Laboratoare Monoaxial si Triaxial

Cap. 13. Determinarea în laborator a rezitenței la forfecare a pământurilor

DETERMINAREA ÎN LABORATOR A REZISTENȚEI LA FORFECARE A PĂMÂNTURILOR

Încercarea de compresiune monoaxială (Stas 8942/6-75) Considerații teoretice Încercarea de compresiune monoaxială se aplică terenurilor argiloase cu excepția celor cu neomogenitate accentuată (prezentând concrețiunti, separațiuni nisipoase etc.) Încercarea se efectueaza de regulă pe epruvete netulburate. Ea se poate aplica și epruvetelor saturate sau celor uscate la aer, precum și epruvetelor de material tulburat (remaniat sau compactat). În acest caz, dacă epruvetele au practic aceeași porozitate și umiditate cu cele naturale, încercarea poate servi la stabilirea sensivității pământului. Încercarea la compresiune monoaxială poate fi considerată ca efectuându-se în regim nedrenat, astfel incât, în cazul pământurilor argiloase saturate sau aproape saturate se admite relatia: (13.9) pc  2cu unde: cu - coeziunea aparentă a pământului ; pc - rezistența pământului la compresiune monoaxială. Metoda constă în aplicarea în mod continuu, asupra epruvetei de pământ a unei încărcări axiale, uniform crescatoare , pentru a se stabili: -Rezistența la compresiune monoaxială , pc : -Deformația axială specifică  corespunzatoare atingerii rezistenței la compresiune monoaxială. Pregătirea probelor Din materialul care urmează a fi supus incercării se extrage o epruvetă cu ștanța metalică cilindrică prevazută cu cuțit și prelungitor, unsă în prealabil la interior cu ulei și vaselină. După indepartarea cuțitului și a prelungitorului se nivelează cele doua baze si se scoate epruveta din stanță îndepărtându-se cele două bucăti ale acesteia prin alunecare pe direcția generatoarei. Diametrul epruvetelor cilindrice este de minimum 35 mm, iar inalțimea de minimum 70 mm. În cazul pământurilor ce conțin particule de dimensiuni mari , diametrul epruvetelor poate fi sporit până la cel mult 100 mm, iar inălțimea se va alege astfel incat raportul intre ea și diametru să fie egal cu 2. Raportul între dimensiunea particulei celei mai mari din materialul supus încercării și diametrul epruvetei este de maximum 1/10, în mod exceptional 1/8, caz în care se va face mențiune specială în buletinul de încercare. Pentru pământurile care nu se pretează la luarea de epruvete cilindrice (ex: marne), se pot fasona epruvete prismatice cu baza patrată, având laturile curprinse între 40 si 100 mm, cu păstrarea unui raport egal cu 2 între înalțime și latura bazei. Epruvetele trebuiesc supuse încercării imediate după preparare, pentru a nu-și modifica practic nici umiditatea și nici structura. 1

Geotehnica – îndrumător de laborator

Fig.1.1

Forma epruvetei pentru încercarea de compresiune monoaxială

Aparatură și materiale necesare Aparatura necesara incercarii se compune din (Fig.1.2) : -aparat pentru aplicarea încărcării axiale, cu viteza de deformare impusa sau cu viteza de încărcare impusă . Aparatul poate fi de diferite tipuri: el trebuie să permită o deformație axială specifică de cel puțin 20 %. Sensibilitatea lui trebuie să fie de minium 102 N / mm2 pentru eforturi și de 0,01 mm pentru deformații; -ștanța cilindrică din metal alcatuită din două bucăți egale, tăiate pe generatoare, cu conicitate de 2%, diametrul crescând de la cuțit spre prelungitor. Grosimea peretelui ștanței nu trebuie să depasească 5% din diametrul interior; -dispozitiv cu coarda, cuțite, spatule etc., pentru fasonarea epruvetelor; -șubler cu vernier pentru măsurarea epruvetelor cu precizie de 0,1 mm; -cronometru -aparatură pentru determinarea umidității pământului

Legendă: 1 – Probă de pământ 2 – Celula în care se montează proba 3 – Dispozitiv de aplicare a forței verticale

