ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Ι

Transcript

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΕ. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Ι Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Πτυχιούχος Γεωλόγος Πτυχιούχος Μηχανικός Ορυχείων ΤΕ Πτυχιούχος Μηχανικός Γεωτεχνολογίας & Περιβάλλοντος ΤΕ Μ.Δ.Ε. Περιβαλλοντικός Σχεδιασμός Έργων Υποδομής Δρ. Εμπλουτισμού Μεταλλευμάτων Δρ. Γεωλογίας - Υδρογεωλογίας ΚΟΖΑΝΗ 2014

2 1 ΑΣΚΗΣΗ Για την κατασκευή επιχώματος οδού μήκους 100 m και μέσης διατομής του σχήματος, χρησιμοποιούμε το φυσικό έδαφος λατομείου με εδαφικά χαρακτηριστικά: w=12.5%, e=0.55, γ s =26.5 KN/m 3. Το έδαφος μετά τη συμπύκνωση στο επίχωμα έχει γ d =18.2 KN/m3. H μεταφορά του εδάφους από το λατομείο στο επίχωμα γίνεται με φορτηγά ωφέλιμου φορτίου 30t. Να υπολογιστούν : α) Ο βαθμός κορεσμού S r, τα φαινόμενα βάρη γ d και γ του εδάφους στο λατομείο. β) Ο αριθμός των απαιτούμενων δρομολογίων για τη μεταφορά του εδάφους από το λατομείο στο επίχωμα. γ) Ο όγκος του σκάμματος μετά την μεταφορά του εδαφικού υλικού. (Προαιρετικά, να λυθεί η ίδια άσκηση, όταν η μεταφορά του εδάφους, γίνεται με φορτηγά, χωρητικότητας m 3 ) Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 2

3 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 3

4 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 4

5 2 ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΣΥΝΕΚΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2.1 ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ Ζυγός ακριβείας 0,01 gr και ικανότητας τουλάχιστον 200 gr Ογκομετρικός σωλήνας 200 ml Δοχείο τήξης παραφίνης Παραφίνη ή κερί. 2.2 ΤΡΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Καθαρίζουμε καλά τον ογκομετρικό σωλήνα και τον γεμίζουμε κατά τα 3 / 4 περίπου με αποσταγμένο νερό, καταγράφοντας ακριβώς τη στάθμη του νερού (αρχική ένδειξη). Παίρνουμε ένα κομμάτι του εδαφικού δείγματος βάρους περίπου 100 γραμμαρίων και σχήματος τέτοιου που να χωράει εύκολα στον ογκομετρικό σωλήνα. To ζυγίζουμε με ακρίβεια 0,01 γραμμαρίου και στη συνέχεια το βαπτίζουμε στο δοχείο με τη λειωμένη παραφίνη μέχρις ότου επικαλυφθεί όλη η επιφάνεια του δείγματος με μια λεπτή φλούδα παραφίνης. Στη συνέχεια ζυγίζεται παραφινωμένο το δείγμα και εισάγεται με προσοχή μέσα στον ογκομετρικό σωλήνα με το νερό. Καταγράφουμε κατόπιν τη νέα ένδειξη της στάθμης του νερού (τελική ένδειξη). H διαδικασία αυτή επαναλαμβάνεται δύο-τρεις φορές επί νέου εκάστοτε δείγματος και παίρνουμε μέσο όρο. 2.3 ΤΗΡΗΣΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Από τη διαφορά της αρχικής και τελικής ανάγνωσης, της στάθμης του νερού μέσα στο σωλήνα, βρίσκουμε τον όγκο του παραφινωμένου δείγματος. Απ' αυτόν τον όγκο αφαιρούμε τον όγκο της παραφίνης που βρίσκουμε δια διαιρέσεως του βάρους της με το ειδικό της βάρος. Έτσι προσδιορίζεται ο όγκος του εδαφικού δείγματος Με διαίρεση του βάρους του εδάφους με τον όγκο του, βρίσκουμε το φαινόμενο βάρος. Κατά την τήρηση στοιχείων και τους υπολογισμούς, σκόπιμο είναι να τηρείται ένας πίνακας όπως αυτός που ακολουθεί: Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 5

6 A Β Γ Δ Ε Ζ Βάρος υγρού εδάφους + παραφίνης Βάρος υγρού εδάφους Βάρος παραφίνης (Γ = Α-Β) Ειδικό βάρος παραφίνης Όγκος παραφίνης (Γ/Δ) Τελική ανάγνωση στάθμης ύδατος (g) (g) (g) 3.10 (gr/cm 3 ) 0.89 (cm 3 ) 3.48 (cm 3 ) H Αρχική ανάγνωση στάθμης ύδατος (cm 3 ) Θ I Όγκος εδάφους + παραφίνης (Θ = Ζ-Η) Όγκος εδάφους (I = Θ-Ε) (cm 3 ) (cm 3 ) Κ Φαινόμενο βάρος (Β/Ι) (gr/cm 3 ) Παρουσίαση αποτελεσμάτων Δίνεται το φαινόμενο βάρος σε gr/cm3 με δύο δεκαδικά ψηφία. 2.5 Βιβλιογραφία E. Manual Αντίστοιχες ξένες προδιαγραφές: A.A.S.H.T.O. T147 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 6

7 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 3 ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΟΤΥΠΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΟΚΙΜΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΩΝ ΚΑΙ ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΩΝ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΏΝ ΞΗΡΗ ΜΕΘΟΔΟΣ 3.1 Σκοπός 1.1. Η μέθοδος αυτή περιλαμβάνει την διαδικασία για τον προσδιορισμό της κατανομής των διαφόρων μεγεθών κόκκων σε λεπτόκοκκα και χονδρόκοκκα αδρανή υλικά, με τη χρησιμοποίηση κοσκίνων τετραγωνικών οπών. Επίσης η μέθοδος είναι εφαρμόσιμη και για τη χρησιμοποίηση Εργαστηριακών κοσκίνων κυκλικών οπών. Η μέθοδος αυτή, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κοκκομετρική ανάλυση αδρανών υλικών, που ανακτήθηκαν από ασφαλτικά μίγματα ή για την κοκκομετρική ανάλυση ορυκτής παιπάλης. 3.2 Εργαστηριακός εξοπλισμός Ο εργαστηριακός εξοπλισμός πρέπει να αποτελείται από τα παρακάτω: Ζυγός. Ο ζυγός πρέπει να είναι ευαισθησίας 0.1% του βάρους του δείγματος που εξετάζεται. Κόσκινα. Τα πλέγματα των κοσκίνων τετραγωνικών οπών, πρέπει να είναι προσαρμοσμένα σε στερεά πλαίσια κατασκευασμένα κατά τρόπο, που να αποφεύγεται απώλεια υλικού κατά το κοσκίνισμα. Πρέπει επίσης να εκλέγονται κόσκινα κατάλληλων διαστάσεων, για την παροχή των πληροφοριών που απαιτούνται από τις προδιαγραφές που αναφέρονται στο υλικό που εξετάζεται. Τα κόσκινα με συρμάτινο πλέγμα να είναι σύμφωνα με τις Πρότυπες Προδιαγραφές κόσκινων για δοκιμές (A.A.S.H.T.O. Μ-92). Σημείωση: Αν χρησιμοποιούνται κόσκινα κυκλικών οπών από διάτρητα ελάσματα, τα ανοίγματα πρέπει να συμφωνούν με τις διαστάσεις που εφαρμόζονται και τις ανοχές που περιγράφονται στις Πρότυπες Προδιαγραφές κόσκινων για δοκιμές (A.A.S.H.T.O. L-92). Κλίβανος. Ο κλίβανος πρέπει να είναι ικανός να διατηρεί σταθερή θερμοκρασία 110 C. 3.3 Δείγματα Τα δείγματα για κοκκομετρική ανάλυση πρέπει να παίρνονται από τα προς εξέταση υλικά με τη χρησιμοποίηση συσκευής διαχωρισμού δειγμάτων ή με τη μέθοδο του τετραμερισμού. Λεπτόκοκκο αδρανές υλικό που παίρνεται σαν δείγμα με τη μέθοδο του τετραμερισμού, πρέπει να αναμιγνύεται καλά και να είναι ελαφρώς υγρό. Το δείγμα που εξετάζεται πρέπει να έχει κατά προσέγγιση το επιθυμητό βάρος και να είναι το τελικό αποτέλεσμα εφαρμογής της μεθόδου δειγματοληψίας. Η εκλογή δειγμάτων με βάρος που να καθορίζεται με ακρίβεια από προηγούμενα, πρέπει να αποφεύγεται. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 7

8 Τα δείγματα λεπτόκοκκου αδρανούς υλικού, για κοκκομετρική ανάλυση, πρέπει μετά την ξήρανση να έχουν κατά προσέγγιση τα βάρη που αναφέρονται πιο κάτω. Υλικό με κατ' ελάχιστο 95% διερχόμενο του κόσκινου No8 (2380 μ.):500 g. Υλικό με κατ' ελάχιστο 90% διερχόμενο του κόσκινου No4 (4760 μ.) και περισσότερο των 5% συγκρατούμενο στο κόσκινο No 8:500 g. Τα δείγματα χονδρόκοκκου αδρανούς υλικού για κοκκομετρική ανάλυση πρέπει να έχουν βάρη, μετά την ξήρανση, όχι μικρότερα αυτών που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα: (I) Για δείγματα που ζυγίζουν 5000 gr ή περισσότερο, συνιστάται η χρησιμοποίηση κοσκίνων που έχουν διάμετρο πλαισίου (περίπου 40 cm) ή μεγαλύτερη. Ονομαστικό Μέγιστο Μέγεθος Κόκκου σε cm Ελάχιστο Βάρος Δείγματος σε gr (I) Στην περίπτωση μιγμάτων λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων αδρανών, το υλικό πρέπει να διαχωρίζεται με το κόσκινο Nο 4 (4760 μ.) σε δύο μεγέθη και τα δείγματα λεπτόκοκκων και χονδρόκοκκων αδρανών υλικών πρέπει να προετοιμάζονται σύμφωνα με τις παραγράφους 3.2 και 3.3. Στην περίπτωση λεπτόκοκκου αδρανούς υλικού, το υλικό που είναι λεπτότερο του κόσκινου No 200 (74 μ.) πρέπει να προσδιορίζεται σύμφωνα με τη Πρότυπη Μέθοδο Προσδιορισμού της Ποσότητας Υλικού Λεπτότερου του κόσκινου No 200 σε Αδρανή Υλικά και η κοκκομετρική ανάλυση να εκτελείται στο υλικό που είναι χονδρότερο του κόσκινου No 200 (74 μ.). 3.4 Προετοιμασία δείγματος Τα δείγματα πρέπει κατ' αρχήν να εξετάζονται σύμφωνα με την Πρότυπη Μέθοδο Προσδιορισμού υλικού λεπτότερου του κόσκινου No 200 στα Αδρανή με πλύση. Η διαδικασία αυτή μπορεί να παραλειφθεί με την προϋπόθεση ότι δεν απαιτείται η συνολική ποσότητα του υλικού του λεπτότερου του κόσκινου No 200, και ότι απαιτήσεις ακριβείας της κοκκομετρικής Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 8

