Εργαστήριο Εδαφομηχανικής

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εργαστήριο Εδαφομηχανικής Ενότητα 9η: Δοκιμή Συμπιεσομέτρου - Μέρος Α 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 των καθιζήσεων στα λεπτόκοκκα εδάφη, λόγω στερεοποίησης Ο υπολογισμός των καθιζήσεων και του χρόνου στον οποίο θα συμβούν, μέσω συντελεστών, που προκύπτουν από τα αποτελέσματα της δοκιμής του συμπιεσομέτρου 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας Στερεοποίηση Περιγραφή διάταξης συμπιεσομέτρου Διεξαγωγή δοκιμής 5

6 Στερεοποίηση - 1 Μεταξύ των κόκκων της αργίλου επικρατεί ηλεκτροστατική έλξη, λόγω του μικρού μεγέθους (<0,002 mm) Τα μόρια του νερού ως δίπολα έρχονται και κολλάνε πάνω στους κόκκους, με αποτέλεσμα, το νερό να μην μπορεί να διαφύγει εύκολα από την άργιλο 6

7 Στερεοποίηση - 2 Με την επιβολή σταθερού φορτίου (μέσω μιας κατασκευής) σε ένα κορεσμένο αργιλικό έδαφος, το νερό απομακρύνεται πολύ αργά και παράλληλα γίνεται καθίζηση Συνεπώς στερεοποίηση είναι το φαινόμενο της βαθμιαίας μείωσης της περιεκτικότητας σε νερό σε ένα έδαφος, όταν επιβάλλεται σε αυτό σταθερό (μόνιμο) φορτίο 7

8 Στερεοποίηση - 3 Πιό συγκεκριμένα, λόγω της επιβολής του φορτίου, δημιουργείται στο νερό των πόρων μία υπερπίεση Δu Το νερό διαφεύγει μέσω των διαπερατών στρωμάτων, λόγω της υπερπίεσης, με αποτέλεσμα αυτή να ελαττώνεται Όταν αυτή μηδενιστεί (Δu = 0), τότε η στερεοποίηση για το συγκεκριμένο φορτίο ολοκληρώνεται (100% της στερεοποίησης) Παράλληλα γίνεται καθίζηση 8

9 Στερεοποίηση - 4 Στη διάρκεια της στερεοποίησης (πάντα για ένα συγκεκριμένο φορτίο), έχουμε διάφορους βαθμούς στερεοποίησης 40%, 50 %... Σε όλη αυτή τη διάρκεια Δu 0 9

10 Στερεοποίηση - 5 Στα αργιλώδη εδάφη οι καθιζήσεις είναι σχετικά μεγάλες και ολοκληρώνονται σε μεγάλο χρονικό διάστημα ( μερικά χρόνια) Στα χοντρόκοκκα αντίστοιχα οι καθιζήσεις είναι μικρές και ολοκληρώνονται σε μικρό χρονικό διάστημα (στη διάρκεια της κατασκευής του έργου) 10

11 Στερεοποίηση - 6 Συνεπώς το φαινόμενο της στερεοποίησης είναι πιό έντονο στα αργιλικά εδάφη Για να μελετηθούν οι καθιζήσεις στα αργιλικά εδάφη χρησιμοποιείται η διάταξη του συμπιεσομέτρου Μέσα σε μία κυψέλη, το αδιατάρακτο δείγμα του εδάφους, εφαρμόζει σε ένα δακτύλιο Τοποθετούνται πορόλιθοι πάνω και κάτω από αυτό Παράλληλα προστίθεται νερό Οι φορτίσεις γίνονται με βάρη 11

12 Περιγραφή διάταξης - 1 μηκυνσιόμετρο Κυψέλη με το δοκίμιο Ζυγός με βάρη Πλαίσιο μέσω του οποίου μεταφέρεται το φορτίο κάθετα στο δοκίμιο Συμπιεσόμετρο 12

13 Περιγραφή διάταξης - 2 Βάση κυψέλης πορόλιθοι δοκίμιο δακτύλιος Κυψέλη 13

14 Διεξαγωγή δοκιμής - 1 Το αδιατάρακτο συνεκτικό δοκίμιο με το δακτύλιο, τοποθετείται με προσοχή στο δοχείο της κυψέλης και μεταξύ των πορολίθων. Το δοκίμιο πλημμυρίζεται με απεσταγμένο νερό, έτσι ώστε η δοκιμή να γίνεται σε κορεσμένο περιβάλλον. Τακτοποιείται η συσκευή, εφαρμόζεται το κατακόρυφο μηκυνσιόμετρο και τοποθετείται η πρώτη βαθμίδα φορτίου. Παίρνονται ενδείξεις του μηκυνσιομέτρου καθιζήσεων σε καθορισμένους χρόνους Μετά παρέλευση 24 ωρών τοποθετείται η επόμενη βαθμίδα φορτίου και καταγράφονται οι ενδείξεις του μηκυνσιομέτρου για τη νέα τούτη βαθμίδα. 14

15 Διεξαγωγή δοκιμής - 2 Από τον υπολογισμό των καθιζήσεων στους αντίστοιχους χρόνους, προκύπτουν τα διαγράμματα καθιζήσεων λογαρίθμου χρόνου 15

16 Διεξαγωγή δοκιμής - 3 Από τα διαγράμματα αυτά προσδιορίζονται γραφικά οι καθιζήσεις σε βαθμούς στερεοποίησης 100%, 50%, 0% Συμβολίζονται αντίστοιχα με D 100, D 50, D 0 Επίσης προσδιορίζονται οι αντίστοιχοι χρόνοι t 100, t 50 Μετά από υπολογισμούς, με τη βοήθεια αυτών των παραμέτρων, υπολογίζονται οι δείκτες κενών e, ένας για κάθε βαθμίδα φόρτισης Τελικώς κατασκευάζεται το διάγραμμα logp e, όπου p οι φορτίσεις, όπως φαίνεται στο επόμενο σχήμα 16

17 Διεξαγωγή δοκιμής - 4 Από την κλίση της τελικής ευθείας προκύπτει ο δείκτης συμπιεστότητας Cc 17

18 Διεξαγωγή δοκιμής - 5 Συνεπώς ορίζεται ως εξής : Cc = e log p Ο δείκτης συμπιεστότητας Cc είναι καθαρός αριθμός κυμαίνεται κοντά στη μονάδα χρησιμεύει για τον υπολογισμό του ύψους της καθίζησης όσο μεγαλύτερος είναι, τόσο πιό συμπιεστό είναι το έδαφος 18

19 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 19

20 Τέλος Ενότητας