Fig.1.2

4 – Traductor de forță 5 – Traductor de deplasare

Schița aparatului pentru compresiune monoaxială

2


Efectuarea încercării Epruveta se cântăreste și se pune în poziție verticală, în contact cu cele două plăci de bază ale aparatului unse în prealabil cu ulei sau cu vaselină. Epruveta se supune solicitării de compresiune P in mod continuu și uniform, cu o viteza de deformare de circa 1 mm pe minut. Încercarea se oprește la ruperea epruvetei sau la atingerea deformației axiale specifice ε = 20% în cazul când epruveta cedează prin umflare continuă fără a se rupe. Pentru urmărirea comportării epruvetelor în timpul incercării, se recomandă să se efectueze citiri atât ale incărcării cât și ale deformației din 30 în 30 de secunde în primele 3 minute, apoi din minut în minut până la rupere. După încercare, pe buletinul de incercare din Tabelul... se face o schiță cu modul de rupere a epruvetei, notându-se valoarea unghiului de înclinare al planului de rupere cu orizontala (α ). Se determină imediat dupa încercare umiditatea și greutatea volumică a epruvetei. Exprimarea și interpretarea rezultatelor Rezistența la compresiune monoaxială reprezintă efortul unitar total corespunzator ruperii epruvetei prismatice sau cilindrice, libera lateral și se calculează cu relația: p (13.10) pc    cr A Unde pcr – încărcarea de rupere în kN; A – aria transversală a epruvetei, in m 2 , determinate cu relația: A0 A  1 100 în care A0 este aria secțiunii transversale inițială a epruvetei, iar  

(13.11)

h 100 , Δh fiind scurtarea h0

epruvetei și h0 înalțimea inițială a epruvetei. Pentru fiecare determinare se vor efectua încercări paralele pe cel puțin trei epruvete. Valoarea rezistenței la compresiune monoaxială este media aritmetică a valorilor obținute pe cel putin trei epruvete, cu condiția ca aceste valori să nu difere cu mai mult de 20% față de medie. Determinările al căror rezultat diferă cu mai mult de 20% față de medie, se anulează și se refac. Rezultatele obținute se trec în formularul de încercare (). În cazul cand se supun incercării epruvete din același pământ, atât în stare netulburată cât și în stare tulburată se determină și senzitivitatea materialului St ,cu ajutorul relației: p (13.12) st  cn pcr unde pcn și pcr sunt valori ale rezistenței la compresiune monoaxială a epruvetelor din material netulburat, respectiv tulburat, având aceeași umiditate și porozitate.

3


Din punct de vedere al senzitivității S r pământurile coezive se clasifica conform Tabelului 13.4 . Tabelul 1.1. Interpretarea rezultatelor în urma încercării de compresiune monoaxială.



h

Timpul citirii Sec. 30 60 90 120 150 180

cm

Min.

1

2

h h0

cm 3

1

2

A0

A

1

pcr



100  m  Epruveta Nr. 3 1 2 3 1 2



Obs.

 kPa 

 kN  2

pcr A

3

1

2

3

4 5 6

Rezistența la compresiune monoaxială

pc 

pcr A

Tabelul 1.2. Alegerea adâncimii de fundare. Starea de sensivitate a pamanturilor Insensitive Moderat sensitive Sensitive Foarte sensitive Cu actiune moderat rapida Cu actiune destul de rapida Cu actiune rapida

St <2 2...4 4...8 8 . . . 16 16 . . . 32 32 . . . 64 >64

În continuare se determină parametrii rezistenței la forfecare astfel (Fig.1.3): În sistemul de axe  0 se trasează un cerc cu diametrul egal cu pc ' tangent în origine la axa 0 . Din centrul acestui cerc se duce raza CT care face unghiul 2α cu axa 0 . In punctul T se duce tangenta la cerc, care reprezintă dreapta intrinsecă a pământului. Se obține la intersecția cu axa 0 coeziunea pământului, iar inclinarea ei față de orizontală dă unghiul frecării interne. Se pot folosi de asemenea relațiile obținute geometric :

4


Fig.1.3

Interpretarea rezultatelor testului de compresiune monoaxială

u  2  90 1  sin u cu  pc 2 cos u

(13.13) (13.14)

Exemplu de calcul În urma unei încercări de compresiune monoaxială pe o probă de argilă cu diametrul de 4cm și înălțimea de 8cm s-au obținut următoarele rezultate: P  0,65 kN, deformația longitudinală în momentul ruperii este h  1cm , iar unghiul   50 . Tabelul 1.3. Înregistrarea rezultatelor. A0 h p pcr A    cr  h h0 A 1 100 Obs. 2 cm    m   kPa   kN  cm 10