9 ανάλυσης δεν απαιτούν πλύση των κόκκων. Όλα τα δείγματα πρέπει να ξηραίνονται ουσιαστικά μέχρι σταθερού βάρους σε θερμοκρασία που να μην υπερβαίνει τους 110 C. 3.5 Τρόπος εργασίας Το δείγμα πρέπει να διαχωρίζεται σε σειρά μεγεθών με τη χρησιμοποίηση εκείνων των κοσκίνων τα οποία είναι αναγκαία για να διαπιστωθεί κατά πόσο το υλικό που εξετάζεται είναι μέσα στις Προδιαγραφές. To κοσκίνισμα πρέπει να γίνεται με πλευρικές και κατακόρυφες κινήσεις του κόσκινου, και να συνοδεύεται από τραντάγματα, ώστε το δείγμα να είναι σε συνεχή κίνηση, πάνω στην επιφάνεια του κόσκινου. Σε καμιά περίπτωση δεν επιτρέπεται τεμάχια του δείγματος να περιστρέφονται ή να πιέζονται στο κόσκινο με τα χέρια. Το βάρος κάθε κλάσματος πρέπει να προσδιορίζεται με ζυγό σύμφωνα με τις απαιτήσεις της παραγράφου 2.1. Αν ζητείται η ολική ποσότητα του υλικού του λεπτότερου του κόσκινου No 200, αυτή πρέπει να προσδιορίζεται και με την πρόσθεση του βάρους του υλικού που διέρχεται από το κόσκινο No 200, κατά το ξηρό κοσκίνισμα στο ποσοστό που διέρχεται με την πλύση όπως προσδιορίζεται με την υγρή μέθοδο. 3.6 Παρουσίαση αποτελεσμάτων Τα αποτελέσματα της κοκκομετρικής ανάλυσης πρέπει να αναφέρονται ως εξής: (α) με τα ολικά % ποσοστά που διέρχονται από κάθε κόσκινο, ή (β) με τα ολικά % ποσοστά που συγκρατούνται σε κάθε κόσκινο, ή (γ) με τα % ποσοστά που συγκρατούνται μεταξύ των διαδοχικών κόσκινων, ανάλογα με τον τύπο των προδιαγραφών για τη χρησιμοποίηση του υλικού που εξετάζεται. Τα ποσοστά πρέπει να αναφέρονται στρογγυλεμένα με τον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό, με εξαίρεση το ποσοστό που διέρχεται από το κόσκινο No 200, το οποίο πρέπει να αναφέρεται με προσέγγιση 0,1%. Τα ποσοστά πρέπει να υπολογίζονται με βάση το ολικό βάρος του δείγματος, συμπεριλαμβανομένου και του υλικού του λεπτότερου του κόσκινου No Βιβλιογραφία A.A.S.H.T.O. Τ-27 Earth Manual Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 9

10 Διαμέτρος κοσκίνων U.S.S.- A.S.T.M. Designations Αριθμός κόσκινου Χιλιοστά mm ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΔΟΚΙΜΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΓΚΗΣ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗΣ ΕΔΑΦΟΥΣ Έντυπο καταγραφής μετρήσεων και υπολογισμών Ίντσες in Βάρος κόσκινου W K gr Βάρος κόσκινου + έδαφος W K+E gr Μερικά συγκρατούμενο έδαφος W ΜΣ gr Ολικά συγκρατούμενο έδαφος W ΟΣ gr Συγκρατούμενο ποσοστό εδάφους W Σ % Διερχόμε νο ποσοστό εδάφους Σειρά για χονδρόκοκκα εδάφη W Δ % / /4" / / Σειρά για λεπτόκοκκα εδάφη 3 ή (1/4") , ί Μερινό σύνολο W ΟΣ Υποδοχέας ( παιπάλη ) Γενικό σύνολο W ΟΒ Τυπολόγιο W Κ+Ε -W K = W ΜΣ W ΟΣ : =ΣW ΜΣ W Σ = W ΟΣ 100/W ΟΒ W Δ = 100- W Σ Παρατηρήσεις: Έργο: Δείγμα: Βάρος καψας Γεώτρηση: Δοκιμή: Βάρος καψας + εδάφους: Βάθος: Φύλλο: Βάρος εδάφους: Εργαστ/κός: Ημερομηνία: Έλεγχος: Αριθ. Εντύπου: 2 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 10

11 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 11

12 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 4 ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΟΡΙΟΥ ΥΔΑΡΟΤΗΤΑΣ 4.1 Εισαγωγή To όριο υδαρότητας εδάφους αντιστοιχεί εξ ορισμού στην υγρασία στην οποία το έδαφος μεταβαίνει από την πλαστική στην υδαρή κατάσταση, όπως αυτή προσδιορίζεται από τη δοκιμή του ορίου υδαρότητας. 4.2 Εργαστηριακός εξοπλισμός Κάψα από πορσελάνη διαμέτρου περίπου 120 mm. Σπαθίδα ή μικρό μαχαίρι με λεπίδα μήκους περίπου 80 mm και πλάτους 20 mm. Συσκευή ορίου υδαρότητας. Μηχανική συσκευή που συνίσταται από ένα ορειχάλκινο κύπελλο και μία βάση που είναι κατασκευασμένη, σύμφωνα με το σχέδιο και τις διαστάσεις που φαίνονται στο Σχ. 1. Όργανο χαράξεως συνδυασμένο με μετρητή στο πίσω μέρος σύμφωνα με τις εμφαινόμενες στο Σχ. 1 διαστάσεις. Υποδοχείς γυάλινοι που παρεμποδίζουν την απώλεια υγρασίας κατά τη ζύγιση. Ζυγός με ευαισθησία 0,01 g. 4.3 Μηχανική μέθοδος Προκαταρκτικές εργασίες Παίρνουμε δείγμα βάρους περίπου 100 g από το κλάσμα του υλικού, που έχει καλά αναμιχθεί και διέρχεται από το κόσκινο No 40. Η συσκευή του ορίου υδαρότητας πρέπει να επιθεωρείται για να διαπιστωθεί η καλή κατάσταση λειτουργίας, ότι δεν έχει επέλθει φθορά στον πείρο που συγκρατεί το κύπελλο, ότι είναι σφιγμένοι οι κοχλίες σύνδεσης του κυπέλλου και ότι δεν έχει χαραχθεί το κύπελλο, λόγω μακράς χρήσης. Με τον μετρητή που υπάρχει στο πίσω μέρος του οργάνου χαράξεως ρυθμίζουμε το ύψος στο οποίο θα ανυψώνεται το κύπελλο έτσι ώστε το σημείο του κυπέλλου που έρχεται σ' επαφή με την βάση της συσκευής να είναι ακριβώς 1 εκατ. πάνω από τη βάση. Στη συνέχεια σταθεροποιούμε την πλάκα ρυθμίσεως Η (Σχ. 1) σφίγγοντας τους κοχλίες I (Σχ.1). Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 12

13 Με τον μετρητή ακόμη στη θέση' ελέγχουμε την ρύθμιση περιστρέφοντας τον στρόφαλο μερικές φορές. Εάν η ρύθμιση είναι καλή θα ακούγεται ένας ελαφρύς ήχος, όταν η προεξοχή του στροφάλου εφάπτεται της προεξοχής του κυπέλλου. Εάν το κύπελλο ανυψώνεται ή δεν ακούγεται ο ελαφρύς ήχος πρέπει να γίνει ξανά η ρύθμιση Τρόπος εργασίας Τοποθετούμε το δείγμα εδάφους μέσα σε μια κάψα και ρίχνουμε cm 3 απεσταγμένου νερού. Ανακατεύουμε πάρα πολύ καλά με την σπαθίδα (σπάτουλα) μέχρις ότου κατανεμηθεί ομοιόμορφα το νερό στο δείγμα. Παραπάνω προσθήκη νερού γίνεται σε ποσότητα 1-3 cm και επακολουθεί η ανάμιξη ως ανωτέρω, πριν προστεθεί, αν χρειαστεί, άλλη ποσότητα νερού. Κατόπιν το δείγμα τοποθετείται στον υγραντήρα επί 30 min για ωρίμανση. Στην συνέχεια παίρνουμε μέρος της ομοιόμορφης πηκτής μάζας και την τοποθετούμε στο Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 13

