock placeras sedan ovanpå den övre porösa stenen. För mättade jordprover är det viktigt att helt nedsänka provringen i vatten för att förhindra att provet torkar ut. [arton]

Denna enhet placeras sedan i lastramen. Laster placeras på ramen och placerar en last på jorden. Provkompression mäts över tid med hjälp av en mätindikator. Genom att observera förändringen i avvikelsevärdet över tiden är det möjligt att avgöra när mönstret har nått slutet av den primära konsolideringen. En annan vikt placeras sedan omedelbart på jorden, och processen upprepas. Efter applicering av en betydande total belastning minskas belastningen på provet gradvis. Att använda en belastningsökningsfaktor på 1/2 ger tillräckligt med datapunkter för att beskriva sambandet mellan tomrumsfaktor och effektiv markstress. [arton]

Resultat (mottagna parametrar).

Tangensen för lutningen av tangentkompressionskurvan kallas kompressibilitetsfaktorn , MPa . Om <0,005 jord är lätt komprimerbar, 0,005< <0,05 medium komprimerbar, 0,05< jord är mycket komprimerbar.

Den relativa kompressibilitetsfaktorn [19] bestämd med hjälp av Odometric Test används för att beräkna byggnadens sättning (se figur).

Konsolideringsegenskaper

Anteckningar

  1. ^ Det bör inte förväxlas med det liknande men orelaterade ordet " vägmätare ", som kommer från antikens grekiska ὁδός ( hodos , "väg"), som hänvisar till en anordning för att mäta avståndet som ett fordon tillryggalagt.
  2. ↑ GOST 12248.4-2020 Jordar. Bestämning av egenskaperna för deformerbarhet genom kompressionskompressionsmetoden från 14 oktober 2020 - docs.cntd.ru. docs.cntd.ru _ Hämtad 25 februari 2022. Arkiverad från originalet 26 mars 2022.
  3. ↑ Definition av konsolideringsparametrar
  4. ↑ klausul 5.1 GOST 12248.4-2020. Bestämning av egenskaperna för deformerbarhet genom kompressionskompressionsmetoden . Hämtad 26 mars 2022. Arkiverad från originalet 26 mars 2022.
  5. ↑ 1 2 Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Från teori till praktik i markmekanik . (s.44) John Wiley & Sons, Inc.
  6. ↑ Bjerrum, Laurits; Casagrande, Arthur; Peck, Ralph; Skempton, Alec. (1960). Från teori till praktik i markmekanik . (s6-7) John Wiley & Sons, Inc.
  7. ↑ Coefficient of Earth Pressure at Rest , Geotekniska korrelationer för jordar och bergarter , John Wiley & Sons, Inc., 2018-06-01, sid. 73–75, ISBN 9781119482819 , DOI 10.1002/9781119482819.ch8 
  8. ↑ Taylor, Donald W. (1942). Forskning om konsolidering av leror . Massachusetts Institute of Technology
  9. ↑ 1 2 ASTM D2435 / D2435M - 11 Standardtestmetoder för endimensionella konsolideringsegenskaper hos jordar med stegvis belastning . www.astm.org . Hämtad 7 april 2019. Arkiverad från originalet 7 april 2019.
  10. ↑ BS 1377-5:1990 - Testmetoder för jordar för civilingenjörsändamål. Kompressibilitet, permeabilitet och hållbarhetstest - BSI British Standards . shop.bsigroup.com . Hämtad 7 april 2019. Arkiverad från originalet 7 mars 2021.
  11. ↑ BS EN ISO 17892-5:2017 - Geoteknisk undersökning och provning. Laboratorieprovning av jord. Inkrementell belastning vägmätare test . shop.bsigroup.com . Hämtad 7 april 2019. Arkiverad från originalet 27 september 2020.
  12. ↑ BS EN ISO 17892-11:2019 Geoteknisk undersökning och provning. Laboratorieprovning av jord. Permeabilitetstester . shop.bsigroup.com . Hämtad 7 april 2019. Arkiverad från originalet 12 augusti 2020.
  13. ↑ 1 2 Sjursen. Lab Test - Vägmätartest . Norges geotekniska institut . Hämtad 14 april 2019. Arkiverad från originalet 14 april 2019.
  14. ↑ Testuppsättning för vägmätare för frontladdning . www.cooper.co.uk . Cooper Research Technology . Hämtad 5 september 2014. Arkiverad från originalet 27 augusti 2014.
  15. ↑ Cell för flytande ringkonsolidering . www.humboldtmfg.com . Hämtad 14 april 2019. Arkiverad från originalet 14 april 2019.
  16. ↑ Jordkonsolidering - Ödemätare . www.pcte.com.au. _ Hämtad 14 april 2019. Arkiverad från originalet 14 april 2019.
  17. ↑ Beställning från Federal Agency for Technical Regulation and Metrology daterad den 14 oktober 2020 N 821-st GOST 12248-2010 ersattes av 11 dokument: GOST 12248.1-2020 - GOST 12248.11-2020, som fastställer krav för varje enskild metod trädde i kraft den 1 juni 2021.
  18. ↑ 1 2 3 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice (3:e upplagan). (Artikel 16.9) Wiley-Interscience
  19. ↑ Relativ kompressibilitetsfaktor
  20. ↑ Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingenjörspraktik (3:e upplagan). (Artikel 16.4) Wiley-Interscience
  21. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingenjörspraktik (3:e upplagan). (Artikel 16.6) Wiley-Interscience
  22. ↑ 1 2 Terzaghi, Karl; Peck, Ralph; Mesri, Gholamreza (1996). Jordmekanik i ingenjörspraktik (3:e upplagan). (Artikel 16.7) Wiley-Interscience