1,25

Fig.1.4

Epruveta Nr. 1 0,001435

0,65

Reprezentarea grafică a rezultatelor

u  2  90  10 1  sin u cu  pc  190kPa 2cos u

5

453

-


Înceracrea de compresiune triaxială Considerații teoretice Metoda de determinare a caracteristicilor rezistenței la forfecare prin compresiune triaxială se aplica probelor de material având structura naturală sau fiind compactate la o indesare și umiditate impusă. Dimensiunea maximă a fracțiunilor care alcătuiesc epruveta ce urmează a fi incărcată nu trebuie să depășească 1/6 din diametrul acesteia, fiind condiționată de dimensiunile aparatului folosit. În funcție de situația din teren și de tipul parametrilor necesari obținuți în urma încercării încercarea de compresiune triaxială se poate realiza: a. în sistem neconsolidat- nedrenat, b. în sistem consolidat- nedrenat și în sistem consolidat- drenat. În funcție de sistemul în care se realizează încercarea etapele unei încercări de compresiune triaxială sunt următoarele: a. Încercarea de tip U-U a1. Etapa de saturare  2   3  1  0  a2.Etapa de rupere  2   3  1  b. Încercarea de tip C-U b1.Etapa de saturare  2   3  1  0  b2.Etapa de consolidare  2   3  1  0  b3.Etapa de rupere  2   3  1  c. Încercarea de tip C-D c1.Etapa de saturare  2   3  1  0  c2.Etapa de consolidare  2   3  1  0  c3.Etapa de rupere  2   3  1  Încercarea de compresiune triaxială presupune supunerea unei epruvete de pământ la o presiune hidrostatică înainte și în timpul forfecării. Sistemul de încărcare a probei pornește de la același sistem ca și în cazul încercării monaxiale, ceea ce presupune în etapa de rupere aplicarea unei forțe verticale asupra epruvetei până la rupere. Încercarea de compresiune triaxială este o încercare complexă ceea ce presupune înregistrarea pe tot parcursul încercării a următoarelor date: presiunea apei din pori, deformația de volum, deformația axială, presiunea  3 , valoarea forței axiale. Pregătirea probelor Pentru fiecare determinare se folosesc minium trei epruvete din acelasi material, cu aceeasi forma cilindrica si aceleasi dimensiuni. Dimensiunile uzuale ale epruvetelor ,functie de marimea fractiunilor component sunt conform tabelului 13.4 . De regula raportul dimensiunilor epruvetelor sa fie : H/d = 2 – 2,5. Epruvetele cu structura naturala se recolteaza din monoliti sau din stuturi ,prelevate din teren.

6


Tabelul 1.4. Dimensiuni uzuale ale epruvetelor pentru încercarea de forfecare triaxială Diametrul D Înălțimea H [mm] [mm] 38 78 50 100 100 200 Epruvetele compactate la o indesare si umiditate impusa , se pregatesc conform STAS 1913/13-83, prin compactare manuala direct in stanta sau prin compactare mecanica in cilindrul Proctor. Forma epruvetelor rezultate prin compactare se rectifica , astfel ca ele sa aiba dimensiunile din tabelul 13.4. Dupa rectificare, epruvetele se cantaresc si se masoara cu sublerul astfel : -Diametrul la capete si la mijloc : -Inaltimea in trei pozitii , la 120 . Media acestor masuratori va constitui diametrul respectiv inaltimea epruvetei. Aparatură și materiale necesare Aparatura pentru determinarea caracteristicilor rezistentei la forfecare prin compresiune triaxiala este alcatuita conform fig..:

Legendă: 1 – Piston pt. aplicarea forței verticale 2 – Traductor de forță 3 – Rigidizări pt.celula triaxială 4 – Capac celulă triaxială 5 – Pereții celulei triaxiale 6 – Inele pentru etanșare 7 – Pietre poroase 8 – Proba de pământ 9 – Valva pt. presiunea apei din pori

10 – Valvă pt. depresurizare 11 – Valvă pentru drenaj 12 – Traductor de deplasare 13 – Capac depresurizare 14 – Sistem de introducere a apei în pori 15 – Valva pt.presiunea apei din celulă 16 – Valva pt. presiunea din sistemul “back-pressure” 17 – Traductor de volum 18 - Manometru