14 κύπελλο της συσκευής και στο μέρος πάνω από το σημείο που ακουμπά το κύπελλο στη βάση της συσκευής. Απλώνεται το υλικό με τη βοήθεια της σπαθίδας (σπάτουλα) καταβάλλοντας προσπάθεια να μη εγκλείσουμε φυσαλίδες μέσα στο δείγμα. Μετά την ισοπέδωση το μεγαλύτερο βάθος του δείγματος πρέπει να είναι 1cm. Το επί πλέον έδαφος απομακρύνεται. Το εντός του κυπέλλου έδαφος διαιρείται με μια σταθερή διαδρομή του οργάνου χαράξεως κατά μήκος της διαμέτρου που διέρχεται από το μέσο του στηρίγματος του κυπέλλου, έτσι ώστε να σχηματιστεί καθαρή και απότομη χαραγή καταλλήλων διαστάσεων. Προς αποφυγή δημιουργίας σχισμών επί των πλευρών της χαραγής ή ολισθήσεως του εδάφους, επιτρέπονται μέχρι έξη (6) τέτοιοι χειρισμοί. Το βάθος της χαραγής πρέπει να αυξάνει με κάθε χειρισμό, στο τέλος δε πρέπει να φαίνεται ο πυθμένας του κυπέλλου. Με περιστροφή του στροφάλου F (σχ. 1) με ταχύτητα δύο στροφών ανά δευτερόλεπτο, ανυψώνεται και πέφτει το κύπελλο με το παρασκεύασμα. μέχρις ότου οι δύο πλευρές του δείγματος ενωθούν στον πυθμένα της χαραγής και σε μήκος 12,7 χιλιοστά περίπου. Αναγράφεται ο αριθμός των κτύπων που χρειάστηκαν για να κλείσει έτσι η χαραγή. Όταν περιστρέφεται ο στρόφιλος η συσκευή πρέπει να κρατιέται με το άλλο χέρι. Τμήμα εδάφους, ίσο περίπου με το πλάτος της σπαθίδος, εκτεινόμενο από άκρο σε άκρο του πλακούντος του εδάφους, κάθετα προς τη χαραγή και περιλαμβάνοντας το μέρος της χαραγής που ενώθηκε το έδαφος, τοποθετείται σε κατάλληλο γυάλινο υποδοχέα, ζυγίζεται και ξηραίνεται μέχρι σταθερού βάρους σε κλίβανο θερμοκρασίας 110 C και ζυγίζεται πάλι. Καταγράφεται το ξηρό βάρος, ως επίσης και το νερό που έχασε, κατά την ξήρανση. Η πιο πάνω διαδικασία, επαναλαμβάνεται σε δύο τουλάχιστον επί πλέον τμήματα του δείγματος, στα οποία έχει προστεθεί αρκετό νερό για να γίνει το δείγμα περισσότερο ρευστό. Ο σκοπός της διαδικασίας αυτής είναι η επίτευξη δειγμάτων τέτοιας συστάσεως, ώστε να γίνεται τουλάχιστον ένας προσδιορισμός σε κάθε μία από τις ακόλουθες τρεις περιοχές κτύπων: 23-35, 20-30, Τήρηση στοιχείων Η περιεκτικότητα σε νερό βρίσκεται όπως αναφέρεται στην προδιαγραφή προσδιορισμού φυσικής υγρασίας εδάφους. Στη συνέχεια επί ημιλογαριθμικού διαγράμματος σχηματίζεται η καμπύλη ροής, που παριστά τη σχέση μεταξύ περιεχόμενης υγρασίας και αντίστοιχου αριθμού κτύπων, με τα ποσοστά υγρασίας σαν τετμημένες στην γραμμική κλίμακα και των αριθμών κτύπων ως τεταγμένες, στην λογαριθμική κλίμακα. Η καμπύλη ροής θα σχεδιάζεται ως ευθεία γραμμή όσον δυνατόν πλησιέστερα προς τα τρία υποτυπωθέντα σημεία. Το ποσοστό υγρασίας που αντιστοιχεί στην καμπύλη ροής με την τεταγμένη των 25 κτύπων λαμβάνεται σαν όριο υδαρότητας. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 14

15 Περιεκτικότητα σε νερό We % ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Έντυπο προσδιορισμού ορίου Υδαρότητας W L Αριθμός κτύπων Δοκιμή ορίου υδαρότητας Συμβ. Δ.1 Δ.2 Δ.3 Δ.1 Δ.2 Δ.3 Αριθμός υποδοχέα N 0 Αριθμός κτύπων N i Βάρος εδάφους υγρό + απόβαρο W 1 Βάρος εδάφους ξηρό + απόβαρο W 2 Απόβαρο W T Βάρος νερού W w Βάρος ξηρού εδάφους W d Περιεκτικότητα σε νερό W e % W e % Υπολογισμός ορίου υδαρότητας Περιεκτικότητα σε νερό W e =(W w -W d )*100 w e Όριο υδαρότητας % Τομή ευθείας ροής και ευθείας Ν 25 κτύπων. W L Όριο πλαστικότητας % W P = μέση τιμή w e % Δείκτης πλαστικότητας I P = (W l - W p ) Δείκτης υδαρότητας Δείκτης συνεκτικότητας Ν Εμπειρικός τύπος υπολογισμού ορίου συρρίκνωσης. I L = (W e - W p )/I P I C = (W l - W e )/I p W = (W l *Ip)% Παρατηρήσεις: Έργο: Δείγμα: Γεώτρηση: Δοκιμή: Βάθος Φύλλο: Εργαστ/κός: Ημερομηνία Έλεγχος: Αρ. Εντύπου: Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 15

16 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 5 ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ TOY ΟΡΙΟΥ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ TOY ΔΕΙΚΤΗ ΠΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ 5.1 Εισαγωγή To όριο πλαστικόχητας εδάφους αντιστοιχεί, εξ ορισμού, στο χαμηλότερο ποσοστό υγρασίας, στο οποίο το έδαφος μεταβαίνει από την πλαστική στην ημιστερεά κατάσταση και μπορεί να κυλινδρωθεί σε ραβδίσκο διαμέτρου 3 mm, χωρίς ο ραβδίσκος να θραύεται. 5.2 Εξοπλισμός Ο εργαστηριακός εξοπλισμός θα αποτελείται: Κάψα από πορσελάνη διαμέτρου περίπου 120 mm. Σπαθίδα ή σπάτουλα με λεπίδα μήκους 80 mm περίπου και πλάτους 20 mm περίπου. Επιφάνεια για την κυλίνδρωση: Γυάλινη πλάκα σμυριδωμένη ή κομμάτι ομαλού και αστίλβωτου χαρτιού για κυλίνδρωση του δείγματος. Υποδοχείς. Κατάλληλοι υποδοχείς, ώστε να προσαρμόζονται, ύαλοι ωρολογίου για την πρόληψη απώλειας υγρασίας κατά την διάρκεια της ζυγίσεως. Κλίβανος θερμοκρασίας 110 C. Ζυγός ευαισθησίας 0,001 g. 5.3 Τρόπος εργασίας Λαμβάνεται ποσότητα εδάφους περίπου 20 g από μέρος του υλικού που έχει αναμιχθεί καλά, του διερχομένου από το κόσκινο No 40 (425 μικρά). Τοποθετείται το έδαφος, που έχει ξηρανθεί στον αέρα, μέσα σε κάψα από πορσελάνη και αναμιγνύεται καλά με απεσταγμένο νερό μέχρι που η μάζα καταστεί αρκετά πλαστική ώστε να μορφώνεται εύκολα σε βώλο. Σαν δείγμα δοκιμής λαμβάνεται μέρος του βώλου αυτού βάρους 8 g περίπου. Συμπιέζεται και μορφώνεται το δείγμα δοκιμής των 8 g σε μάζα ελλειψοειδούς σχήματος. Η μάζα αυτή κυλινδρώνεται μεταξύ των δακτύλων και της σμυριδωμένης γυάλινης πλάκας ή του κομματιού χαρτιού που βρίσκεται πάνω σε ομαλή οριζόντια επιφάνεια, με την ακριβώς απαιτούμενη πίεση ώστε να κυλινδρωθεί η μάζα σε ραβδίσκο ομοιόμορφου διαμέτρου σε όλο το μήκος του. Ο αριθμός κυλινδρώσεως πρέπει να είναι μεταξύ κινήσεων ανά λεπτό, υπολογιζόμενης της κινήσεως σαν μία πλήρη κίνηση του χεριού προς τα εμπρός και προς τα πίσω στη θέση εκκινήσεως. Όταν η διάμετρος του ραβδίσκου καταστεί 3 mm, o ραβδίσκος θραύεται ξανά σε έξη ή οκτώ τεμάχια. Συμπιέζονται τα τεμάχια μαζί μεταξύ των αντιχείρων και των δακτύλων και των δύο χεριών προς ομοιόμορφη μάζα, χονδρικά Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 16

