Στερεοποίηση των Αργίλων

Transcript

1 Στερεοποίηση των Αργίλων Costas Sachpazis, (M.Sc., Ph.D.) Διάρκεια: 17 Λεπτά. 1

2 Τι είναι Στερεοποίηση ; Όταν μία κορεσμένη άργιλος φορτίζεται εξωτερικά, GL Στάθμη εδάφους κορεσμένη άργιλος το νερό συμπιέζεται και αποστραγγίζεται έξω από την άργιλο με μία μακροχρόνια διαδικασία (λόγω της χαμηλής διαπερατότητας της αργίλου). Dr. C.Sachpazis

3 Καθίζηση Τι είναι Στερεοποίηση ; Αυτό οδηγεί σε καθιζήσεις που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια ενός μεγάλου χρονικού διαστήματος, Χρόνος που μπορεί να κρατήσει ακόμα και πολλά χρόνια. Dr. C.Sachpazis

4 Καθίζηση Στα χονδρόκοκκα εδάφη Τα κοκκώδη εδάφη στραγγίζονται ελεύθερα, και έτσι η καθίζηση είναι στιγμιαία. Χρόνος Dr. C.Sachpazis

5 Κατά την διάρκεια της στερεοποίησης Λόγω μιας προσαύξησης φορτίου q που εφαρμόζεται στην επιφάνεια του εδάφους, οι τάσεις και οι πιέσεις νερού πόρων αυξάνονται στο Α. q kpa A u Κορεσμένη άργιλος Στάθμη εδάφους..και, μεταβάλλονται με τον χρόνο. Dr. C.Sachpazis

6 Κατά την διάρκεια της στερεοποίησης Το παραμένει το ίδιο (=q) κατά την στερεοποίηση. Το u μειώνεται (λόγω στράγγισης). Ενώ η αυξάνει, μεταφέροντας το φορτίο από το νερό στο έδαφος. q kpa A u Κορεσμένη άργιλος GL u q Dr. C.Sachpazis

7 Μονοδιάστατη Στερεοποίηση ~ η αποστράγγιση και οι παραμορφώσεις είναι κατακόρυφες (όχι πλευρικές) ~ μια απλοποίηση για την επίλυση προβλημάτων στερεοποίησης Νερό που στράγγισε q kpa GL Κορεσμένη άργιλος..λογική απλοποίηση εάν η προσαύξηση του φορτίου είναι μεγάλης πλευρικής έκτασης Dr. C.Sachpazis

8 Σχέσεις H - e Μέση κατακόρυφη παραμόρφωση = H H o q kpa GL H q kpa GL κορεσμένη άργλιος e = e o H o κορεσμένη άργιλος e = e o - e Χρόνος = 0 + Χρόνος = Dr. C.Sachpazis

9 Σχέσεις H - e Θεωρείστε ένα στοιχείο όπου αρχικά V s = 1. e o e 1 Χρόνος = 0 + Χρόνος = Μέση κατακόρυφη παραμόρφωση = e 1 e o Dr. C.Sachpazis

10 Σχέσεις H - e Εξισώνοντας τις δύο εξισώσεις για τη μέση κατακόρυφη παραμόρφωση, καθίζηση στερεοποίησης H H o e 1 e o αλλαγή στον δείκτη πόρων αρχικό πάχος της αργιλικής στρώσης αρχικός δείκτης πόρων Dr. C.Sachpazis

11 Συντελεστής συμπίεσης όγκου m v ~ συμβολίζεται με m v ~ είναι η ογκομετρική παραμόρφωση σε ένα αργιλικό στοιχείο ανά μονάδα αύξησης της τάσης Χωρίς μονάδες αλλαγή στο όγκο αρχικός όγκος V δηλ., m v V kpa -1 or MPa -1 kpa or MPa Dr. C.Sachpazis

12 Δοκιμή Στερεοποίησης ~ προσομοίωση της 1-D στερεοποίησης υπαίθρου στο εργαστήριο. GL αδιατάραχτο εδαφικό δείγμα Διάμετρος = mm Ύψος = mm Πορώδης λίθος Μεταλλικός δακτύλιος (συμπιεσόμετρο ή οιδήμετρο) ύπαιθρος εργαστήριο Dr. C.Sachpazis

13 Δοκιμή Στερεοποίησης Φόρτιση κατά στάδια.επιτρέποντας πλήρη στερεοποίηση πριν την επόμενη φόρτιση q 1 q 2 H 1 H o e o e o - e 1 e H (1 e 1 1 o Ho ) e 2 Dr. C.Sachpazis