7

Geotehnica – îndrumător de laborator Fig.1.5 Schița aparatului pentru compresiune triaxială

Pentru a elimina posibilele erori, circuitele care intră în componența aparatului triaxial trebuie verificate atât inainte de fiecare incercare cât și după finalizarea incercării. a).Verificarea sistemului care asigură presiunea în celula triaxială Înainte de inceperea verificărilor canalele de conexiune trebuie să fie pline cu apă deaerată. Pentru a verifica sistemul de presiune care comunică cu celula triaxială se introduce presiune în celulă și se verifică valoarea acesteia. Presiunea trebuie să se mențină in limita de ±0,5% față de valorea introdusă. b)Pregatirea sistemului de “Back-pressure” Pentru verificarea acestui circuit toate canalele trebuie să fie umplute cu apă deaerată. În cazul verificărilor de rutină se introduce presiune în sistem până la 750 kPa și se inregistrează deformatiile de volum după aproximativ 5 minute .De asemenea daca diferența între două citiri nu depășește 0,1 ml se poate trece la următoarea verificare. c)Pregatirea sistemului de transmitere a presiunii apei din pori Prin intermediul acestui sistem se transmit la computer date cu privire la valoarea presiunii apei din pori pe tot parcursul incercării. Valoarea presiunii apei din pori in anumite etape ale incercării influentează semnificativ rezultatele încercării. Astfel este foarte important ca în sistem să nu existe decât apa deaerată, prezența aerului în sistem putând genera erori foarte mari în ceea ce privește datele transmise la computer cu privire la valoarea preasiunii apei din pori. Acest lucru poate compromite întreag încercare, valoarea presiunii apei din pori influențând în mod direct rezultatele finale ale în cercării de compresiune triaxială. Pentru verificarea sistemului se monteaza celula triaxială și se deschide capacul de depresurizare al celulei și se umple celula cu apă deaerată dinspre valva pentru depresurizare fără ca în celulă să extiste probă montată. Pentru verificarea de rutină a sistemului de transmitere a presiunii apei din pori se introduce presiune de la sursa de apă deaerată prin valva pentru depresurizare se inchide apoi valva. Se verifică dacă presiunea introdusă este egală cu presiunea transmisă la computer. d)Pregatirea celulei triaxiale si instalarea probei în aparat Se aseaza stativul celulei triaxiale pe platanul presei. Se satureaza cu apa placile poroase prin deschiderea robinetelor. Deasupra placii poroase inferioare se aseaza o hartie de filtru umeda si deasupra acesteia epruveta de pământ îmbracată într-o membrană de cauciuc. Peste epruvetă se aseaza o hartie de filtru umedă . Peste ansamblu format de placa poroasa inferioara, hartiile de filtru, epruveta și placa poroasa superoară se așează capacul care este legat la sistemul de introducere a apei prin porii probei. Cu ajutorul inelelor pentru etanșare se asigură capacul dispus în membrana de cauciuc peste epruveta de pământ. Se aseaza peste acest ansamblu clopotul celulei triaxiale ,fixandu-se de stativul celulei triaxiale cu ajutorul rigidizărilor (3) (prezoane).

8


Se așează pistonul (1) in contact cu capacul rigid conectat la sistemul de introducere a apei prin probă. Se deschide capacul pentru depresurizare (13) prin care se evacueaza aerul din celulela triaxiala, iar apoi se deschide robinetul prin care se introduce apă deaerată în celula triaxială. Cand apa curge prin orificiul pentru depresurizare (13), acesta se inchide mai intai si apoi se închide și circuitul prin care apa intră în celulă. După umplerea celulei triaxiale cu apă se verifică ca pistonul (1) să fie în continuare corect așezat și centrat pe capacul rigid. După aceste operațiuni, se setează citirile pe zero și se poate trece la prima etapă a încercării, respectiv etapa de saturare. Efectuarea încercării Incercarea de compresiune triaxială în sistem consolidat-drenat (CD) a. Etapa de saturare Nevoia saturării probei este dată în special de importanța cunoasterii valorii presiunii apei din pori în etapele următoare ale încercării.Cunoasterea acestei valori face posibil calculul eforturilor efective și în final a parametrilor efectivi ai rezistenței la forfecare. Încercarea de compresiune triaxială în sistem C-D începe cu etapa de saturare. În cadrul acestei etape epruveta de pământ se saturează prin introducerea prin circuitul de “Back-pressure” de apă sub presiune în probă. Acest procedeu este un procedeu controlat prin introducerea simultană de apă sub presiune în celulă și în probă. Prima treaptă a presiunii din celulă este de 50 kPa, iar în sistemul de “Back-pressure” de 30 kPa. Diferența între presiunea din celulă și presiunea și presiunea din “back-pressure” nu trebuie să fie mai mare de 20 kPa sau valoarea presiunii efective dorite în etapa de rupere.De asemenea această diferență nu trebuie să fie mai mică de 5 kPa. După stabilizarea citirilor se înregistrează deformația de volum și presiunea apei din pori și se calculează coeficientul de saturare B cu relația: u u1  u0   3  3 - reprezintă valoarea presiunii apei din pori de la începutul stadiului de saturare - reprezintă valoarea presiunii apei din pori de la finalul stadiului de saturare B

