Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εργαστήριο Εδαφομηχανικής Ενότητα 12η: Δοκιμή Άμεσης Διάτμησης Πλαστήρα Βιολέττα Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε.

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοπός Ενότητας Η εύρεση της συνοχής c και της γωνίας εσωτερικής τριβής φ, μέσω της δοκιμής της άμεσης διάτμησης 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας Περιγραφή δοκιμής Μετρήσεις Υπολογισμοί Αποτελέσματα 5

6 Περιγραφή δοκιμής Το έδαφος θραύεται κατά μία προδιαγεγραμμένη επίπεδη επιφάνεια, που λέγεται επιφάνεια διάτμησης Οι τάσεις που εφαρμόζονται στο δοκίμιο στη διάρκεια μιάς δοκιμής, είναι : μία σταθερή ορθή τάση (σ) και μία αυξανόμενη διατμητική (τ) με σταθερή ταχύτητα σ τ Δd D 6

7 Περιγραφή δοκιμής - 1 Η διάτμηση επιτυγχάνεται ως εξής: Ο υποδοχέας, που περιέχει το δοκίμιο, χωρίζεται σε δύο τμήματα, τα οποία ολισθαίνουν το ένα σε σχέση με το άλλο, με σταθερή ταχύτητα υποδοχέας πορόλιθοι βάση υποδοχέα 7

8 Περιγραφή δοκιμής - 2 Το δοκίμιο τοποθετείται μέσα στον υποδοχέα με τους δύο πορόλιθους πάνω και κάτω από αυτό Διαμόρφωση δοκιμίου από άμμο 8

9 Περιγραφή δοκιμής - 3 Ο υποδοχέας με το δοκίμιο τοποθετείται μέσα στο μαύρο κιβώτιο της μηχανής το οποίο κινείται προς τα δεξιά με σταθερή ταχύτητα Το πάνω κομμάτι του υποδοχέα συνδέεται με το δυναμομετρικό δακτύλιο και είναι σχετικά ακίνητο Το κάτω κομμάτι κινείται μαζί με το μαύρο κιβώτιο Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται η διάτμηση υποδοχέας με το δοκίμιο Δυναμομετρικός δακτύλιος 9

10 Περιγραφή δοκιμής - 4 Τοποθετούμε βάρος πάνω στο ζυγό, το οποίο λόγω της ροπής πολλαπλασιάζεται Χ 10 Βιδώνουμε το μεταλλικό πλαίσιο πάνω από τον υποδοχέα με το δοκίμιο Με αυτόν τον τρόπο εφαρμόζεται η ορθή τάση Γίνονται συνολικά τρεις δοκιμές αυξάνοντας κάθε φορά την ορθή τάση Μεταλλικό πλαίσιο Δυναμομετρικός δακτύλιος Ζυγός με φορτίο 10

11 Μετρήσεις - 1 Στη διάρκεια της δοκιμής παίρνουμε μετρήσεις ταυτόχρονα από τα δύο μηκυνσιόμετρα Το ένα που ακουμπάει πάνω στο μαύρο κιβώτιο μας δίνει αναγνώσεις Rd που μετατρέπονται σε σχετική μετατόπιση Δd To άλλο, που βρίσκεται μέσα στο δυναμομετρικό δακτύλιο, μας δίνει αναγνώσεις RT, που μετατρέπονται σε αυξανόμενο φορτίο Τ μηκυνσιόμετρo φορτίου μηκυνσιόμετρo μετατόπισης 11

12 Περιγραφή δοκιμής - 5 Οταν γίνει θραύση στο δοκίμιο ή η σχετική μετατόπιση φτάσει στο 10% σταματάει η δοκιμή Η μεν θραύση αντιστοιχεί σε πτώση των τιμών του μηκυνσιομέτρου του δυναμομετρικού δακτυλίου Η δε σχετική μετατόπιση φτάνει στο 10% όταν έχουν ολοκληρωθεί 6 κύκλοι στο μηκυνσιόμετρο της μετατόπισης Αργιλικά δοκίμια μετά τη θραύση 12

13 Μετρήσεις - 2 Στην πορεία της δοκιμής καταγράφονται μετρήσεις ταυτόχρονα από τα δύο μηκυνσιόμετρα Το μηκυνσιόμετρο του δυναμομετρικού δακτυλίου δίνει αναγνώσεις RΤ, από τις οποίες υπολογίζεται το αυξανόμενο φορτίο Τ της διατμητικής τάσης Το μηκυνσιόμετρο στο μαύρο κιβώτιο δίνει αναγνώσεις Rd, από τις οποίες υπολογίζεται η μετατόπιση Δd 13

14 Υπολογισμοί - 1 Υπολογίζεται η αυξανόμενη διατμητική τάση τ σε σχέση με τη σχετική μετατόπιση ε Τ Α Όπου τ =, ε = d D D η πλευρά του τετραγωνικού δοκιμίου και Α η διατομή του 14

15 Υπολογισμοί - 2 Κατασκευάζεται το διάγραμμα με άξονα χ την διατμητική τάση (τ) και άξονα ψ την σχετική μετατόπιση (ε) Η καμπύλη που προκύπτει καθορίζει την διατμητική αντοχή τ max 15

16 Αποτελέσματα - 1 0,7 τ max 0,6 0,5 0,4 τ 0,3 0,2 0, ε% 16

17 Αποτελέσματα - 2 Από τις τρεις δοκιμές τελικώς προκύπτουν τρία ζευγάρια τιμών (σ 1, τ 1max ) (σ 2, τ 2max ) (σ 3, τ 3max ) Όπου σ 1, σ 2, σ 3 οι ορθές τάσεις που εφαρμόζονται αντίστοιχα σε κάθε δοκιμή και τ 1max, τ 2max, τ 3max οι αντίστοιχες διατμητικές αντοχές που υπολογίσαμε 17

18 Αποτελέσματα - 3 Τα τρία ζευγάρια τιμών (σ 1, τ 1max ) (σ 2, τ 2max ) (σ 3, τ 3max ) αποτελούν συντεταγμένες σημείων της περιβάλλουσας θραύσης στο διάγραμμα Mohr Επομένως μπορούμε με αυτά να κατασκευάσουμε την περιβάλλουσα θραύσης για τον γραφικό υπολογισμό των c και φ 18

19 Αποτελέσματα - 4 1,5 τ(kgr/cm 2 ) 1 0,5 φ c 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 σ(kgr/cm 2 ) 19

20 Βιβλιογραφία ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΩΝ ΔΟΚΙΜΩΝ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ, Έκδοση διεύθυνσης ερευνών εδαφών,γενική Γραμματεία Δημοσίων Έργων. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΚΑΙ ΕΠΙ ΤΟΠΟΥ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ, Β. Χρηστάρας, Τεχνικό Επιμελητήριο Ελλάδας ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ασκήσεις και προβλήματα, Γ. Γραμματικόπουλος, Ν. Μάνου, Θ. Χατζηγώγος, Εκδόσεις Αφ. Κυριακίδη 20

21 Τέλος Ενότητας