17 ελλειψοειδούς σχήματος και επαναλαμβάνεται η κυλίνδρωση. Η εναλλαγή συνεχίζεται με κυλίνδρωση σε ραβδίσκο διαμέτρου 3 mm, με συλλογή (συνένωση), με αναζύμωση και επανακυλίνδρωση, μέχρι που ο ραβδίσκος θρυμματισθεί με την απαιτούμενη για την κυλίνδρωση πίεση και το έδαφος δεν μπορεί πλέον να κυλινδρωθεί σε ραβδίσκο. Ο θρυμματισμός μπορεί να επέλθει όταν ο ραβδίσκος έχει διάμετρο μεγαλύτερη από 3 mm. Αυτό πρέπει να θεωρηθεί ικανοποιητικό σημείο περατώσεως, με τον όρο ότι το έδαφος κυλινδρώθηκε προηγουμένως σε ραβδίσκο διαμέτρου 3 mm. Συγκεντρώνονται μαζί τα μέρη του θραυσθέντος εδάφους και τοποθετούνται μέσα σε κατάλληλο προζυγισμένο υποδοχέα. Ο υποδοχέας με το έδαφος ζυγίζεται και καταγράφεται το βάρος. Το έδαφος που είναι μέσα στον υποδοχέα, ξηραίνεται σε κλίβανο μέχρι σταθερού βάρους, σε θερμοκρασία 110 C και ζυγίζεται. Το βάρος αυτό καταγράφεται. Η απώλεια βάρους αναφέρεται στο βάρος ύδατος. Ο προσδιορισμός του ορίου υδαρότητας προκύπτει σαν ο μέσος όρος τριών (3) δοκιμών. 5.4 Παρουσίαση αποτελεσμάτων To όριο πλαστικότητας υπολογίζεται σαν το ποσοστό επί τοις εκατό (%) του νερού, κατά βάρος, που περιέχεται στους ραβδίσκους των 3 mm που ξηράθηκαν στον κλίβανο μέχρι σταθερού βάρους, ως εξής: Όριο πλαστικότητας = Βάρος Νερού/Βάρος εδάφους που ξηράνθηκε στον κλίβανο X 100 Ο δείκτης πλαστικότητας εδάφους υπολογίζεται σαν η διαφορά μεταξύ του ορίου υδαρότητας και του ορίου πλαστικότητας, ως εξής: Δείκτης πλαστικότητας = Όριο Υδαρότητας Όριο Πλαστικότητας Η διαφορά που αναγράφεται από τον υπολογισμό της παραγρ αναφέρεται ως «δείκτης πλαστικότητας», με εξαίρεση τις εξής περιπτώσεις: Όταν το όριο υδαρότητας ή το όριο πλαστικότητας δεν μπορούν να προσδιοριστούν, αναφέρεται ο δείκτης πλαστικότητας σαν Ν Ρ (μη πλαστικό). Όταν το έδαφος είναι εξαιρετικά αμμώδες, η δοκιμή για το όριο πλαστικότητας πρέπει να εκτελείται πριν από το όριο υδαρότητας. Αν το όριο πλαστικότητας δεν μπορεί να προσδιοριστεί, αναφέρονται και το όριο υδαρότητας και το όριο πλαστικότητας σαν Ν Ρ (μη πλαστικό). Όταν το όριο πλαστικότητας είναι ίσο ή μεγαλύτερο από το όριο υδαρότητας, αναφέρεται ο δείκτης πλαστικότητας σαν Ν P. Το όριο πλαστικότητας και ο δείκτης πλαστικότητας εκφράζονται στρογγυλεμένοι στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό. Για υλικά με δείκτη πλαστικότητας μικρότερο του 10 εκφράζονται με ακρίβεια Βιβλιογραφία A.A.S.H.T.O. Τ-90/61 Δοκιμές εδάφους για Μηχανικούς από τον William Lambe Ε. Manual A.S.T.M. D Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 17

18 ΔΟΚΙΜΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΝΕΡΟ ΕΝΟΣ ΕΔΑΦΟΥΣ ΚΑΙ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΙ ΟΡΙΩΝ ATTERBERG Έντυπο καταγραφής μετρήσεων αποτελεσμάτων και υπολογισμών Ζυγίσεις Έδαφος 1 Έδαφος 2 Περιεκτικότητα σε νερό w e Συμβ. Δ. 1 Δ. 2 Δ. 3 Δ. 1 Δ. 2 Δ. 3 Αριθμός υποδοχέα Ν Βάρος εδάφους υγρό +απόβαρο W 1 Βάρος εδάφους ξηρό +απόβαρο W 2 Απόβαρο Βάρος νερού Βάρος ξηρού εδάφους W T W w W d Περιεκτικότητα σε νερό W e % W e % Μέση τιμή W e % W e % Δοκιμή ορίου πλαστικότητας W P Συμβ. Δ. 1 Δ. 2 Δ. 3 Δ. 1 Δ. 2 Δ. 3 Αριθμός υποδοχέα Ν Βάρος εδάφους ξηρό +απόβαρο W 1 Βάρος εδάφους ξηρό +απόβαρο W 2 Απόβαρο Βάρος νερού Βάρος ξηρού εδάφους W T W w W d Περιεκτικότητα σε νερό w e % W e % Μέση τιμή w e % W e % Υπολογισμός ορίου υδαρότητας Περιεκτικότητα σε νερό W e =(W w -W d )*100 W e Όριο υδαρότητας % Τομή ευθείας ροής και ευθείας Ν 25 κτύπων. W L Όριο πλαστικότητας % W P = μέση τιμή w e % Δείκτης πλαστικότητας I P = (W l - W p ) Δείκτης υδαρότητας Δείκτης συνεκτικότητας Ν Εμπειρικός τύπος υπολογισμού ορίου συρρίκνωσης. I L = (W e - W p )/I P I C = (W l - W e )/I p W = (W l *Ip)% Παρατηρήσεις: Έργο: Δείγμα: Γεώτρηση: Δοκιμή: Βάθος Φύλλο: Εργαστ/κός: Ημερομηνία Έλεγχος: Αρ. Εντύπου: 5 'Έλεγχος: Αριθ. Εντύπου: 5 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 18

19 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 6 ΑΣΚΗΣΗ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕ ΤΗ ΣΥΣΚΕΥΗ ΔΟΚΙΜΗΣ CM 6.1 Αρχή λειτουργίας Το περιεχόμενο νερό εντός του δοκιμίου, αντιδρά με ανθρακασβέστιο και σχηματίζει ασετιλίνη. Αυτό προκαλεί αύξηση πιέσεως στη συσκευή δοκιμής CM. Το περιεχόμενο νερό προσδιορίζεται από την αύξηση πιέσεως στο όργανο. 6.2 Δειγματοληψία Λαμβάνεται αντιπροσωπευτικό δείγμα από το υπό εξέταση υλικό. Για δοκίμια ορόφων και πατωμάτων χρησιμοποιείται σπυρί και λεπίδα. Όλα τα δοκίμια πρέπει να θρυμματίζονται μέσα στο ιγδίο. 6.3 Ζύγιση δοκιμίων Το θρυμματισμένο δοκίμιο ζυγίζεται μέσα στον κύλινδρο CM χρησιμοποιώντας το χειροζυγό που εσωκλείεται. Οι ζυγοί είναι αιωρούμενοι από την προσαρμοσμένη χειρολαβή. Το κάλυμμα του κιβωτίου μπορεί να λειτουργήσει ως αντιανεμική προστασία. Το βάρος του δοκιμίου εξαρτάται από το περιεχόμενο νερό. Πίνακας 6.1 Βάρος δοκιμίου συναρτήσει του περιεχόμενου νερού Θεωρητικό περιεχόμενο νερό έως 1,5% έως 3% έως 7,5% έως 15% έως 30% έως 50% Βάρος δοκιμίου σε gr 100 g 50 g 20 g 10 g 5g 3g Προσδιορισμός υγρασίας Το ζυγισμένο δοκίμιο τοποθετείται στον κύλινδρο CM, με χρήση φύλλου χάρτου με πτυχή, προσέχοντας να μη χαθεί καμιά ποσότητα από το υπό δοκιμή υλικό. Ένα φιαλίδιο ανθρακασβεστίου αδειάζεται προσεκτικά μέσα στον κύλινδρο CM, ο οποίος κλείνεται στην συνέχεια με τη μανομετρική κεφαλή. Το φιαλίδιο σπάζεται δονώντας το δυνατά στον κλειστό κύλινδρο. Το δοκίμιο και το ανθρακασβέστιο αναμιγνύεται (για τουλάχιστον 5 λεπτά) περιστρέφοντας τον κύλινδρο. Μετά από λεπτά της ώρας το μανόμετρο δείχνει την τελική πίεση, η οποία καταγράφεται. Η περιεχόμενη υγρασία μπορεί να προσδιοριστεί με τη βοήθεια του πίνακα 2. Εάν το μανόμετρο έχει ένδειξη μικρότερη από 0,2 bar τότε για την εκτέλεση της δοκιμής απαιτείται μικρότερο δοκίμιο. 6.4 Καθαρισμός συσκευής Αφού ολοκληρώσετε τη δοκιμή, ανοίγετε τον κύλινδρο προσεκτικά από τη μία πλευρά και το περιεχόμενο μίγμα αερίων (ασετιλίνης) διαφεύγει πολύ αργά. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 19

20 Το κάπνισμα και η παρουσία φλόγας απαγορεύεται κατά τη διάρκεια των εργασιών αυτών. Στη συνέχεια αδειάζετε το περιεχόμενο και ο κύλινδρος καθαρίζεται χωρίς νερό με τη βοήθεια βούρτσας. Προσοχή πρέπει να δίνεται κατά τη διάρκεια του αδειάσματος καθώς ο κύλινδρος περιέχει σπασμένα γυαλιά, υδροξείδιο του ασβεστίου και ίχνη ανθρακασβεστίου. Προετοιμασία δείγματος. Το δοκίμιο πρέπει να θρυμματίζεται όσο το δυνατό ομοιόμορφα και λεπτόκοκκα. Έτσι πραγματοποιείται γρήγορα η αντίδραση με το ανθρακασβέστιο. Για το λόγο αυτό προτείνεται ο θρυμματισμός σε ιγδίο. Ο θρυμματισμός με θραυστήρα δεν αναδεικνύεται συνήθως γιατί εγκυμονεί κινδύνους θερμότητας και απώλεια περιεχόμενου νερού. Η μετακίνηση του δοκιμίου μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα ειδικά όταν τα συστατικά του σκυροδέματος περιέχουν χονδρόκοκκη άμμο. Υπό αυτές τις συνθήκες με επαναλαμβανόμενες δοκιμές μπορεί να εντοπισθεί η διαφοροποίηση του προσδιορισμού. Είναι δυνατό, σε ορισμένες περιπτώσεις, να απομακρυνθούν οι χονδροί κόκκοι με κοσκίνισμα έως ότου δεν περιέχουν «ελεύθερο» νερό. 6.5 Ζυγός Ο ζυγός είναι ελαφριάς κατασκευής. Είναι κατασκευασμένος για ζυγίσεις μικρών ποσοτήτων (3-5 g) και είναι πολύ ευαίσθητος. Συνεπώς είναι ευαίσθητος σε εξωτερικές επιδράσεις, ιδιαίτερα του αέρα. Για το λόγο αυτό προτείνεται η χρήση του σε χώρο όπου δεν υπάρχουν ρεύματα αέρος. Σε άλλη περίπτωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί το σκέπασμα του κιβωτίου ως αντιανέμιο. Το ανώτατο όριο ζυγίσεως είναι 25g. Δείγματα των 50g ή 100g μπορεί να ζυγιστούν τμηματικά. Τα δείγματα ζυγίζονται στο δίσκο ζύγισης και έπειτα αδειάζονται σε φύλλα χάρτου με πτυχή, με τη βοήθεια του οποίου μπορεί να μετακομιστούν στον κύλινδρο CM. 6.6 Φιαλίδια ανθρακασβεστίου. Κάθε φιαλίδιο περιέχει 5,5-7,0g ανθρακασβεστίου. Αυτή η ποσότητα είναι ικανή να προσδιοριστεί την παρουσία 1,5 2g νερού. Με αυτή την ποσότητα ανθρακασβεστίου εμφανίζεται μια μέγιστη πίεση 2,0 bar στον κύλινδρο. Αυτή η τιμή πίεσης δεν πρέπει να επιτυγχάνεται για λόγους ασφαλείας. Η αντίδραση του ανθρακασβεστίου με το νερό παράγει ένα μίγμα αερίου ασετιλίνης στο εκρηκτικό εύρος του κυλίνδρου CM. Γι αυτό το λόγο όλες οι πηγές ανάφλεξης πρέπει να απομακρυνθούν πριν από τη διαδικασία αδειάσματος του κυλίνδρου. Προτείνεται, εάν είναι δυνατό, το άνοιγμα του κυλίνδρου σε ανοιχτό χώρο. 6.7 Προσδιορισμός περιεχόμενης υγρασίας. Το νερό αντιδρά πολύ γρήγορα με το ανρακασβέστιο. Εάν το νερό βρίσκεται «ελεύθερο» σε καθαρή μορφή η τελική τιμή λαμβάνεται μετά από δύο (2) λεπτά της ώρας. Για δοκιμές σε οικοδομικά υλικά ή άλλα χονδρόκοκκα υλικά χρειάζεται περισσότερος χρόνος για την απορρόφηση του νερού από τη δομή των κόκκων και υπολογίζεται γύρω στα λεπτά της ώρας έως ότου το μανόμετρο εμφανίσει την τελική ένδειξη. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 20