unde u0

(13.15)

u1  3 - reprezintă diferența dintre valorile efortului  3 de la începutul și finalul stadiului de saturare

Etapa de saturare se consideră încheiată atunci când coeficientul B atinge valoarea de saturație aferentă tipului de pământ încercat conform (). După încheierea etapei de saturare se închid ambele circuite, atât cel de “back-pressure” cât și circuitul de introducere a apei în celula triaxială și se trece la etapa următoare.

9


Tabelul 1.5. Valori orientative ale coeficientului B în funcție de consistență și gradul de saturație Gradul de saturație Tipul de pământ în funcție de consistență 100% 99,5% 99% Pământuri moi 0,9988 0,992 0,986 Pământuri cu 0,9988 0,963 0,930 consistență medie Pământuri tari 0,9877 0,69 0,51 Pământuri foarte 0,913 0,20 0,10 tari b. Etapa de consolidare Scopul etapei de consolidare este acela de a aduce proba la o stare de eforturi efective necesară pentru etapa de rupere. Efortul efectiv la care este supusă proba în etapa de saturare este de regulă mult mai mic decât efortul efectiv necesar pentru stadiul de rupere. Astfel, în funcție de efortul efectiv  3 ' necesar la rupere se stabilesc: presiunea din celulă necesară în etapa de saturare și de asemenea preasiunea necesară din circuitul de “back-pressure”. Diferența între cele două presiuni reprezintă valoarea efortului efectiv necesar pentru etapa de rupere. În prima fază a acestei etape se crește presiunea în celulă la valoarea stabilită la începutul încercării. După stabilizarea citirilor se trece la cea de-a doua fază a etapei de consolidare și se introduce presiunea necesară pe circuitul de “back-pressure” deschizându-se valva circuitului care face legătura cu proba de pământ pentru a permite disiparea energiei suplimentare cauzate de creșterea la o valoarea mult mai mare decât în etapa de saturare a presiunii din celulă. După stabilizarea citirilor se înregistrează valorile finale și se stabilesc parametrii necesari pentru etapa de rupere. Modificările de lungime și arie suferite de probă în urma consolidării datorită presiunilor la care a fost supusă și a volumului de apă eliminat din pori se calculează astfel:  2 Vc  Ac  A 0  1  (13.16)   3 V0  unde Ac - reprezintă aria probei la finalul procesului de consolidare A 0 - reprezintă aria probei la începutul procesului de consolidare

 1 Vc  Lc  L 0  1  (13.17)  3 V 0   unde Lc - reprezintă lungimea probei la finalul procesului de consolidare L 0 - reprezintă lungimea probei la începutul procesului de consolidare Cunoscând modificările de volum suferite se probă de la începutul procesului de saturare se poate calcula deformația specifică de volum astfel: V  v  c x100% (13.18) V0 Viteza de rupere se calculează ținând cont de condițiile de drenare precum și de comportarea probei pe parcursul consolidării fapt ce va conduce la un anumit comportament în etapa de rupere și în final la rezultate mai apropiate de realitate. Relația de calcul pentru viteza de deplasare este următoarea: 10


v

 f xLc tf

(13.19)

unde  f – reprezintă deformația specifică maximă în cazul încercării de forfecare triaxială considerată  f  20% tf

