CCF20130221058

Celem badań jest określenie granicznej siły pionowej /’ działającej na płytę ob ciążąjącą oraz mechanizmu zniszczenia pionowej skarpy (rys. 12.5) dla ośrodka określonego parametrami: <p = 24° i /= 18,4 kN/rn’ (spójność c określana jest eksperymentalnie w czasie doświadczenia), a następnie porównanie wyników z roz wiązaniem kinematycznie możliwym przy założeniu pojedynczej linii poślizgu.

5.2.2. Stanowisko badawcze

Zagadnienie stateczności skarp rozpatruje się przy założeniu tzw. płaskiego stanu odkształcenia, który charakteryzuje się tym, iż w czasie deformacji cząsteez ki ośrodka poruszają się w jednej płaszczyźnie (stan naprężenia jest trójosiowy) Realizacja takiego stanu odkształcenia wymaga specjalnego stanowiska badawcze go, które przedstawiono na rysunku 12.6. Składa się ono z prostokątnego pojemni ka (1) o długości 1600 mm, wysokości 350 mm i szerokości 320 mm, którego boczne szyby są przezroczyste.

Rys. 12.6. Schemat stanowiska badawczego do badań w płaskim stanie odkształcenia

Pojemnik znajduje się na torowisku (2) i może być poruszany w dwóch kierun kach przy pomocy śruby pociągowej (3), której ruch obrotowy wywoływany jesl przy pomocy silnika elektrycznego (6) poprzez przekładnię ślimakową (4) oraz pasową (5). Zasypuje się go odpowiednio przygotowanym ośrodkiem gruntowym (7), który następnie obciąża się przy pomocy narzędzi (8) (w tym przypadku jest to pionowa ściana o wysokości 300 mm), których szerokość jest równa szerokości pojemnika. W przedstawionym stimowiskii ruch jest odwrócony. Narzędzie (8) jest nieruchome, natomiast ośrodek przesuwa się wraz z. pojemnikiem. W len sposób w ośrodku wywoływany jesl plaski stan odkształcenia, który można obserwować poprzez przezroczyste szyby. Sity poziome działające na narzędzie podwieszone na lizcch wspornikach (9) (zakończonych przegubami kulowymi) mierzone są przy pomocy czujnika siły (10), a następnie (poprzez wzmacniacz i kartę A/C) rejestrowane na ekranie komputera. Wzdłuż krawędzi pojemnika, na ruchomym wózku (II) można przesuwać ubijak, którego stopa (12) ma długość 200 mm i szerokość równą szerokości pojemnika (320 mm).

Wzdłuż trzonka ubijaka (który prowadzony jest w wózku (11)) może przesuwać się ciężarek (13) o określonej masie, który zrzucany z zadanej wysokości umożliwia dynamiczne zagęszczanie ośrodka. Na trzonku można także zawieszać obciążenie statyczne. Śruba rzymska (14) umożliwia zmianę kąta nachylenia toro-w iska (2). Badania zazwyczaj prowadzone są na ośrodku modelowym, co zapewnia utrzymanie parametrów w dłuższym okresie czasu. W tym przypadku do badań /ostanie wykorzystany ośrodek będący mieszaniną: cementu — 50%, bentonitu -.'()%, piasku - 18% i białej wazeliny - 12%. Składowe te były razem wygrzewane w piecu, a następnie mieszane i chłodzone do temperatuiy pokojowej.

5.2.3. Wykonanie doświadczenia

Pojemnik (1) przesuwamy, włączając silnik, tak by ściana pionowa (8) znalazła się w odległości ok. 500 mm od jego tylnej ściany. Następnie, poczynając od dolnej krawędzi pionowej ściany, wsypujemy ośrodek do pojemnika warstwami u grubości =50 mm. Każdą warstwę zagęszczamy przy pomocy prowadzonego w wózku (11) ubijaka (12) kładąc go na powierzchni zasypanej warstwy, a następnie zrzucając z wysokości 150 mm ciężarek (13): pierwsza warstwa dwukrotnie,

-- druga warstwa trzykrotnie,

-    trzecia warstwa czterokrotnie,

-    czwarta warstwa pięciokrotnie itd.

Materiał zagęszczamy na długości co najmniej równej dwóm długościom ubi-jnka (minimum 400 mm). Przy kładzeniu ubijaka należy przestrzegać, aby zachodził on na część już ubitą o stałą wartość 5 mm. W ten sposób wypełniamy pojemnik do górnej krawędzi ściany (8). Procedura ta zapewnia jednorodność ośrodka w badanym obszarze. Na powierzchni ośrodka, w odległości od pionowej ściany równej ok. 300 mm zdejmujemy szufelką materiał do głębokości ok. 25 mm i mie-i/.ymy przy pomocy ścinarki obrotowej spójność ośrodka c. Pojemnik (1) przesuwamy tak, aby ściana pionowa znalazła się w odległości ok. 500 mm od krawędzi nlworzonej w ten sposób pionowej skarpy. Na powierzchnię ośrodka kładziemy ubijak (pod którym znajduje się płytka teflonowa o wymiarach ubijaka) tak, aby krawędź skarpy przebiegała w jego połowie (stopa ubijaka wystaje poza skarpę 100 mm).