21 Κατά τη διάρκεια αυτής της εργασίας το όργανα CM πρέπει να παραμένει υπό σταθερή θερμοκρασία πχ στη ίδια θερμοκρασία πριν την έναρξη της δοκιμής. Μετά το πέρας της μέτρησης το όργανο πρέπει να συνεχίσει να παρέχει την ίδια ένδειξη για τουλάχιστον 30 λεπτά της ώρας. Ένα δεν συμβαίνει αυτό τότε το όργανο έχει διαρροή και σφράγισμα που πρέπει να αντικατασταθεί. Σε περίπτωση υποψίας για μη ορθές ενδείξεις, μπορείτε να ελέγξετε ως ακολούθως: με τη βοήθεια πιπέτας ή αναλυτικού ζυγού, παίρνετε ποσότητα νερού 1,00ml και το ρίχνετε εντός του κυλίνδρου για να αντιδράσει με ένα φιαλίδιο ανθρακασβεστίου. Τότε το όργανο πρέπει να εμφανίσει ένδειξη 1bar. 6.8 Ακρίβεια μέτρησης Η ακρίβεια της μέτρησης της υγρασίας εξαρτάται από πολλούς παράγοντες. Το μανόμετρο είναι βαθμού ποιότητας 1,5 έτσι καθορίζεται μια ανοχή σφάλματος 1,5% (σχετικά). Ακριβής ζύγιση των δειγμάτων με ακρίβεια 0,2-0,4g με κατανομή +/- 4% για δείγματα βάρους 5g και 2% για δείγματα βάρους 25g. Πρωταρχικό και κύριο λόγο παίζει η σωστή και αντιπροσωπευτική δειγματοληψία. Μεγάλη προσοχή αποσπούν οι σχετικές προδιαγραφές DIN. 6.9 Εκτίμηση περιεχόμενου νερού. Το περιεχόμενο νερό προσδιορίζεται επί τοις εκατό (%) με τη βοήθεια του πίνακα της πιέσεως αερίου που ακολουθεί στο τέλος του εγχειριδίου. Είναι πολύ δύσκολο να συμφωνούν απόλυτα τα αποτελέσματα. Μοναδικές τιμές «πιλότοι» μπορούν να χαρακτηριστούν αυτές που προκύπτουν από βιομηχανικούς ελέγχους, χωρίς όμως να παρέχεται απόλυτη εγγύηση. Όσο αναφορά τα στρώματα πατωμάτων μπορείτε να αποκριθείτε στις οδηγίες που εκδίδονται από τους κατασκευαστές των διαφόρων τύπων πατωμάτων. Πίνακας 6.2 Διάφοροι τύποι πατωμάτων Α. Τσιμέντο για πλάκες φελλού, φύλλα φελλού 6,0% Σύνθεση πατώματος και πατώματα σύνθεσης μαγνησίου μουσαμά. 3,5% παρκέ 3,0% PVC και άλλα πυκνω επικαλύματα πατωμάτων. 2,5% Β. Ανυδρίτες για πατώματα μη περατά από υδρατμούς όπως PVC ένδυση με χαλιά 0,5% «τοίχο τοίχο» με μη περατή βάση. Γ. Εσωτερική & εξωτερική τεκτονική 2,0% Δ. Πατώματα με ενίσχυση οπλισμού. 3,0% 6.10 Σύγκριση με άλλες μεθόδους. Τα δομικά υλικά είναι χημικά και σχετικά πολύπλοκης δομής τα οποία δεσμεύουν νερό με διάφορες μορφές. Το νερό επίσης μπορεί να είναι επιπλέον υγρασία στη δομή των κόκκων ή να παρουσιάζεται στα διάκενα. Μπορεί επίσης να προσδιοριστεί χημικά με ατομική δομή ως νερό ύγρανσης όπως στην περίπτωση του θειικού ασβεστίου. Η δύναμη του δεσμού διαφέρει ανάλογα με την κρυσταλλική δομή. Διαφορετικές ποσότητες νερού προσδιορίζονται με διαφορετικές μεθόδους. Η συσκευή CM προσδιορίζει μόνο νερό σε ελεύθερη μορφή πχ υγρασία που εμφανίζεται στις επιφάνειες και στη δομή του κοκκώδους υλικού. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 21

22 Με εργαστηριακό ξηραντήρα προσδιορίζεται η χημική απώλεια νερού σε συνδυασμό με το επιφανειακό νερό. Έτσι οι τιμές που προκύπτουν από τον ξηραντήρα είναι υψηλότερες. Ακολούθως αναφέρονται τιμές σύγκρισης σε δοκίμια τσιμέντου. Πίνακας 6.3 Σύγκριση Ξηραντήρα με CM tester CM tester Ξηραντήρας Δοκίμιο 1 8,3% 10,0% 6,1% 8,8% 5,4% 6,0% 3,8% 5,8% Δοκίμιο 2 2,9% 5,1% 2,3% 3,6% 2,0% 3,3% 1,9% 2,4% 0,9% 1,4% Όπως προκύπτει δεν υπάρχει μια συστηματική σχέση ανάμεσα στις τιμές που προήλθαν από μετρήσεις με τη συσκευή CM και του ξηραντήρα. Για το λόγο αυτό κατά τις δοκιμές σε κατασκευές δεν συνίσταται η αναφορά σε τιμές «πιλότους» που προέρχονται από μια μέθοδο, ανεπιφύλακτα. Οι διαφορές μεταξύ των τιμών που προήρθαν για ανυδρίτες είναι ακόμη πιο αξιοσημείωτες. Τέτοια υλικά περιέχουν υπολογίσιμες ποσότητες θειικού ασβεστίου το οποίο αποσπά το κρυσταλλικό νερό σε θερμοκρασίες κάτω των 100 0C. Έτσι έχει ως συνέπεια, τιμές υγρασίας 3-5% που προκύπτουν από μετρήσεις με ξηραντήρα να αντιστοιχούν σε τιμές 0,5% με τη μέτρηση CM. Πίνακας 6.4 Μετατροπή της πίεσης αερίου σε υγρασία Μετρητής Περιεκτικότητα σε νερό % πίεσης σε bar Βάρος δείγματος 100g 50g 20g 10g 5g 3g Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 22

23 7 ΑΣΚΗΣΗ ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 7 α. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΔΑΦΩΝ ΚΑΤΑ CASAGRANDE Για να διαπιστώσουμε τη φύση του εδάφους για την κατασκευή ενός έργου, κάνουμε γεώτρηση βάθους μέχρι 25 m. Από τη γεώτρηση διαπιστώθηκε ότι το υπέδαφος αποτελείται από ένα επιφανειακό γαιώδες στρώμα πάχους 0.80m και από τέσσερα εδαφικά στρώματα με τα χαρακτηριστικά της παρακάτω γεωλογικής τομής. Να γίνει η κατάταξη των εδαφικών στρωμάτων κατά Casagrande Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 23

24 ΒΑΘΟΣ (m) DEPTH (m) ΥΔΡΟΦΟΡΟΣ ΟΡΙΖΩΝ WATER TABLE ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΤΟΜΗ GEPLOGICAL LONG. 50<D 50>D>20 20>D>10 10>D>05 05>D> >D> >D> >D> >D> >D ΒΑΘΟΣ (m) DEPTH (m) ΒΑΘΜΟΣ ΚΟΡΕΣΜΟΥ SATURATION Sr % Αρχικό φαινόμενο βάρος γ Αρχικό φαινόμενο βάρος ξηρό γd Φαινόμενο βάρος στερεών γs ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΕΡΕΥΝΑΣ ΓΕΩΤΡΗΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΗ TOMH ΜΕΘΟΔΟΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗ ΨΙΑΣ TECHNICAL LOG KIND OF SAMPLING ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ EΔΑ Φ Ο Υ Σ C H A R A C T E R I S T I C S O F SOIL According USCS system ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ DESCRIPTION USCS ΚΑΤΑΤΑΞΗ USCS CLASIFIC. ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ GRAIN SIZE ANALYSIS ΠΡΩΤΥΠΑ ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ ΣΕ mm ΥΔΡΟΜΕΤΡΟ ΑΜΕΡ. ΚΟΣΚΙΝΑ ΦΥΣΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΟΡΙΑ ATTERBERG NATURAL MOISTURE ATTERBERG LIMITS W P W C W L ΦΑΙΝΟΜ. ΒΑΡΗ APPAR. WEIGHT % % % ' % 2.76 Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 24

