incercarea la compresiune monoaxiala

INVESTIGAREA TERENULUI SI EXIGENTE GEOTEHNICE

INCERCAREA LA COMPRESIUNE MONOAXIALA

Incercarea la compresiune monoaxiala este un caz particular al incercarii la compresiune triaxiala in care σ2, σ3 = 0. In acest caz proba este supusa doar la compresiune verticala. Standardul care stabileste metoda de efectuare in laborator a incercarii pamanturilor la compresiune monoaxiala este STAS 8942 6-75. Metoda se aplica pamanturilor argiloase, cu exceptia celor cu neomogenitate accentuata (prezentand concretiuni, separatiuni nisipoase etc.) Incercarea la compresiune monoaxiala se efectueaza, de regula, pe epruvete netulburate. Ea se poate aplica si epruvetelor saturate sau celor uscate la aer, precum si epruvetelor de material tulburat (remaniat sau compactat). Daca epruvetele (tulburate si netulburate) au aceiasi porozitate si umiditate cu cele natural, incercarea poate servi la stabilirea sensivitatii pamantului. Incercarea la compresiune monoaxiala se poate efectua in doua variante:

Cu viteza de deformare axiala constanta, impusa, si masurarea eforturilor unitare normale;

Cu eforturi unitare normale impuse si masurarea deformatiilor axiale care rezulta.Prima variant, este preferabila.

Conform STAS 8942 6-75 rezistenta la compresiune monoaxiala se noteaza cu pc.

cu – coeziunea aparenta a pamantului in N/mm2

1. Principiul metodei

Metoda consta in aplicarea un mod continuu, asupra epruvetei de pamant, a unei incarcari axiale, uniform crescatoare, pentru a se stabili:

Rezistenta la compresiune monoaxiala pc; Deformatia axiala specifica ε corespunzatoare atingerii rezistentei la

compresiune monoaxiala.

Masterant: Chirila Bogdan 1


2. Pregatirea epruvetelor

Din materialul care urmeaza a fi supus incercarii se extrage o epruveta cu stanta metalica prevazuta cu cutit si guler si unsa in prealabil, la interior, cu ulei sau vaselina. Dupa indepartarea cutitului si a gulerului se niveleaza cele doua baze si se scoate epruveta din stanta indepartandu-se cele doua bucati ale acestei prin alunecare pe directia generatoarei. Diametrul epruvetelor cilindrice este de minim 35 mm, iar inaltimea de minimum 70 mm. In cazul pamanturilor ce contin particule de dimensiuni mari, diametrul epruvetelor poate fi sporti pana la cel mult 100 mm, cu pastrarea raportului egal cu aproximativ 2 intre inaltime si diametru. Raportul intre dimensiunea particulei celei mai mari din materialul supus incercarii si diametrul epruvetei este de maximum 1/10, in mod exceptional 1/8; in acest din urma caz se va face mentiune speciala in buletinul de incercare. Pentru pamanturile care nu se preteaza la luarea de epruvete cilindrice (marne), se pot fasona epruvete prismatice cu baza patrata, avand laturile cuprinse intre 40 si 100 mm, cu pastrarea unui raport egal cu aproximativ 2 intre inaltime si latura bazei. Epruvetele trebuie supuse incercarii imediat dupa preparare, pentru a nu-si modifica practice umiditatea si nici structura.

3. Aparatura

Aparat pentru aplicarea incarcarii axiale, cu viteza de deformare impusa sau cu viteza de incarcare impusa. Aparatul poate fi de diferite tipuri; el trebuie sa permita o deformatie axiala specifica de cel putin 20 %. Sensibilitatea trebuie sa fie de minimum 10 -2

N/mm2 pentru eforturi si 0,01 mm pentru deformatii. Stanta cilindrica din metal alcatuita din doua bucati egale, taiate pe generatoare, cu guler si cutit detasabil. In interior stanta trebuie prevazuta cu o conicitate de 2%, diametrul crescand de la cutit spre guler. Grosimea peretelui elementelor stantei nu trebuie sa depaseasca 5% din diametrul interior.Aparatura necesara:

Aparat pentru aplicarea incarcarii axiale; Stanta pentru prelevarea probei; Dispozitiv cu coarda, cutite, spatula pentru fasonarea epruvetelor; Subler cu vernier pentru masurarea epruvetelor cu precizie de 0,1 mm. Cronometru Aparatura pentru determinarea umiditatii pamantului.



