OZNACZENIE MODUŁÓW SPRĘŻYSTOŚCI I ODKSZTAŁCENIA GRUNTU

Definicje

a / Moduł odkształcenia jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego do przyrostu odkształcenia całkowitego mierzonego w kierunku działania naprężenia w jednoosiowym stanie naprężeń .

b / Moduł sprężystości jest to stosunek przyrostu efektywnego naprężenia normalnego do przyrostu odkształcenia sprężystego ( odwracalnego ) mierzonego w kierunku działania naprężenia w jednoosiowym stanie naprężenia .

Oznaczenie modułu sprężystości

Aparatura :

-cylinder do badania CBR ( średnica wewn.- 15 cm, wysokość - 17.5 cm )

-urządzenie obciążające

-płytka stalowa o średnicy ∅ = 0.05 m

-2 czujniki zegarowe

Przygotowanie próbki - jak w badaniu CBR .

Grunt należy przesiać przez sito o oczkach 20 mm . Masa gruntu do badania w cylindrze 1 litrowym powinna wynosić 2.5 - 3.0 kg , zaś w cylindrze 2 litrowym 5.5 - 6.0 kg .Oznaczenie wilgotności optymalnej wykonuje się jak w badaniu Proctora . Grunt należy zagęścić w cylindrze w trzech kolejnych warstwach jednakowej grubości , każdą z nich przy masie ubijaka 4.5 kg , spadającego z wysokości 48 cm lub 6.3 kg z wysokości 32 cm , w cylindrze 2 litrowym należy ubijać 20 uderzeniami. Ostatnia warstwa powinna wystawać o 1 cm ponad górną krawędź cylindra . Po zagęszczeniu powierzchnię należy wyrównać , nałożyć bibułę filtracyjną oraz górną część zamykającą cylinder . Cylinder odwraca się , usuwa się metalowy krążek wyrównujący i zakłada się bibułkę filtracyjną .

Próbne obciążenia .

Na przygotowaną próbkę w cylindrze CBR nakłada się płytkę o średnicy 0.05 m , na której montuje się czujniki zegarowe . Następnie obciąża się ją za pomocą urządzenia obciążającego stopniami , kolejno :

1. 0-0.5

2. 0-1.0

3. 0-1.5

4. 0-2.0-0 ( kG/cm² lub 10^-1 MPa )

Każdy stopień obciążenia należy utrzymać , aż osiadanie płyty /średnie z 2 odczytów / zmniejszy się do 0.01 mm w ciągu 1 minuty . Odczyty na czujnikach należy dokonywać więc co 1 minutę i notować na specjalnych formularzach .

Obliczanie modułów .

Na podstawie wyników badań sporządza się wykres .

Wielkości modułów sprężystości dla gruntów piaszczystych oblicza się z następujących wzorów :

a / dla płyty o średnicy d = 0.05 m

E = 3 (1 - ν² ) p_i a / S_i

b / dla płyty o średnicy d = 0.16 m

E = 2 ( 1 - ν² ) p_i a / S_i

gdzie : ν - współczynnik Poisona

p_i - obciążenie przyłożone na płytę

S_i - przemieszczenie sprężyste odpowiadające p_i

a - promień powierzchni obciążającej

Po zakończeniu badania należy sprawdzić wilgotność i zagęszczenie próbki .

Otrzymane wartości modułów sprężystości gruntu są wykorzystywane przy wymiarowaniu konstrukcji jezdni metodami opartymi o układy warstwowe .

Obliczanie modułów odkształcenia

Wielkości modułów odkształcenia są wykorzystywane do oceny zagęszczenia gruntów podłoża .

Opis badania

Obciążenie przeprowadza się stopniami po 0.5 kG/cm² do 2.0 kG/cm² .

Każdy stopień obciążenia należy utrzymać , aż osiadanie płyty zmniejszy się do 0.01 mm/2 min . Po osiągnięciu 2.0 kG/cm² należy odciążyć grunt stopniami po 1.0 kG/cm² do zera i ponownie obciążyć do 2.0 kG/cm² oraz odciążyć do zera . Odczyty wykonywać dla każdego stopnia obciążenia i odciążenia co 2 minuty . Wykonuje się dwa badania obciążenia i odciążenia dla dwu różnych próbek gruntu .

Moduł odkształcenia ogólnego / pierwotnego / oblicza się wg wzoru :

gdzie : D - średnice płyty

Δp - przyrost obciążenia jednostkowego dla gruntu w

granicach 0.5 - 1.5 kG/cm²

Δs - przemieszczenie całkowite płytki odpowiadające Δp.

Moduł odkształcenia wtórnego / sprężystego / oblicza się wg wzoru :

gdzie : p_2max - maksymalne obciążenie przy drugim cyklu

s₂ - odpowiadające przemieszczenie płyty

Dla tej samej płyty stosunek M_E^'' / M_E^' jest miarą zagęszczenia gruntu . Jeżeli jest mniejszy od 2.2 oznacza , że grunt jest dobrze zagęszczony .

Obliczenie wyników

Otrzymane wyniki:

Obciążenie i odciążenie	ODCZYT		Średnia
		Lewy		Prawy
0,00	13,24	11,73	12,48
0,50	12,8	11,58	12,19
1,00	12,44	11,31	11,87
1,00	12,44	11,31	11,87
1,50	12,28	11,21	11,74
1,50	12,27	11,20	11,74
2,00	12,12	11,09	11,59
2,00	12,11	11,08	11,59
1,50	12,17	11,09	11,63
1,50	12,17	11,09	11,63
1,00	12,19	11,11	11,65
0,50	12,23	11,14	11,68
0,50	12,25	11,17	11,71
0,00	12,36	11,22	11,79
0,00	12,37	11,23	11,80
0,50	12,28	11,17	11,72
0,50	12,28	11,17	11,72
1,00	12,21	11,14	11,68
1,00	12,21	11,14	11,68
1,50	12,17	11,09	11,63
1,50	12,17	11,09	11,63
2,00	12,12	11,02	11,57
2,00	12,12	11,02	11,57
1,50	12,12	11,04	11,58
1,50	12,12	11,04	11,58
1,00	12,14	11,05	11,59
1,00	12,14	11,06	11,60
0,50	12,18	11,09	11,63
0,50	12,18	11,09	11,63
0,00	12,29	11,16	11,73
0,00	12,30	11,16	11,74

0	0
0,5	0,29
1	0,61
1,5	0,74
2	0,89
1,5	0,85
1	0,83
0,5	0,77
0	0,68
0,5	0,76
1	0,8
1,5	0,85
2	0,91

Moduł odkształcenia ogólnego

Moduł odkształcenia wtórnego

Zagęszczenie gruntu

Wnioski

Stosunek M”_E / M'_E jest miarą zagęszczenia gruntu. Grunt jest dobrze zagęszczony gdy stosunek powyższy nie przekracza wartości 2,2. W ćwiczeniu stosunek wynosi 3,92 z czego wynika, że grunt nie jest dobrze zagęszczony.

Politechnika Wrocławska

Wydział Budownictwa

Lądowego i Wodnego

Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z Robót Ziemnych.

„Oznaczenie modułów sprężystości i odkształcenia gruntu”

Sprawdził: Wykonali:

mgr inż. Dariusz Dobrucki Joanna Kaniowska

Maciej Łoś

Jakub Kupczyk

---