Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εργαστήριο Εδαφομηχανικής Ενότητα 4η: Όρια Atterberg 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 εισαγωγή στην έννοια της πλαστικότητας των συνεκτικών εδαφών και στην επίδραση της περιεχόμενης υγρασίας στις μηχανικές τους ιδιότητες 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών Δοκιμή ορίου υδαρότητας Δοκιμή ορίου πλαστικότητας 5

6 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 1 Τα συνεκτικά εδάφη (όπου επικρατούν οι ιλύες και οι άργιλοι), ανάλογα με την περιεχόμενη υγρασία αλλάζουν κατάσταση δραματικά Ο λόγος είναι οτι τα συνεκτικά εδάφη κρατάνε το νερό στο εσωτερικό τους, δεν στραγγίζουνε όπως τα χοντρόκοκκα Γι αυτό θεωρούνται πρακτικά αδιαπέρατα 6

7 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 2 Οι μικροσκοπικοί κόκκοι τους, που σχηματίζουν κυψελοειδείς δομές, είναι ηλεκτροστατικά φορτισμένοι Τα δίπολα του νερού έρχονται και κολλάνε πάνω στους κόκκους και το νερό δύσκολα απομακρύνεται Αποτέλεσμα είναι οι μεταβολές όγκου 7

8 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 3 Με αφαίρεση υγρασίας μπορούν να περιέλθουν από μία ρευστή κατάσταση, σε μία κατάσταση σκληρού στερεού με μεγάλη αντοχή Ενδιάμεσα μπορούν να είναι σε μία πλαστική κατάσταση, να μπορούν δηλαδή να παραμορφώνονται μόνιμα (να πλάθονται), χωρίς να θραύονται Επίσης μπορούν να περιέλθουν σε ημιστερεή κατάσταση, που μοιάζει με την πλαστική, αλλά σε αυτή ενώ πλάθονται παρουσιάζουν ρωγμές 8

9 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 4 Ρευστή κατάσταση Πλαστική κατάσταση Ημιστερεή κατάσταση Στερεή κατάσταση 9

10 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 5 Συνεπώς η περιεχόμενη υγρασία στα συνεκτικά εδάφη καθορίζει και τις μηχανικές τους ιδιότητες Δεν ισχύει το ίδιο για τα μη συνεκτικά εδάφη ( όπου επικρατούν οι άμμοι και τα χαλίκια) Η περιεχόμενη υγρασία στα μη συνεκτικά εδάφη δεν επηρεάζει σχεδόν καθόλου τις μηχανικές τους ιδιότητες 10

11 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 6 Οι υγρασίες που αποτελούν τα όρια ανάμεσα στις καταστάσεις αυτές είναι τα όρια Atterberg Συγκεκριμένα το όριο υδαρότητας είναι η περιεχόμενη υγρασία κατά την οποία το έδαφος, αφού χάσει νερό, μεταφέρεται από την υδαρή κατάσταση στην πλαστική Όριο πλαστικότητας είναι η πιο χαμηλή περιεχόμενη υγρασία για την οποία το έδαφος παραμένει πλαστικό 11

12 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 7 Οι υγρασίες που αποτελούν τα όρια ανάμεσα στις καταστάσεις αυτές είναι τα όρια Atterberg Η διαφορά IP = LL LP αποτελεί το δείκτη πλαστικότητας 12

13 Ιδιότητες συνεκτικών εδαφών - 8 Ο δείκτης πλαστικότητας IP εκφράζει το φάσμα των υγρασιών, για τις οποίες το έδαφος παραμένει σε πλαστική κατάσταση Όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο πιό πλαστικό θεωρείται ένα έδαφος Δηλαδή τόσο πιό πολύ νερό κρατάει η άργιλος, συνεπώς έχουμε μεγάλες μεταβολές όγκου Οι μεταβολές όγκου είναι ανεπιθύμητος παράγοντας στα τεχνικά έργα 13

14 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 1 Για τη εύρεση του ορίου υδαρότητας χρησιμοποιείται μεταξύ άλλων η συσκευή Casagrande 14

15 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 2 Παίρνουμε 100 γρ. ξηρού εδάφους τριμμένου και περασμένου από το κόσκινο Νο 40. Αναμιγνύεται το έδαφος με απεσταγμένο νερό μέχρι να έρθει στην πλαστική κατάσταση 15

16 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 3 Απλώνεται στη συσκευή και χαράζεται με το ειδικό εργαλείο, όπως φαίνεται παρακάτω : 16

17 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 4 Ο στρόφαλος της συσκευής στρέφεται με δύο στροφές το δευτερόλεπτο Οι στροφές καταμετρούνται μέχρι που τα δύο τμήματα του εδάφους έρθουν σε επαφή σε μήκος 1,27 cm. Ο αριθμός των στροφών που πραγματοποιήθηκε καταγράφεται 17

18 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 5 Η εργασία αυτή επαναλαμβάνεται σε δύο ακόμα τμήματα του εδάφους μας προσθέτοντας κάθε φορά μικρή ποσότητα νερού (1 3 ml). Γίνεται προσπάθεια ώστε σε κάθε μία από τις δοκιμές να ενώνονται κατά 1,27 cm σε αριθμό κτύπων, που ανήκουν στις παρακάτω περιοχές : 1 η δοκιμή : κτύπους 2 η δοκιμή : κτύπους 3 η δοκιμή : κτύπους 18

19 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 6 Η υγρασία που έχει το έδαφος όταν ενώνεται κατά μήκος 1,27 cm στη συσκευή Casagrande, είναι το όριο υδαρότητας. Σε ένα ημιλογαριθμικό χαρτί, απεικονίζουμε τα ζεύγη των τιμών των κτύπων με τις αντίστοιχες περιεχόμενες υγρασίες. Στον άξονα των τετμημένων τοποθετούμε τον αριθμό των κτύπων και στον άξονα των τεταγμένων τις τιμές των υγρασιών 19

20 Δοκιμή ορίου υδαρότητας - 7 Το όριο υδαρότητας LL αντιστοιχεί στους 25 κτύπους 20

21 Δοκιμή ορίου πλαστικότητας - 1 Παίρνουμε 20 γρ. ξηρού εδάφους τριμμένου και περασμένου από το κόσκινο Νο 40 Αναμιγνύεται το έδαφος με απεσταγμένο νερό μέχρι να έρθει στην πλαστική κατάσταση Δείγμα 8 gr κυλινδρώνεται ανάμεσα στα δάχτυλα και σε γυάλινη πλάκα, με πίεση ώστε να σχηματιστεί ραβδίσκος (μακαρόνι) με ίδια διάμετρο σε όλο το μήκος του 21

22 Δοκιμή ορίου πλαστικότητας - 2 Δείγμα 8 gr κυλινδρώνεται ανάμεσα στα δάχτυλα και σε χαρτί, με πίεση ώστε να σχηματιστεί ραβδίσκος (μακαρόνι) με ίδια διάμετρο σε όλο το μήκος του 22

23 Δοκιμή ορίου πλαστικότητας - 3 Όταν, κάποτε, ο ραβδίσκος θρυμματιστεί σε διάμετρο μεγαλύτερη ή ίση με 3 mm, η διαδικασία σταματάει Η υγρασία που έχει εκείνη τη στιγμή το έδαφος είναι το όριο πλαστικότητας 23

24 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 24

25 Τέλος Ενότητας