– reprezintă specific măsurat în [min] determinat în funcție de t100 pe baza relației: (13.20) t f  F  t100

tf

– reprezintă reprezintă timpul teoretic aferent unei consolidări de 100% obținut pe baza curbei idealizate de consolidare F - reprezintă un coeficient care depinde de condițiile de drenaj și tipul de încercare

Fig.1.6

Determinarea lui t100 necesar pentru calculul vitezei în etapa de rupere

c. Etapa de rupere Etapa de rupere sau etapa de forfecare urmează imediat după etapa de consolidare. Astfel această etapă presupune aplicarea unui efort axial suplimentar controlat până la ruperea probei. Efortul axial suplimentar este transmis asupra probei prin intermediul pistonului (1) fixat prin celula triaxială la partea superioară a epruvetei. Pentru aplicarea forței asupra pistonului este nevoie de un dispozitiv cu motor a cărui viteză să poată fi setată de către utilizator. Astfel pozitia pistonului fiind blocata, acesta fiind fixat pe un cadru metalic. dispozitivul așezat la baza celulei triaxiale, va ridica epruveta împreună cu celula triaxială, forța de ridicare fiind transmisă la computer prin intermediul traductorului de forță (2). Înainte de începerea fazei de compresiune se va seta viteza necesară calculată pe baza rezultatelor obținute în urma etapei de consolidare. Se pot de asemenea utilize valori orientative ale vitezelor de rupere în funcție de tipul de pământ conform (): Tabelul 1.6. Valori orientative ale vitezei de rupere în funcție de tipul de pământ Viteza Tip Pământ v=0,001 mm/min Argile cu plasticitate mare v=0,01 mm/min Argile cu plasticitate redusă v=0,1 mm/min Nisipuri După setarea viteze de rupere, circuitul de introducere a presiunii apei în celulă rămâne deschis pentru menținerea presiunii constante în celulă. Pentru încercarea de tip C-D circuitul de drenaj “back-pressure” ramâne deschise pentru a permite apei din porii probei să se dreneze pe toată perioada etapei de rupere. 11


Se consider că ruperea s-a produs dacă forța suplimentară aplicată prin piston asupra probei ajunge la o valoare maximă după care descrește sau în cazul în care se atinge deformația specific   20% . La sfârșitul etapei de rupere, pentru calculul parametrilor de forfecare se înregistrează: forța la rupere, valoarea presiunea apei din pori la rupere, deformația de volum la rupere și de asemenea deformația de lungime. Incercarea de compresiune triaxială în sistem consolidate-nedrenat (CU) a. Etapa de saturare Etapa de saturare pentru realizarea unei încercări de compresiune triaxială în b. Etapa de consolidare Etapa de consolidare pentru realizarea unei încercări de compresiune triaxială în sistem C-U se desfășoară în același mod cu etapa de saturare pentru cazul încercării de tip C-D. c. Etapa de rupere Etapa de rupere se desfășoară condierând aceeași parametric și aceleași prevederi ca și în cazul încercării de tip C-D cu particularitatea că circuitul de “back-pressure” rămâne închis pe toată perioada ruperii pentru a nu permite apei să iasă din porii probei. Ca și o consecință a acestei perticularități, deformația de volum în etapa de rupere va fi egală cu zero. Incercarea de compresiune triaxială în sistem neconsolidat-nedrenat (UU) a. Etapa de saturare Etapa de saturare pentru realizarea unei încercări de compresiune triaxială în sistem C-U se desfășoară în același mod cu etapa de saturare pentru cazul încercării de tip C-D. b. Etapa de rupere Imediat după etapa de saturare se trece la etapa de rupere care se va desfășura după aceeași parametric ca și în cazul înecrcării de tip C-U. 13.1.1. Exprimarea și interpretarea rezultatelor Cu datele inregistrate în urma încercării se calculeaza pentru fiecare epruveta urmatoarele valori conform Tabelului : Tabelul 1.7. Prelucarea rezultatelor în urma încercării de compresiune triaxială Tip Proba: Proba

Vo

ΔVc

Lo

Lc = Lo [1-1/3* ΔVc/Vo]

1.1 1.2 1.3

12

Ao Ac = Ao [1-2/3*ΔVc/Vo] ΔL

ε = ΔL/ΔLc As = Ac / (1-ε)