4. Modul de lucru

Epruveta se cantareste si se pune in pozitie verticala, in contact cu doua placi de baza ale aparatului, uns in prealabil cu ulei sau vaselina. Epruveta se supune solicitarii de compresiune P in mod continuu si uniform. In cazul incercarii cu deformatii axiale impuse, viteza de deformare trebuie sa fie de circa 1mm pe minut; in cazul incercarii cu efort unitar normal impus, cresterea incarcarii trebuie sa fie de 1….2 N/minut. Incercarea se opreste la ruperea epruvetei sau la atingerea deformatiei axiale specifice ε = 20 %, in cazul cand epruveta cedeaza prin umflare continua, fara a se rupe. Pentru urmarirea comportarii epruvetelor in timpul incercarii, se recomanda sa se efectueze citiri atat ale incarcarii, cat si ale deformatiei, din 30 in 30 secunde in primele 3 minute, si apoi din minut in minut, pana la rupere. Dupa incercare, pe buletinul de incercare, dat in anexa, se face o schita cu modul de rupere a epruvetei, notandu-se, daca este posibil, valoarea unghiului pe care planul de rupere il face cu axa epruvetei. Se determina de asemenea, imediat dupa incercare, umiditatea si eventual greutatea volumica a epruvetei.

5. Calculul si interpretarea rezultatelor

Rezistenta la compresiune monoaxiala, conform STAS 3950-74, reprezinta efortul unitar total σ corespunzator ruperii epruvetei, prismatica sau cilindrica, libera lateral, si se calculeaza cu relatia:

unde,

Pcr – incarcarea de rupere, in N;A – aria transversal a epruvetei, in mm2, determianta cu relatia:

A0 – aria transversal initiala, in mm2;ε – deformatia axiala specifica a epruvetei corespunzatoare ruperii, in %, determinate cu relatia:

Δh – scurtarea epruvetei supuse compresiunii monoaxiale, in mm;

h0 – inaltimea initiala a epruvetei, in mm.



Pentru fiecare determinare se vor efectua incercari paralele pe cel putin trei epruvete. Valoarea rezistentei la compresiune monoaxiala este media aritmetica a valorilor obtinute pe cel putin 3 epruvete, cu conditia ca aceste valori sa nu difere mai mult de 20% fata de medie. Daca aceasta conditie nu este indeplinita, valoarea care nu corespunde se elimina din calcul si se executa una sau mai multe incercari suplimentare. Rezultatele obtinute se trec in buletinul de incercari. Datele obtinute pot fi reprezentate si grafic, punandu-se in abscisa valorile deformatiei axiale specific ε si in ordonata valorile eforturilor unitare normale totale σ. In cazul cand se supun incercarii epruvete din acelasi pamant, atat in stare tulburata cat si netulburata, se determina si sensitivitatea materialului cu ajutorul relatiei:

pc – valoarea rezistentei la compresiune monoaxiala a epruvetelor din material netulburat;pc

’ – valoarea rezistentei la compresiune monoaxiala a epruvetelor din material tulburat;

Vom obtine unul dintre urmatoarele trei tipuri de curbe (figura 1), in functie de consistenta mai mica sau mai mare a esantionului de pamant:

- Curba a - pamant consolidat: Ruperea este bine evidentiata. Tensiunea verticala de rupere este egala cu tensiunea maxima;

- Curba b - pamant normal consolidat: Curba se termina printr-un tronson de dreapta de-a lungul caruia cresterea eforturilor de deformare este mai mica. Ruperea este considerata in punctul de racordare dintre curba initiala si inceputul tronsonului drept.

- Curba c - pamant neconsolidat: Curba nu reprezinta nici punct de maxima tensiune, nici tronson drept. Se adminte ca ruperea corespunde momentului in care:



Figura. 1

Rezistenta la compresiune simpla defineste consistenta pamanturilor coezive (tabelul 1):

\

Tabelul 1 Consistenta pamanturilor coezive

Aceasta incercare este recomandata mai ales pamanturilor argiloase de consistenta care merge de la tare la dura. Esantionul nefiind consolidat, iar viteza de actiune a aparatului nepermitand aproape deloc drenarea pamantului, se considera ca este vorba de o incercare U.U. (nedrenata – neconsolidata).



Figura 2. Cercul lui Mohr pentru starea de compresiune simpla

Figura 3. Proba incercata la compresiune monoaxiala



Avantajele folosirii metodei: Se aplica epruvetelor de material netulburat si tulburat (remaniat

sau compactat); Se poate determina sensitivitatea pamantului; Este o metoda directa de determinare a rezistentei la compresiune

monoaxiala si a deformatiei axiale specific; Aparatura pentru prelevarea probelor nu necesita investitii mari; Incercarea este ieftina si rapida; Materialul utilizat pentru efectuarea incercarii la compresiune

monoaxiala se foloseste si pentru determinarea umiditatii si a greutatii volumice a epruvetei;

Procesare automata a datelor.

Dezavantajele folosirii metodei: Nu se poate folosi la pamanturile necoezive; Nu se poate aplica daca argila prezinta neomogenitati accentuate

sau separatiuni nisipoase; Necesita un numar mare de incercari care sunt calitativ inferioare

in comparatie cu incercare la compresiune triaxiala; Relatia efort - deformatie difera de cea reala; Conduce la rezultate imprastiate.


incercarea la compresiune monoaxiala

Documents