POKUS U EDOMETRU Uvod Tijekom građenja tlo se opterećuje i rasterećuje,što izaziva deformiranje tla. Različita opterećenja i različite vrste tla uvjetuju i različitim deformacijama. Da bismo izbjegli razne štete pri gradnji ili tijekom uporabe građevine,pokušavamo predvidjeti deformacije. Najčešće je za uobičajne građevine dovoljno stišljivost tla ispitati u jednostavnom pokusu pokusu u edometru, taj pokus izvodimo za koherentna tla za koja možemo pribaviti neporemećene uzorke. U ostalim situacijama trebamo in situ ispitivanja. Edometar Edometar(oedometar Edometar(oedometar ) je laboratorijski uređaj za proračun vertikalnih komponenata volumne deformacije tj. slijeganja tla. Ugrađuje se neporemećeni uzorak, mjeri se početna visina uzorka, te promjena visine tijekom opterećivanja. Rezultati se koriste kod procjene slijeganja i vremenskog tijeka slijeganja za standarne objekte ( geotehnichnical geotehnichnical category 2) 2) Osnovni dijelovi edometra:
Osnovni dijelovi edometra i način ugradnje uzorka: - okrugli čelični prsten (3) u koji se uzorak (1) ugradi: unutrašnost prstena je glatka, a rub prstena zaoštren je s vanjske strane, tako da se ugradnja vrši utiskivanjem prstena u uzorak, utiskivanje se vrši okomito na uzorak i posve nježno,bez zaokretanja i nepotrebnog poremećivanja, druga stranica uzorka odreže se nježno posebnim nožem, opet bez nepotrebnog poremećivanja. Ugrađivanjem u kruti prsten sprečavaju se horizontalne deformacije uzorka tijekom pokusa. Visina prstena bira se što manja (npr. 2 cm) da bi što manji bili utjecaji trenja na prstenu, širina prstena određena je širinom uzorka koji se ugrađuje, dakle dostupnom/korištenom garniturom za vađenje uzorka. - dvije porozne ploče (2) koje se postave iznad i ispod uzorka ugrađenog u prsten tako da nesmetano istječe voda iz uzorka tijekom pokusa, ploče pri opterečenju tijesno klize u prsten. - posuda (6) koja osigurava,kad je potrebno, potopljenost i zasićenost uzorka - čelična ploča (5) postavljena na gornju poroznu ploču tako da prenosi opterećenje po cijeloj horizontalnoj površini uzorka jednoliko, udubljenje na vrhu i kuglica u njoj omogućavaju da se opterećenje na uzorak prenosi jednoliko - sustav za opterećivanje, najčešće je to preko kuglice na čeličnoj ploči koja poklapa uzorak- poluga koja povećava djelovanje utega, opterećenje se može nanositi i hidraulički
- osjetilo za mjerenje pomaka gornje čelične ploče odnosno deformacije uzorka, to je najčešće mjerna urica pričvršćena na okvir uređaja koja je pomičnim ticalom oslonjena na ploču - edometar može imati osjetila za mjerenje horizontalnih naprezanja ugrađena u prsten što je veoma korisno kad nas zanimaju horizontalni pritisci u tlu i njihov razvoj
Uvjeti odvijanja standarnog pokusa: - uzorak se ugradi, omogući se zasićenost vodom - očita se položaj čelične ploče koja pokriva uzorak - nanese se prvi stupanj opterećenja, najčešće pomoću utega koji se objesi na polugu i time jednoliko optereti cijeli uzorak - očita se položaj čelične ploče koja pokriva uzorak Prisustvo vode u porama tla usporava odvijanje deformacije, zato se za svaki stupanj opterećenja više puta očitava visina ploče, najbrže promjene događaju se tik po nanošenju opterećenja, a potom se kontinuirano usporavaju, zato treba češće očitavati na početku. Vremena očitavanja mogu biti: 4 s, 8 s, 15 s, 30 s, 1 min, 2 min, 5 min, 15 min, 45 min, 2 h, 4 h, 8 h, 24 h, 2 dana, 3 dana, 4 dana, 6 dana...sve dok se deformacija ne umiri. Niski uzorci (2 cm) najčešće za 1 do 24 sata dožive umirenje deformacije tako da se može npr. svakoga dana ujutro početi sa novim stupnjom opterećenja. Nakon što se deformacija umiri, nanese se sljedeći stupanj opterećenja, najčešće dva puta veći od predhodnog tijekom opterećivanja, ili dva puta manji od predhodnog tijekom rasterećivanja(tkz. inkrimenti promjene). Mjerenja koja se vrše u uređaju: - mjerenje položaja čelične ploče koja pokriva uzorak u određenim trenucima u vremenu - mjerenje horizontalnih naprezanja (ako je ugrađeno osjetilo) - vertikalna naprezanja dobiju se dijeljenjem sile na uzorak sa horizontalnom površinom uzorka - mjerenje protoka tj. propusnost uzorka (ako to uređaj omogućava) Prikaz rezultata pokusa
Rezultat pokusa u edometru prikazuje se u dijagramu vertikalno naprezanje-vertikalna deformacija, najčešće u polulogaritamskom mjerilu log σ , -e. Krivulja naprezanje-
deformacija ima različite nagibe za različita naprezanja. Nakon malih deformacija do naprezanja σ p (tkz. napon ili naprezanje prekonsolidacije) prirast deformacija s naprezanjem se povečava nakon što vertikalno naprezanje premaši σ p . Ako se tlo u nekom trenutku rastereti i ponovno optereti do naprezanja na kojem je počelo rasterećenje deformacije su opet male, bez obzira što su naprezanja veća od naprezanja prekonsolidacije, ali su u ciklusu ponovnog opterećenja. Time je zapravo izvršena nova prekonsolidacija uzorka. Nagib krivulje pri prvom (izvornom) opterećenju za naprezanja veća od naprezanja prekonsolidacije može se svatiti kao konstantan i iskazati se nagibom zamjenjujućeg pravca u iznosu Cc. Za ponovljeno opterećenje može se uvesti drugi zamjenjujući pravac čiji je nagib Cs. Tako se mogu definirati sljedeći parametri: - koeficijent stišljivosti pri osnovnom opterećenju Cc
=
Δe logσ1
−
logσ2
- koeficijent stišljivosti pri ponovljenom opterećenju (i rasterećenju) Cs
=
Δe logσ1
−
logσ2
- koeficijent stišljivosti za linearnu krivulju (nagib av
σ
,
-e krivulje)
Δe =
Δσ v
- koeficijent volumske stišljivosti mv
=
Δε v Δσ v
- modul vertikalne deformacije (edometarski modul) Mv
=
Δσ v Δε v
- relativna vertikalna deformacija εv
=
Δe 1 + e0
Zaključak Modul vertikalne deformacije nelinearno se mijenja, ovisno o položaju naprezanja σ , na koji se primjenjuje inkrement promjene ∆σ, . Deformacije na krivulji povratnog i ponovljenog opterećenja su elastične, a na krivulji osnovnog opterećenja su plastične i elastične.
Edometar