Tabelul 1.8. Prelucarea rezultatelor în urma încercării de compresiune triaxială Proba Pinitial P rupere (σ1-σ3)m=(Pr-Pi)/AsCor. 1Cor. 2 σ3 (consolidare)

σ1-σ3=(σ1-σ3)m- cor 1-cor 2 σ1=σ3+(σ1-σ3)

ub

σ1'

σ3'

1.1 1.2 1.3

Determinarea corecției de membrană pentru o probă cu diametrul de 38mm cu o grosmime de 2mm (cor.1) Tabelul 1.9. Valori pentru corecțiile de drenaj în funcție de diametrul probei  dr (cor.2) Diametrul Probei [mm] Corecții de drenaj [kPa] 38 10 50 7 70 5 100 3,5 150 2,5 Fig.1.7

Eforturile effective  1 ' și  3 ' se calcuează astfel:

1 '  1  ub  3 '   3  ub

(13.21) (13.22)

unde ub - reprezintă presiunea apei din pori la momentul ruperii  1 și  3 - reprezintă eforturile totale calculate conform () Cu valorile calculate anterior si inregistrate in tabelul () și în tabelul (), se traseaza functie cu deformatia specifica axiala ε , urmatoarele diagrama de efort deviator : Cu ajutorul diagramei trasate se stabileste pentru fiecare epruveta momentul cedarii care corespunde efortului deviator maxim (  3  1 ). Cu aceste valori se construieste cercul lui Mohr pentru fiecare proba, (Fig.1.9), centrul si raza stabilindu-se cu relațiile urmatoare : -centrele cercurilor pentru reprezentarea in eforturi totale :  3 C0  1 2 - centrele cercurilor pentru reprezentarea in eforturi efective :  '  3 ' C0 '  1  ub 2

13

(13.23)

(13.24)


Dreptele intrinseci (Fig.1.9) sunt infasuratoarele cercurilor lui Mohr. Pe baza reprezentării grafice se determină parametrii de forfecare ai pământului obținându-se: a. pentru încercarea de forfecare triaxială de tip C-D: - unghiul de frecare internă efectiv  ' - coeziunea cu valoarea efectivă c ' b. pentru încercarea de forfecare triaxială de tip C-U: - unghiul de frecare internă cu valoare totală cu - coeziunea cu valoarea totală c cu c. pentru încercarea de forfecare triaxială de tip U-U: - unghiul de frecare internă cu valoare aparentă u - coeziunea cu valoarea aparentă c u

Fig.1.8

Fig.1.9

Curba de efort deviator – deformație specifică

Determinarea parametrilor de forfecare prin construcția cercurilor lui Mohr

14


Exemplu de calcul În urma unei încercări de compresiune triaxială executate în sistem consolidat-drenat pe o probă de material necoeziv de dimensiunile 5 cmx 10cm s-au înregistrat următoarele rezultate: Prelucarea rezultatelor în urma încercării de compresiune triaxială

Tabelul 1.10. Proba

1.1 1.2 1.3

Vo

ΔVc

Lo

Lc = Lo [1-1/3* ΔVc/Vo]

196,25 0,50 10,00 196,25 1,89 10,00 196,25 3,79 10,00

Tabelul 1.11.

9,99 9,97 9,94

19,63 19,63 19,63

87,77 83,11 149,13

732,47 1232,00 2347,00

Fig.1.10

263,20 470,98 907,30

19,59 19,50 19,37

20,00 20,00 19,90

ε = ΔL/ΔLc As = Ac / (1-ε) 0,20 0,20 0,20

24,49 24,39 24,22

Prelucarea rezultatelor în urma încercării de compresiune triaxială

Proba Pinitial P rupere (σ1-σ3)m=(Pr-Pi)/AsCor. 1Cor. 2 σ3 (consolidare) 1.1 1.2 1.3

Ao Ac = Ao [1-2/3*ΔVc/Vo] ΔL

5,00 7,00 5,00 7,00 5,00 7,00

200,00 300,00 500,00

σ1-σ3=(σ1-σ3)m- cor 1-cor 2 σ1=σ3+(σ1-σ3) 251,20 458,98 895,30

451,20 758,98 1395,30

ub

σ1'

108,00 343,20 92,00 113,00 645,98 187,00 110,00 1285,30 390,00

Determinarea unghiului de frecare internă prin construcția cercurilor lui Mohr

15

σ3'

Laboratoare Monoaxial si Triaxial

Recommend Documents