Troosni posmik. Troosni posmik. Troosni posmik. Priprema neporemećenog uzorka. Troosnaćelija. Uzorak je u gumenoj membrani Ćelija se ipuni sa vodom

Transcript

1 Troosnaćelija Ploha loma Priprema neporemećenog uzorka Uzorak je u gumenoj membrani Ćelija se ipuni sa vodom 1

2 Oprema za troosna ispitivanja (Institut IGH Zagreb) Test Animation σ1= = σdev = σ1= = σdev Troosno tlačenje Povećanje aksijalnog naprezanja uz zadržavanje bočnog tlaka stalnim (devijatorsko naprezanje) Hidrostatsko tlačenje σ1 Mohr-Coulombov kriterij čvrstoće Φ σn β c σ1 2β Hidrostatsko tlačenje σ1 σ Veće glavno naprezanje (σ1=) u trenutku sloma 2

3 2- Konsolidirani drenirani pokus (Consolidated Drained Test (CD)) Prvi korak Drugi korak Devijatorsko naprezanje loma ε σ 1 = Ćelijski tlak = c' σn' tanφ' f Φ d= φ c d =c σ 1 σ 1 σ 1 σ 1 - σ 1 - σ n Drenaža otvorena tokom konsolidacije Drenaža otvorena tokom posmika Konsolidirani nedrenirani pokus (Consolidated Undrained Test (CU)) Prvi korak Drugi korak Devijatorsko naprezanje loma ε σ 1 = Ćelijski tlak = c σ n tan φ φ u σ c 3 u σ 2 σ 2 σ 1 σ 1 σ 1 σ 1 - σ 1 - σ n σ 2 Drenaža zatvorena tokom konsolidacije Drenaža zatvorena tokom posmika (mjeri se porni tlak) Efektivna naprezanja na kontaktima zrna Mjeri se tlak vode u porama uzorka Nekonsolidirani nedrenirani pokus (Unconsolidated Undrained Test (UU)) Prvi korak Drugi korak Devijatorsko naprezanje loma ε Ćeliski tlak σ 1 = = c c u σ 1 σ 1 σ n σ 1 - Drenaža zatvorena tokom konsolidacije Drenaža zatvorena tokom posmika Tokom posmika efektivna naprezanja su stalna 3

4 Prvi korak Drugi korak Devijatorsko naprezanje ( ) Postizanje ćelijskog tlaka Posmik (opterećenje) Jeli drenaža otvorena? Jeli drenaža otvorena? DA NE DA NE Uzorak konsolidiran Uzorak ne konsolidiran tokom opterećenja Tokom opterećenja nema dreniranja Prvi korak Drugi korak Postizanje ćelijskog tlaka Posmik (opterećenje) Jeli drenaža otvorena? Jeli drenaža otvorena? DA NE DA NE Uzorak konsolidiran Uzorak ne konsolidiran tokom opterećenja Tokom opterećenja nema dreniranja CD test UU test CU test Konsolidirani drenirani pokus (CD Test) Ukupno, σ = Porni tlak, u Efektivno n., σ Prvi korak: na kraju konsolidacije σ1= σ 1 = σ 1 = 0 σ 3 = Drugi korak: Tokom aksijalnog opterećenja σ 1 σ 1 = σ 1 0 σ 3 = Korak 4: Tokom loma σ 1 f σ 1 = σ 1 f = σ 1f 0 σ 3 = = σ 3f 4

5 Konsolidirani drenirani pokus (CD Test) Naponsko-deformacijski odnosi tokom posmika Devijatorsko napr.. d ( d ) f ( d ) f Gusti pijesak i OC glina Rahli pijeask/ NC glina deformacija Promjena volimena uzorka Dilatacija Kompresija deformacija Gusti pijesak i OC glina Rahli pijeask/ NC glina Konsolidirani drenirani pokus (CD Test) ( Određivanje parametara čvrstoće c and φ d ) fc σ 1 = ( d ) f Devijatorsko napr., d ( d ) fb ( d ) fa Ćelijski tlak = c Ćelijski tlak = b Ćelijski tlak = a Posmično naprezanje, Mohr Coulmbov kriterij čvrstoće deformacija φ = c σn tanφ f ili = c' σn' tanφ' f σ iliσ a b c σ 1a σ 1b σ 1c ( d ) fa ( d ) fb Konsolidirani drenirani pokus (CD Test) Određivanje parametara čvrstoće c i φ Tokom pokusa se ne generiraju porni tlakovi (drenaže otvorene) tada je σ=σ Zbog toga je c = c i φ = φ 5