25 Για να χαρακτηρίσουμε το έδαφος κατά δίνουμε το πρώτο γράμμα ανάλογα με τον τύπο του εδάφους π.χ. άμμος, άργιλος κλπ. Το πρώτο γράμμα επομένως είναι ένα από τα G, S, M, C, O όπως ορίζονται στον πίνακα. Κατόπιν το δεύτερο γράμμα είναι ένα από τα W, P, U, C, F, L, I, H. Αυτό για ένα χονδρόκοκκο έδαφος γίνεται με σύγκριση της κοκκομετρικής καμπύλης με τις πρότυπες κοκκομετρικές καμπύλες, όπως πχ στο παρακάτω σχήμα. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 25

26 7 β. ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΕΔΑΦΩΝ ΚΑΤΑ ΤΟ ΕΝΙΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΕΔΑΦΩΝ (USCS). Από κοκκομετρική και πλαστική ανάλυση εδάφους στο εργαστήριο, προέκυψαν τα παρακάτω αποτελέσματα: ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Μέγεθος ανοίγματος Διερχόμενο ποσοστό (%) 3/8 100 Πλαστική ανάλυση Νο. 4 (4.76mm) 97 Νο. 10 (2.00mm) 93 Νο. 40 (0.42mm) 70 Νο. 60 (0.25 mm) 58 Νο. 100 (0.147 mm) 56 Νο. 200 (0.074 mm) mm 42 Όριο υδαρότητας W L =41% Όριο πλαστικότητας W P =29% 0.003mm mm mm 11 Να γίνει κατάταξη του εδάφους κατά το Ενιαίο Σύστημα Κατάταξης Εδαφών (USCS). Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 26

27 ΕΝΙΑΙΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΕΔΑΦΩΝ (USCS, ASTM D-2487) ΚΥΡΙΟΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΣΥΜΒΟΛΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗΣ ΧΟΝΔΡΟΚΟΚΚΑ εδάφη Περισσότερο από το 50% παραμένει στο κόσκινο No. 200 ΧΑΛΙΚΕΣ 50% ή περισσότερα παραμένουν στο κόσκινο Νο. 4 ΑΜΜΟΙ 50% ή περισσότερα διέρχονται από το κόσκινο (No. 4). ΧΑΛΙΚΕΣ ΧΑΛΙΚΕΣ με λεπτόκοκκα ΑΜΜΟΙ ΑΜΜΟΙ με λεπτόκοκκα GW GP GM GC SW SP SM SC Καλά διαβαθμισμένο χαλίκια, μείγμα άμμου-χαλικιών, λίγα ή καθόλου λεπτόκοκκα υλικά Ομοιόμορφοι χάλικες ή αμμοχάλικα με λίγα ή καθόλου λεπτόκοκκα υλικά. Ιλυώδεις χάλικες. Μίγματα χαλίκων άμμων αργίλου. Αργιλώδεις χάλικες. Μίγματα χαλίκων άμμων αργίλου. Καλά διαβαθμισμένες άμμοι, ή αμμοχάλικα με λίγα ή καθόλου λεπτόκοκκα υλικά. Ομοιόμορφα άμμοι ή αμμοχάλικα με λίγα ή καθόλου λεπτόκοκκα υλικά. Ιλυώδεις άμμοι. Μίγματα άμμου ιλύος. Αργιλώδεις άμμοι. Μίγματα άμμου ιλύος. Κατάταξη με βάση το λεπτόκοκκο κλάσμα Διερχόμενα από το κόσκινο Νο.200 <5% GW, GP, SW, SP Διερχόμενα από το κόσκινο Νο.200 >12% GM, GC, SM, SC. Διερχόμενα από το κόσκινο Νο.200 μεταξύ 5% και 12% οριακή περίπτωση χρήση διπλού συμβολισμού. Cu=D 60/D 10>4 1<C C=(D 30) 2 /(d 10*d 60)<3 Δεν ισχύουν τα δύο πιο πάνω κριτήρια για GW. PI<4 ή θέση στο σχήμα κάτω από τη γραμμή Α. PI>7 & θέση στο σχήμα πάνω από τη γραμμή Α. Cu=D 60/D 10>6 1<C C=(D 30) 2 /(d 10*d 60)<3 Δεν ισχύουν τα δύο πιο πάνω κριτήρια για SW. PI<4 ή θέση στο σχήμα κάτω από τη γραμμή Α. PI>7 & θέση στο σχήμα πάνω από τη γραμμή Α. ΛΕΠΤΟΚΟΚΚΑ εδάφη Λιγότερο από το 50% παραμένει στο κόσκινο No. 200 ΠΟΛΥ ΟΡΓΑΝΙΚΑ ΕΔΑΦΗ Ιλείς & Άργιλοι WL<= 50% Ιλείς & Άργιλοι WL> 50% ML CL OL MH CH OH PT Ανόργανες ιλείς πολύ λεπτές άμμοι, ιλυώδεις και αργιλώδεις άμμοι. Ανόργανες άργιλοι χαμηλής πλαστικότητας (ενίοτε χαλικώδεις, αμμώδεις ή ιλυώδεις). Οργανικές ιλείς ή ιλυώδεις άργιλοι χαμηλής πλαστικότητας Ανόργανες συχνά μαρμαρυγιακές ιλείς, υψηλής πλαστικότητας Ανόργανες άργιλοι υψηλής πλαστικότητας Ανόργανες άργιλοι μέσης έως υψηλής πλαστικότητας Βουρκώδη και Τυρφώδη εδάφη Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 27

28 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ 8 ΑΣΚΗΣΗ ΔΟΚΙΜΗ ΑΝΕΜΠΟΔΙΣΤΗΣ ΘΛΙΨΗΣ 8.1 Γενικά Η μέθοδος αφορά τον ταχύ προσδιορισμό, της ανεμπόδιστης αντοχής συνεκτικού εδάφους αδιατάρακτου ή αναζυμωμένου δείγματος. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η συνεκτικότητα του εδάφους να είναι τέτοια ώστε να επιτρέπει τη διατήρηση της γεωμετρίας του δοκιμίου χωρίς την εφαρμογή πλευρικής πιέσεως. 8.2 Ορισμός Είναι η δοκιμή κατά την οποία εφαρμόζεται στο δοκίμιο, ελεύθερο από πλευρική πίεση, ένα αξονικό φορτίο. Σαν αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη ορίζεται η τάση στην οποία το δοκίμιο εμφανίζει 2 από τις ακόλουθες καταστάσεις: α) Αρχίζει να παρουσιάζει επιφάνεια θραύσεως. β) Η παραμόρφωση συνεχίζεται χωρίς την αύξηση φορτίου. Εάν καμιά από τις παραπάνω καταστάσεις δεν συμβαίνει, τότε σαν αντοχή λαμβάνεται η τάση που αντιστοιχεί σε ανοιγμένη παραμόρφωση 20%. 8.3 Εργαστηριακός Εξοπλισμός Ειδικός Εργαστηριακός Εξοπλισμός Συσκευή θλίψεως Μπορεί να είναι χειροκίνητη ή μηχανοκίνητη με ελεγχόμενη ταχύτητα επιβολής της παραμορφώσεως ή του φορτίου. Μετρητής παραμορφώσεως Ο μετρητής παραμορφώσεως θα πρέπει να είναι βαθμολογημένος δίσκος σε διαστήματα των 0,03 mm και να έχει διαδρομή τουλάχιστον 20% του μήκους του δοκιμίου ή οποιαδήποτε άλλη συσκευή που θα συμπληρώνει τις απαιτήσεις αυτές. Διαστημόμετρο τύπου Vernier κατάλληλο για την ακριβή μέτρηση των διαστάσεων του δοκιμίου με ακρίβεια 0,25 mm. Χρονόμετρο ακριβείας δευτερολέπτου για τη μέτρηση του ρυθμού, (ταχύτητας), φορτίσεως ή παραμορφώσεως κατά τη διάρκεια της δοκιμής. Μορφωτής δοκιμίου με τα εξαρτήματα του (α) Πλαίσιο μορφοποιήσεως (β) Συρμάτινο πριόνι Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 28

