Dr inż. Grzegorz Straż Intrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych pt: EDOMETRYCZNE MODUŁY ŚCISLIWOŚCI GRUNTU Wprowadzenie. Zalecenia dotyczące badań gruntów w edometrze: Zalecane topnie wywoływanego naprężenia: 6, 12, 25, 5, 1, 2, 4, 8, 16, 32 kpa. Sugerowane przedziały czaowe odczytów:, 1, 2, 3, 4, 5, 1, 2, 4, 8, 15, 3 min, 1, 2, 4, 8, 24 h. Natępne odczyty, jeśli konieczne, mogą być wykonywane na początku, w środku i na końcu każdego dnia pracy. PARAMETRY OKREŚLANE PODCZAS BADAŃ EDOMETRYCZNYC: Jednotkowe odkztałcenie pionowe próbki [-]: gdzie: wyokość próbki na końcu każdego z etapów obciążenia, pierwotna wyokość próbki Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej E ed ; M [kpa]: E ' ed M lub E ed M 1 m gdzie: ' przyrot naprężeń pierwotnych, przyrot odkztałceń, m wpółczynik ściśliwości objetościowej W analogiczny poób oblicza ię edometryczny moduł ściśliwości wtórnej i odprężenia. Wpółczynik ściśliwości objetościowej m [1/MPa]: m i i 1 x 2 1 gdzie: 1 ; 2; naprężenie przed i po zmianie obciążenia, wyokość próbki na końcu każdego z etapów obciążenia, i wyokość próbki na początku każdego z etapów obciążenia. Wpółczynnik porowatości początkowej e [-]:
e 1 d gdzie d 1 1 w gdzie: - gętość właściwa zkieletu gruntowego, d - gętość objetościowa zkieletu gruntowego, - gętość objętościowa gruntu, w wilgotość. Wpółczynnik porowatości e [-]: e gdzie: na końcu każdego z etapów obciążenia, równoważnik wyokościowy czątek tałych. Równoważnik wyokościowy czątek tałych [mm]: md A gdzie: m d maa zkieletu gruntowego, A przekrój poprzeczny próbki, - gęt. właściwa zkieletu gruntowego. Wkaźnik ściśliwości C c [-] obliczany z liniowej części wykreu krzywej ściśliwości: C c e log ' Gdzie: e zmiana wkaźnika porowatości, log zmiana logarytmu zadanego naciku (wg Ry.17.1.). Tab.18.1. Przykładowe wartości gętości właściwej zkieletu gruntowego. Rodzaj gruntu [g/cm 3 ] Ry.18.1. naprężenia eektywnego i wkaźnika porowatości dla przyrotu obciążenia i odciążenia [13]. Piaki Piaki pylate Pyły i pyły piazczyte Piaki gliniate Piaki i pyły próchnicze Pyły Gliny Gliny zwięzłe Iły 2,65 2,67 2,65 2,66 2,66 2,67 2,66 2,68 2,3 2,64 2,65 2,67 2,67 2,68 2,68 2,71 2,7 2,75
Wkaźnik odprężenia C [-] obliczany z liniowej części wykreu krzywej odprężenia: C e log ' Gdzie: e zmiana wkaźnika porowatości, log zmiana logarytmu zadanego odprężenia Wpółczynnik ściśliwości wtórnej C [-] obliczany z liniowej części wykreu krzywej ściśliwości wtórnej względem czau: C i 1 x log t Gdzie: zmiana wyokości próbki względem czau, log t zmiana logarytmu czau (wg Ry.18.2.). Objaśnienia: a - jeden cykl logarytmowy x - cza (min) y - odczyt czujnika oiadania (mm 1-3 ) C 25x1 2 3,125 Ry.18.2. Wyprowadzenie wpółczynnika ściśliwości wtórnej Cα wg[13].
WYNIKI BADAŃ: BADANIE ŚCIŚLIWOŚCI PIERWOTNEJ GRUNTU 12,5 kpa 12,5-25 kpa 25-5 kpa 5-1 kpa 1-2 kpa y z czujników Cza 1 2 3 4 5 1 2 4 8 15 3 BADANIE ODPRĘŻENIA GRUNTU 2-1 kpa 1-5 kpa 5-25 kpa 25-12,5 kpa 12,5- kpa y z czujników Cza 1 2 3 4 5 1 2 4 8 15 3
Wyokość próbki [mm] BADANIE ŚCIŚLIWOŚCI WTÓRNEJ GRUNTU 12,5 kpa 12,5-25 kpa 25-5 kpa 5-1 kpa 1-2 kpa y z czujników Cza 1 2 3 4 5 1 2 4 8 15 3 Wykre ściśliwości gruntu: 5 1 15 2 25 3 35 4 Zadane naprężenie normalne [kpa] Skalę pionową wykreu należy dobrać w zależności od uzykanych wyników.
Wkaźnik porowatości e [-] Wyokość próbki [mm] Wykre konolidacji gruntu: 1 1 1 1 1 Cza [] Skalę pionową wykreu należy dobrać w zależności od uzykanych wyników. Wykre zależności wkaźnika porowatości od zmiany naprężenia: 5 1 15 2 25 3 35 4 Zadane naprężenie normalne [kpa] Skalę pionową wykreu należy dobrać w zależności od uzykanych wyników.
PODSUMOWANIE I WNIOSKI: Podtawowe cechy gruntu Rodzaj W [%] [g/cm 3 ] d [g/cm 3 ] [g/cm 3 ] Zakre naprężeń [kpa] 12,5 12,5-25 25-5 5-1 1-2 PARAMETRY ŚCIŚLIWOŚCI Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M = E ed [kpa] Edometryczny moduł ściśliwości wtórnej Wpółczynnik ściśliwości pierwotnej Wkaźnik odprężenia M = E ed [kpa] C C C Wpółczynnik ściśliwości wtórnej C