14 Δοκιμή Στερεοποίησης αποφόρτιση Dr. C.Sachpazis

15 Δείκτης πόρων (e) Διάγραμμα e log v - Από τα παραπάνω δεδομένα φόρτιση το v αυξάνει & αποφόρτιση το v μειώνεται & το e αυξάνει (διογκώνεται) το e μειώνεται log v Dr. C.Sachpazis

16 Δείκτης πόρων (e) Δείκτες Συμπίεσης και Επανασυμπίεσης C r 1 C c ~ δείκτης συμπίεσης C c C r ~ δείκτης επανασυμπίεσης (ή δείκτης διόγκωσης) 1 C r 1 log v Dr. C.Sachpazis

17 Δείκτης πόρων (e) Τάση Προστερεοποίησης είναι η μέγιστη κατακόρυφη ενεργός τάση που έχει ποτέ υποβληθεί το εδαφικό στοιχείο τάση προστερεοποίησης Dr. C.Sachpazis 2013 p log v

18 Δείκτης πόρων Αρχική Γραμμή Στερεοποίησης e o Αρχική κατάσταση αρχική γραμμή στερεοποίησης VCL e o, vo vo log v Dr. C.Sachpazis p

19 Δείκτης πόρων Λόγος Υπερστερεοποίησης (OCR) e o Αρχική κατάσταση αρχική γραμμή στερεοποίησης VCL vo OCR p vo ' ' Ύπαιθρος Dr. C.Sachpazis 2013 vo p log v

20 Δείκτης πόρων Λόγος Υπερστερεοποίησης (OCR) ~παρούσα κατάσταση OCR=13 αρχική γραμμή στερεοποίησης VCL OCR=1 Κανονικά στερεοποιημέν η άργιλος OCR=2 OCR=13 Ισχυρά υπερστεροποιημένη άργιλος OCR=2 Ελαφρά υπερστεροποιημένη άργιλος log v Dr. C.Sachpazis 2013

21 Συνέχεια Dr. C.Sachpazis

22 Υπολογισμοί Καθιζήσεων H q kpa =q e o, vo, C c, C r, p, m v -δοκιμή οιδημέτρου Dr. C.Sachpazis 2013 Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τρόποι για να υπολογιστεί η καθίζηση λόγω στερεοποίησης: (α) χρησιμοποιώντας το m v καθίζηση = m v H (β) χρησιμοποιώντας το διάγραμμα e-log v e ί 1 e o H επόμενη διαφάνεια

23 Υπολογισμοί Καθιζήσεων ~ υπολογισμός του e από το διάγραμμα e-log v Εάν η άργιλος είναι κανονικά στερεοποιημένη,.ολόκληρη η διαδρομή φόρτισης βρίσκεται κατά μήκος της αρχικής γραμμής στερεοποίησης. e o αρχικά e e C c ' ' log vo vo ' vo vo + Dr. C.Sachpazis 2013

24 Υπολογισμοί Καθιζήσεων ~ υπολογισμός του e από το διάγραμμα e-log v Εάν η άργιλος είναι υπερστερεοποιημένη, και έτσι παραμένει έως το τέλος της στερεοποίησης, αρχικά e C r ' ' log vo ' vo e o e VCL Σημειώστε την χρήση του C r vo vo + Dr. C.Sachpazis 2013

25 Υπολογισμοί Καθιζήσεων ~ υπολογισμός του e από το διάγραμμα e-log v Εάν μία υπερστερεοποιημένη άργιλος γίνει κανονικά στερεοποιημένη κατά το τέλος της στερεοποίησης, αρχικά e ' C log p C r ' vo c log vo ' ' p ' e o e VCL vo p Dr. C.Sachpazis 2013 vo +

26 Προφόρτιση Προφόρτιση έργου οδοποιίας στο Hong Kong. (τοποθέτηση αναχωμάτων ύψους 5-10 m για 2-5 μήνες) Dr. C.Sachpazis

27 Προφόρτιση Τα πιεζόμετρα μετρούν την πίεση νερού πόρων και έτσι προσδιορίζεται πότε η στερεοποίηση έχει ολοκληρωθεί. Dr. C.Sachpazis

28 Προφόρτιση Διατομή από PVD Εγκατάσταση Προκατασκευασμένα Κατακόρυφα Στραγγιστήρια για να επιταχύνουν την στερεοποίηση Dr. C.Sachpazis

29 Προκατασκευασμένα Κατακόρυφα Στραγγιστήρια Εγκατάσταση των PVD Dr. C.Sachpazis