29 (γ) Μαχαίρια. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Εξολκέας Ανοίγματος Χρησιμοποιείται για την εξαγωγή των δειγμάτων από το δειγματολήπτη. Η εξαγωγή του δείγματος θα πρέπει να γίνεται με την ελάχιστη δυνατή διατάραξη του δείγματος και με διεύθυνση εξολκεύσεως την ίδια με αυτή της δειγματοληψίας. Κύλινδρος αναζυμώσεως και έμβολο Η συσκευή αυτή χρησιμοποιείται για την αναζύμωση και μόρφωση του δείγματος όπου αυτό απαιτείται Γενικός Εργαστηριακός Εξοπλισμός Κλίβανος ξηράνσεως ελεγχόμενος με θερμοστάτη ικανός να διατηρήσει θερμοκρασία 110 ± 5 C, για την επί μέρους δοκιμή προσδιορισμού της φυσικής υγρασίας. Ζυγοί ακριβείας 0,01 και 0,1 του γραμμαρίου Δοκίμια μικρότερα από 100 γραμμάρια θα πρέπει να ζυγίζονται με ακρίβεια 0.01 του γραμμαρίου ενώ δοκίμια μεγαλύτερα από 100 γραμμάρια θα ζυγίζονται με ακρίβεια 0.1 του γραμμαρίου. Διάφορες άλλες συσκευές γενικής χρήσεως Μαχαίρια, σπάτουλες, κάψες για τον προσδιορισμό της φυσικής υγρασίας, έντυπα χαρτιά δοκιμής. 8.4 Προπαρασκευή των δοκιμίων Διαστάσεις δοκιμίου To δοκίμιο δεν πρέπει να έχει. διάμετρο μικρότερη από 33 mm ενώ η μέγιστη διάμετρος των κόκκων θα πρέπει να είναι μικρότερη από το 1/10 της διαμέτρου του δοκιμίου. Για δοκίμια που έχουν διάμετρο ίση με ή μεγαλύτερη από 71.1 mm, η μέγιστη διάμετρος των κόκκων θα πρέπει να είναι μικρότερη από το 1/6 της διαμέτρου του δοκιμίου. Εάν, μετά τη δοκιμή αδιατάρακτου δοκιμίου, διαπιστωθεί ότι η μέγιστη διάμετρος των περιεχομένων κόκκων δεν ικανοποιεί τις παραπάνω απαιτήσεις, θα πρέπει να σημειώνεται στο έντυπο χαρτί της δοκιμής. Ο λόγος ύψους προς τη διάμετρο του δοκιμίου, θα πρέπει να είναι 2 ως 3. Η μέτρηση των διαστάσεων του δοκιμίου θα πρέπει να γίνεται με το διαστημόμετρο τύπου Vernier με ακρίβεια 0.25 mm Αδιατάρακτα δοκίμια Κατά την μόρφωση των αδιατάρακτων δοκιμίων δίνεται πολλή μεγάλη προσοχή για την αποφυγή διαταράξεως του δείγματος, κατά την εξαγωγή του από το δειγματολήπτη. Αν παρατηρείται οποιαδήποτε διατάραξη του δείγματος κατά την εξόλκευσή του από τον Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 29

30 δειγματολήπτη τότε, ο σωλήνας που περιέχει το δείγμα θα πρέπει να κόβεται εγκάρσια ή κατά μήκος του, έτσι ώστε να διευκολύνεται η εξαγωγή του δοκιμίου χωρίς διατάραξη. Κατά τη διάρκεια μόρφωσης του δοκιμίου, θα πρέπει να τηρούνται όλες οι προφυλάξεις, ώστε να εμποδίζεται η αλλαγή της φυσικής υγρασίας. To δοκίμιο θα πρέπει να μορφώνεται κυλινδρικό με διατομές ίσες και κάθετες προς τον άξονά του. Όταν η κατάσταση του δοκιμίου το επιτρέπει, μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόρνος για τη μόρφωση της κυλινδρικής επιφάνειας. Όταν το δείγμα περιέχει χαλίκια που δυσχεραίνουν τη μόρφωση, οι άνω και κάτω, επιφάνειες του δοκιμίου, καλύπτονται με λεπτό στρώμα γύψου, ώστε να επιτυγχάνεται η επιπεδότητα και καθετότητα των διατομών αυτών ως προς τον άξονα του δοκιμίου. Προσδιορίζεται το βάρος, του δοκιμίου. Αν για τον προσδιορισμό της φυσικής υγρασίας δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί όλο το δοκίμιο φυλάσσονται αντιπροσωπευτικά τεμάχια που αποκόπηκαν από το ίδιο δείγμα και τοποθετούνται αμέσως σε αεροστεγές δοχείο Αναζυμωθέντα δοκίμια Η προπαρασκευή των δοκιμίων γίνεται είτε χρησιμοποιώντας θραυσμένο αδιατάρακτο δοκίμιο είτε διαταραγμένο δείγμα. Στην περίπτωση που χρησιμοποιείται θραυσμένο αδιατάρακτο δοκίμιο το υλικό τυλίγεται σε αεροστεγή μεμβράνη και δουλεύεται εξωτερικά με τα δάκτυλα ώστε να εξασφαλιστεί πλήρης αναζύμωση του υλικού. Μετά την αναζύμωση το υλικό επανασυμτυκνώνεται μέσα σε κυλινδρικά καλούπια με επιθυμητές διαστάσεις, όπως περιγράφονται στην παρ και γίνεται προσπάθεια ώστε το αναζυμωμένο δοκίμιο να έχει τον ίδιο δείκτη πόρων και την ίδια φυσική υγρασία με το αδιατάρακτο δείγμα. Βεβαίως, το υλικό μπορεί να επανασυμπυκνωθεί σε οποιαδήποτε επιθυμητή υγρασία και πυκνότητα και ακόμα μπορεί να κορεσθεί πλήρως πριν από τη δοκιμή. Μετά την εξαγωγή του δοκιμίου από το κυλινδρικό καλούπι γίνεται μόρφωση των ακραίων διατομών του και προσδιορίζεται το βάρος του. 8.5 Πορεία Δοκιμής To δοκίμιο τοποθετείται στη συσκευή φορτίσεως (θλίψεως) στο κέντρο της κάτω πλάκας. Η συσκευή ρυθμίζεται έτσι ώστε η άνω πλάκα να βρίσκεται σε επαφή με την άνω επιφάνεια του δοκιμίου και μηδενίζεται ο μετρητής των παραμορφώσεων. Στο δοκίμιο εφαρμόζεται Ολιπτικό αξονικό φορτίο τέτοιο ώστε η παραμόρφωση που θα επιτυγχάνεται να είναι της τάξεως των 1/2 ως 2% ανά λεπτό (min) και γίνεται η καταγραφή των τιμών των αξονικών φορτίων και των παραμορφώσεων ανά 30 δευτερόλεπτα (sec). H ταχύτητα των επιβαλλομένων παραμορφώσεων θα πρέπει να είναι τέτοια ώστε η ολική διάρκεια της δοκιμής να μην ξεπερνά τα 10 min προκειμένου για δοκίμια που δεν προστατεύονται με αεροστεγή μεμβράνη. Η επιβολή του θλιπτικού αξονικού φορτίου συνεχίζεται μέχρι να παρατηρηθεί μείωση του φορτίου με αυξανόμενες παραμορφώσεις, ή μέχρι να φθάσει η παραμόρφωση την τιμή 20%. Στην περίπτωση που τα δοκίμια προστατεύονται με αεροστεγή μεμβράνη, η ταχύτητα των επιβαλλομένων παραμορφώσεων μπορεί να είναι μικρότερη και συνεπώς, η ολική διάρκεια της δοκιμής μεγαλύτερη, για καλύτερα αποτελέσματα της δοκιμής. Η ταχύτητα αυτή αναγράφεται στα αποτελέσματα της δοκιμής. Όλα γενικώς τα στοιχεία του δοκιμίου, οι ενδείξεις των παραμορφώσεων και φορτίου καθώς και ο τρόπος θραύσεως του δοκιμίου θα πρέπει να σημειώνονται σε έντυπα χαρτιά της δοκιμής. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 30

31 8.6 Υπολογισμοί ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Ανηγμένη παραμόρφωση, ε: ε = ΔL/Lo Lo = αρχικό μήκος δοκιμίου ΔL = Παραμόρφωση, (βράχυνση), του δοκιμίου σύμφωνα με τις ενδείξεις του μετρητή παραμορφώσεων Μέση επιφάνεια Δοκιμίου Α, για δοσμένη ανηγμένη παραμόρφωση ε: A =Ao/l -ε Αο = αρχική μέση επιφάνεια του δοκιμίου ε = ανοιγμένη παραμόρφωση για ένα ορισμένο φορτίο Μέση τάση σ για ένα ορισμένο φορτίο. σ= Ρ/Α Ρ = φορτίο εφαρμογής σύμφωνα με τις ενδείξεις του μετρητή του φορτίου A = αντίστοιχη μέση επιφάνεια του δοκιμίου. 8.7 Παρουσίαση των αποτελεσμάτων της δοκιμής Η παρουσίαση των αποτελεσμάτων της δοκιμής σε ανεμπόδιστη θλίψη, γίνεται με την καμπύλη τάσεων - ανοιγμένων παραμορφώσεων. Η αντοχή σε ανεμπόδιστη θλίψη είναι η μέγιστη τιμή της τάσεως ή η τάση που αντιστοιχεί σε ανοιγμένη παραμόρφωση 20%. Στο ειδικό έντυπο χαρτί της δοκιμής παρουσιάζονται, μαζί με τη γραφική παράσταση των αποτελεσμάτων της δοκιμής και όλα τα στοιχεία που αφορούν: τον τύπο της δοκιμής - την αντοχή του υλικού το είδος του δείγματος σε ανεμπόδιστη θλίψη το βάθος λήψεως του δείγματος - τις διαστάσεις του δοκιμίου τη σύσταση του εδαφικού υλικού την αρχική πυκνότητα, φυσική υγρασία και βαθμό κορεσμού τη μέση ανοιγμένη παραμόρφωση κατά τη θραύση του δοκιμίου. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 31

32 ΔΟΚΙΜΗ ΜΟΝΟΑΞΟΝΙΚΗΣ ΘΛΙΨΗΣ Έντυπο καταγραφής ενδείξεων μηκυνσιομέτρων και υπολογισμών Συσκευή: Ν Αρ. Δακτυλίου: Ν Παρ. μετ/πής C1 C2 kgf/ένδειξη Κατάσταση δείγματος: Αδιατάρακτο ( Δ1 ). (Δ2) Διαταραγμένο (Δ1) (Δ2) Μεταβολή Μεταβολή Μετ λή Ένδειξη Θλιπτική Παραμόρφ Διορ /μένη Τάση σ 1 Συνοχή χρόνου ύψους ύψους δυναμ/κού δύναμη ωση ε %ο, επιφάνεια Cu=q t (ένδειξη Δh, cm δακτυλίου F Δh (cm) u /2 Α1=Α0 (1-ε) q min δακτυλίου (γραμμές) h 0 (cm) cm 2 u =F /A Kg /cm 2 Kg /cm ΚΝ Kg 2 ) α 5β Δοκιμή ( Δ1 ) Α 0 = cm Δοκιμή ( Δ2 ). Α 0 = cm 2 Παρατηρήσεις: h 0 cm, Ao cm 2 Τα βοηθητικά χαρακτηριστικά των δειγμάτων cr ι. σημειώνονται A = στο Γενικό cm" έντυπο. Έργο: Γεώτρηση: Βάθος: Εργαστ/κός: Έλεγχος: Δείγμα: Δοκιμή: Φύλλο: Ημερομηνία: Αριθ. Εντύπου: Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 32