6 Praktični primjeri primjene CD parametara u glini 1. Vrlo spora izgradnja nasipa u slojevima na mekanoj glini Mekana glina = In situ drenirana posmična čvrstoća Praktični primjeri primjene CD parametara u glini 2. Zemljana brana sa stacionarnim strujanjem Jezgra = Drenirana posmična čvrstoća gline u jezgri Pri stacionarnom strujanju fluid se u odsustvu zapreke giba u paralelnim slojevima. Svaki fluid može protjecati stacionarno ako su ispunjeni određeni uvjeti: da je brzina dovoljno malena i da su prepreke takve da ne uzrukuju suviše naglu promjenu brzine. Ako ti uvjeti nisu ispunjeni, strujanje fluida se naziva turbolentnim strujanjem. Praktični primjeri primjene CD parametara u glini 3. Iskop prirodne kosine u glini = In situ drenirana posmična čvrstoća Napomena: CD pokus simulira dugotrajne uvjete u tlu. Zato c d and φ d treba koristiti za procjenu dugotrajnog ponašanja tla 6

7 Konsolidirani nedrenirani pokus (CU Test) Ukupno, σ = Porni tlak, u Efektivno n., σ Prvi korak: na kraju konsolidacije σ1= σ1 = σ 1 = 0 σ 3 = Drugi korak: Tokom aksijalnog opterećenja σ 1 σ 1 = σ 1 ± u Nema dreniranja ± u σ 3 = ± u Korak 4: Tokom loma σ 1 f σ 1 = σ 1 f ± u f = σ 1f Nema dreniranja ± u f σ 3 = ± u f = σ 3f Konsolidirani nedrenirani pokus (CU Test) Promjena volumena tokom konsolidacije Promjena volumena tokom konsolidacije Dialtacija Kompresija Vrijeme Konsolidirani nedrenirani pokus (CU Test) Naponsko-deformacijski odnosi tokom posmika Devijatorsko napr., d ( d ) f ( d ) f Gusti pijesak i OC glina Rahli pijeask/ NC glina deformacija Rahli pijeask/ NC glina u - deformacija Gusti pijesak i OC glina 7

8 Konsolidirani nedrenirani pokus (CU Test) Određivanje parametara čvrstoće c and φ ( d ) fb σ 1 = ( d ) f Ćelijski tlak = b Posmično naprezanje, Devijatorsko n., d c cu Ćelijski tlak = a ( d ) fa drformacija Mohr-Coulombov kriterij čvrstoće za ukupna naperzanja a b ( d ) fa σ 1a φ cu σ 1b Ukupno naprezanje kod loma σ or σ CU pokus Određivanje parametara čvrstoće c and φ σ 1 = ( d ) f - u f Posmično naprezanje, Mohr Colulombov kriterij čvrstoće za efektivna naprezanja Mohr Colulombov kriterij čvrstoće za ukupna naprezanja φ σ 3 = - u f u f Lom pri efektivnim naprezanjem φ cu C u fb c cu σ u fa 3b σ 1b a b σ 3a σ 1a ( d ) fa σ 1a σ 1b σ or σ CU pokus Određivanje parametara čvrstoće c i φ Parametri posmične čvrstoće u obliku ukupnih naprezanja su c cu i φcu Parametri posmične čvrstoće u obliku efektivnih naperzanja su c i φ c =cd i φ = φd 8

9 Praktični primjeri primjene CU parametara u glini 2. Zemljana brana brzo građena na mekanoj glini Soft clay = In situ nedrenirana posmična čvrstoća gline Praktični primjeri primjene CU parametara u glini 2. Brzo pražnjenje jezera Glinenea jezgra = nedrenirana posmična čvrstoća glinene jezgre Praktični primjeri primjene CU parametara u glini 3. Brza izgradnja nasipa na prirodnom terenu = In situ nedrenirana posmična čvrstoća gline Napmena: Parametri dobiveni iz ukupnih naprezanja CU pokusa (c cu and φ cu ) mogu se koristiti za analizu stabilnosti kada je tlo potpuno konsolidirano pod djelovanjem postojećih naprezanja. Nakon toga se, iz nekog razloga, brzo pojave dodatna naprezanja pri čemu se ne događa dreniranje (nema vremena za dreniranje) 9

10 D Aksijalno naprezanje σ (ovisna varijabla) Prije sloma Vršna čvrstoća σ c Poslije sloma F L L F D D εrad εax Rezidualna čvrstoća Radijalna deformacija ε rad deformacija ε ax (neovisna varijabla) Skracenje duljine L ε ax = = Duljina uzorka L Vršna čvrstoća Fmax kn c = = [ kpa] A 2 m Poissonov koeficijent Povecanje promjera D ε rad = = ε rad Pocetni promjer D υ ε ax Youngov modul σ kpa E = = [ kpa] ε ax 2 D 2 = A π = [ m ] 4 10