33 9 ΑΣΚΗΣΗ ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ Για τη συμπύκνωση χαλαρής εδαφικής στρώσης 10,00 *10,00=100,00 m 2, βάθους 5,00 m και εδαφικών χαρακτηριστικών, γ=16.5 KN/m 3, w=9,0%, γ s =26.5 KN/m 3, ανοίγουμε με κρούσεις κυλινδρικές, τρύπες διαμέτρου 40cm τις οποίες γεμίζουμε με τοπικό συμπυκνωμένο έδαφος με γ=19,οο KN/m 3, και w=18%. Να υπολογιστούν: Α) Ο αριθμός των πασσάλων εδάφους, ώστε το τελικό πορώδες της εδαφικής στρώσης να γίνει 42%. Β) Η ποσότητα του χαλαρού εδάφους που απαιτείται για να γεμίσουν οι τρύπες και η ποσότητα του νερού που πρέπει να προστεθεί, για να αυξηθεί η περιεκτικότητα σε νερό από 9,0 % σε 18%. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 33

34 10 ΑΣΚΗΣΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣ ΣΧΕΣΕΩΣ ΥΓΡΑΣΙΑΣ - ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΕΔΑΦΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΚΟΠΑΝΟΥ ΒΑΡΟΥΣ 2,5 kg ΚΑΙ ΥΨOYΣ ΠΤΩΣΕΩΣ 305mm (PROCTOR ΠΡΟΤΥΠΗ ΜΕΘΟΔΟΣ) 10.1 Εισαγωγή Οι δοκιμές αυτές έχουν σαν σκοπό τον προσδιορισμό της σχέσεως μεταξύ της περιεχόμενης υγρασίας και της πυκνότητα των εδαφών με συμπύκνωση αυτών μέσα σε τύπο ορισμένου μεγέθους με κόπανο βάρους 2,49 kg που πέφτει από ύψος 304,8 mm. Προβλέπονται τέσσερις διαφορετικές διαδικασίες, οι ακόλουθες: ΜΕΘΟΔΟΣ Α. Τύπος διαμέτρου 101,6 mm Το εδαφικό υλικό διέρχεται από κόσκινο Νο 4. (4,75mm) ΜΕΘΟΔΟΣ Β. Τύπος διαμέτρου 152,4mm Το εδαφικό υλικό διέρχεται από κόσκινο Νο 4. (4.751nm) ΜΕΘΟΔΟΣ Γ. Τύπος διαμέτρου 101,6 mm Το εδαφικό υλικό διέρχεται από κόσκινο (19,0 mm) ΜΕΘΟΔΟΣ Δ. Τύπος διαμέτρου 152,4 mm Το εδαφικό υλικό διέρχεται από κόσκινο ( 19,0 mm), Η χρησιμοποιούμενη μέθοδος θα πρέπει να καθορίζεται στις προδιαγραφές για το προς δοκιμή υλικό. Αν δεν προδιαγράφεται μέγεθος, θα εφαρμόζεται η μέθοδος Α Εργαστηριακός εξοπλισμός Τύποι: Οι τύποι θα είναι κυλινδρικού σχήματος, κατασκευασμένοι από μέταλλο και θα έχουν χωρητικότητα και διαστάσεις που δίνονται παρακάτω. Αυτοί θα έχουν ένα πρόσθετο δακτύλιο ύψους περίπου 60,3 mm. Ο τύπος και ο πρόσθετος δακτύλιοι; μαζί θα είναι έτσι κατασκευασμένοι, ώστε να μπορούν να συνδέονται σταθερά με την ανεξάρτητη πλάκα βάσεως. Η χωρητικότητα' και οι διαστάσεις των τύπων θα είναι οι ακόλουθες: α) Τύπος με χωρητικότητα: (943 ± 8) * 10 3 mm 3. Εσωτερική; διαμέτρου: 101,6 ± 0,406 mm και Σημείωση 1: Σε περίπτωση που το ποσοστό του υλικού που συγκρατείται στο κόσκινο Νο4 είναι μεγαλύτερο από 7 τότε. συνίσταται να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος Γ. Λαμβάνεται αντιπροσωπευτικό, δείγμα βάρους περίπου 3kg ή και περισσότερο, από το έδαφος που παρασκευάστηκε. Το αντιπροσωπευτικό δείγμα που πάρθηκε, αναμιγνύεται καλά με επαρκή ποσότητα νερού, για να υγρανθεί, κατά 4 περίπου μονάδες, (επί τοις % του βάρους), κάτω από τη βέλτιστη υγρασία. Σχηματίζεται ένα δοκίμιο με συμπύκνωση του παρασκευασθέντος εδάφους μέσα στον τύπο των 1 Ο 1,6mm, (με τον δακτύλιο προσαρμοσμένο), σε τρεις ίσες στρώσεις για την Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 34

35 παρασκευή ενός υλικού συμπυκνωμένου βάθους περίπου 127 mm. Συμπυκνώνεται κάθε στρώση με 25 ομοιόμορφα διανεμημένους κτύπους με τον κόπανο. (Κατά τη διάρκεια της συμπύκνωσης, ο τύπος θα πρέπει να στηρίζεται σε σταθερό βάθρο). Μετά τη συμπύκνωση, απομακρύνεται από τον τύπο ο δακτύλιος, περικόπτεται με τον κανόνα με προσοχή το συμπυκνωμένο έδαφος μέχρι τα χείλη του τύπου και ζυγίζεται. Πολλαπλασιάζεται το βάρος του συμπυκνωμένου δοκιμίου μαζί με τον τύπο, μείον το βάρος του τύπου, (σε kg), επί Αναφέρεται το αποτέλεσμα ως το υγρό φαινόμενο βάρος συμπυκνωμένου εδάφους σε kg/m 3. Εξάγεται το δοκίμιο από τον τύπο και αποκόπτεται κάθετα με ένα επίπεδο που διέρχεται από το κέντρο του. Λαμβάνεται αντιπροσωπευτικό δείγμα του υλικού από μία από τις δύο επιφάνειες της τομής. Ζυγίζεται αμέσως και ξηραίνεται μέσα σε κλίβανο σε θερμοκρασία 110 ± 5 C επί δώδεκα τουλάχιστον ώρες ή μέχρι σταθερού βάρους για τον προσδιορισμό της περιεχόμενης υγρασίας. Το βάρος του υγρού δείγματος δεν πρέπει να είναι μικρότερο από 100g. Το υπόλοιπο υλικό θραύεται τελείως μέχρι που να διέρχεται αυτό από το κόσκινο Νο 4. Προστίθεται νερό σε επαρκή ποσότητα, ώστε να αυξηθεί η περιεχόμενη υγρασία του δείγματος του εδάφους κατά μία ή δύο μονάδες επί τοις και επαναλαμβάνεται η παραπάνω διαδικασία για κάθε νέα αύξηση της περιεχόμενης υγρασίας. Συνεχίζεται η σειρά αυτή των προσδιορισμών μέχρι που να ελαττωθεί ή δεν μεταβληθεί το υγρό φαινόμενο βάρος του συμπυκνωθέντος εδάφους. Στις περιπτώσεις που το εδαφικό υλικό είναι εύθραυστο και θα ελαττωθεί σημαντικά το μέγεθος των κόκκων, λόγω των επαναλαμβανόμενων συμπυκνώσεων και στις περιπτώσεις όπου το έδαφος που συγκρατείται στο κόσκινο (50mm). Ζυγίζεται το υλικό το διερχόμενο από το κόσκινο (50mm) και συγκρατούμενο στο κόσκινο (l9.0mm) και αντικαθίσταται αυτό με ένα ίσου βάρους υλικό, διερχόμενο από το κόσκινο (19.0mm) και συγκρατούμενο στο κόσκινο Νο.4. Το προς αντικατάσταση υλικό λαμβάνεται από το εναπομείναν μέρος του δείγματος. Λαμβάνεται αντιπροσωπευτικό δείγμα βάρους περίπου 5.5 kg ή περισσότερο, από το έδαφος που παρασκευάσθηκε όπως περιγράφεται πιο πάνω. Το αντιπροσωπευτικό δείγμα που έχει ληφθεί, αναμιγνύεται καλά με αρκετό νερό για να υγρανθεί κατά 4 περίπου μονάδες (επί τοις % του βάρους), κάτω από την βέλτιστη υγρασία. Σχηματίζεται ένα δοκίμιο με συμπύκνωση του παρασκευασθέντος εδάφους, μέσα στον τύπο των 101,6 mm, (με τον δακτύλιο προσαρμοσμένο), σε τρεις στρώσεις ίσες για την παρασκευή ενός υλικού συμπυκνωμένου βάθους περίπου 127 mm. Συμπυκνώνεται κάθε στρώση με 25 ομοιόμορφα διανεμημένους κτύπους με τον κόπανο. Κατά τη διάρκεια της συμπύκνωσης Ο τύπος θα πρέπει να στηρίζεται σε σταθερό βάθρο. Μετά τη συμπύκνωση, απομακρύνεται από τον τύπο ο δακτύλιο; και περικόπτεται με τον κανόνα με προσοχή το συμπυκνωμένο έδαφος, μέχρι τα χείλια του τύπου. Οι σχηματιζόμενες οπές στην επιφάνεια λόγω της απομάκρυνσης χονδρών κόκκων, συμπληρώνονται με λεπτότερο υλικό. Ζυγίζεται ο τύπος με το υγρό έδαφος. Πολλαπλασιάζεται το βάρος του συμπυκνωμένου δοκιμίου με τον τύπο μείον το βάρος του τύπου (σε kg), επί και αναφέρεται το αποτέλεσμα ως το υγρό φαινόμενο βάρος του συμπυκνωμένου εδάφους σε Kg/m 3. Δρ. Γκουντούλας Χρ. Κωνσταντίνος Σελίδα 35