COMPRESIBILITATEA PMNTURILOR

COMPRESIBILITATEA PMNTURILOR

Compresibilitatea este proprietatea pmnturilor de a se deforma sub aciunea unor solicitri exterioare de compresiune.Principiul metodei:

Determinarea n laborator const in urmrirea tasrilor, precum i a evoluiei n timp a acestora, sub efectul ncrcrilor axiale vericale aplicate n trepte. Este o ncercare de msurare in timp a deformaiilor sub sarcin constant, ele unei epruvete cilindrice, cu deformaie lateral mpiedicat i drenare pe cele dou fee orizontale.

Determinarea se realizeaz prin ncercarea la compresiune-tasare i compresiune-consolidare (pe probe saturate i imersate).

ncercarea la compresiune-tasare:

stabilirea relaiei ncarcare tasare n timp

se execut pe pmnturi argiloase saturate, pentru precizarea duratei de stabilizare a tasrilor. se utilizeaz probe cu structur netulburat i tulburat.Aparatura necesar:

Edometrul cu dispozitivul de ncrcare n trepte a probei, tan metalic (d=70 mm, h = 20mm) aezat pe o plac de baz prevzut cu plac poroas filtrant. ncrcarea se aplic prin intermediul unui piston. Tasarea probei se urmrete cu ajutorul unui microcomparator. Dispozitivul de ncrcare const din plci echilibrate prin contragreuti fixe.

Setul de plci de ncarcare permit realizarea urmtoarelor trepte de ncarcare: 0.10, 0.20, 0.50, 1.0, 2.0, 3.0, 5.0, 10.0 daN/cm2.

Modul de lucru:

se aeaz un disc de hrtie de filtru deasupra pietrei poroase inferioare,

se aeaz tana cu proba,

peste prob se aeaz al doile disc de hrtie de filtru,

se monteaz in edometru,

se aplic prima treapt de ncrcare i se aduce microcomparatorul la zero; treapta se menine 30 min. (cam 10-15 in lab.) citirea ncepe prin ncrcarea treptei urmtoare (declanarea cronometrului). Se fac citiri la intervale: 1min, 1h, 2h, 3h,(n lab.1min, 5min, 10min, 15min), pn la stabilizare care se consider atins dac trei citiri consecutive nu difer cu mai mult de 0,01mm. citirile tasrilor h se trec in tabel:

ZIUAORATIMPUL

t (sec)NCRCAREA APLICAT P

(daN/cm2)CITIRI

h

(1/100 mm)TASAREA SPECIFIC

(h/h)100

123456

dup stabilizarea tasrilor se va descrca epruveta pn la treapta iniial care se va menine pn la stabilizare nregistrndu-se tasarea final.

Stana se scoate din aparat, se cntrete, se unsc n etuv i se recntrete se determin umiditatea, greutatea volumic, porozitatea, indicele porilor, gradul de umiditate.

Interpretarea rezultatelor:

coloana 6coloana 4Cu ajutorul curbei se calculeaza modulul de deformaie edometric:

= raportul dintre variatia efortului unitar de compresiune p i variaia corespunztoare tasrii specifice .

EMBED Equation.DSMT4 , intervalul se ia 2-3 dan/cm2.TEMA: compresiune-consolidare coeficientul de compresibilitate

( si in plus laboratorul ce urmeaz)

COMPRESIBILITATEA PMNTURILOR

Compresibilitatea reprezint proprietatea pmnturilor de a se deforma sub aciunea unor ncrcri de compresiune, proces n urma crora devin mai ndesate, mai compacte.

Fenomenele care au loc n interiorul unui masiv de pmnt constau n:

- reducerea porozitii pmntului;

- eliminarea apei libere i a aerului din porii pmntului;

- comprimarea elastic a particulelor solide i chiar strivirea local a unora dintre ele;

- deformare n zona suprafeelor de contact a particulelor solide argiloase;

- comprimarea i dizolvarea parial a aerului i gazelor din porii nchii ai pmnturilor argiloase

Dup cum se observ, fenomenele care definesc compresibilitatea pmnturilor vizeaz toate cele trei faze componente ale acestuia, ns sub aspect cantitativ efectul lor este mult difereniat. Astfel, reducerea porozitii prin apropierea i rearanjarea particulelor solide are rolul hotrtor n procesul de deformare a pmnturilor.

1. Consolidarea pmnturilor

Prin procesul de rearanjare a particulelor componente, respectiv de reducere a porozitii sub aciunea ncrcrilor, se obine o aezare mai dens a granulelor i o mrire a numrului suprafeelor de contact, ceea ce conduce n final la sporirea rezistenei pmnturilor. Din acest motiv, procesul de deformare n timp a pmnturilor sub aciunea unei ncrcri constante poart denumirea de consolidare.

Durata procesului de consolidare este condiionat de viteza de eliminare a apei din pori, care la rndul sau depinde direct de permeabilitate. n practic, se poate considera c consolidarea este un fenomen caracteristic pentru pmnturile argiloase, care sunt caracterizate prin permeabilitate foarte sczut. La nisipuri, chiar dac sunt saturate, nu se poate vorbi de un proces de consolidare n timp deoarece, avnd permeabilitate mare, eliminarea apei din pori se realizeaz practic odat cu aplicarea ncrcrii, dnd posibilitate particulelor s ocupe imediat poziii corespunztoare unei stri mai ndesate.

2. Studiul compresibilitii pmnturilor n condiii de laborator

Pe baza caracteristicilor de compresibilitate se pot evalua i prevedea deformaiile pe care terenul de fundare le sufer sub aciunea ncrcrilor transmise de fundaiile construciilor.

n condiii de laborator, pentru studiul compresibilitii pmnturilor se utilizeaz aparatul edometric. Elementul principal al aparatului l constituie caseta edometric, prevzut cu un inel cilindric rigid, n care se pune proba de pmnt. Asupra probei se aplic n trepte o ncrcare vertical de compresiune prin intermediul uni piston. Pentru a se crea posibilitatea drenrii apei din porii probei, aceasta este intercalat ntre dou pietre poroase. Dimensiunile obinuite ale probelor supuse la ncercri de compresibilitate n edometru sunt: diametrul, 7 10 cm i nlimea 2 3 cm.

Caracteristica principal a ncercrii de compresibilitate const n faptul c deformarea lateral a probei de pmnt este complet mpiedicat, astfel c proba sufer numai deformaii verticale sub aciunea ncrcrii aplicate.

Fiecare treapt de ncrcare, sub form de presiune vertical asupra probei de pmnt, se menine pn cnd procesul de consolidare sub aciunea ei se ncheie, adic deformaia prin comprimare a probei se stabilizeaz. Deformaii verticale finale ale probei se msoar cu ajutorul unui microcomparator. ncercrile se pot efectua att pe probe cu structur netulburat ct i tulburat.

Pe baza rezultatelor ncercrii de compresibilitate n edometru se pot trasa dou diagrame caracteristice pentru pmntul analizat: curba de compresiune tasare i curba de compresiune porozitate.

Curba de compresiune tasare const n reprezentarea grafic a dependenei dintre tasarea specific i presiunea exercitat asupra unei probe de pmnt supus ncercrii de compresibilitate n edometru.

Tasarea specific este definit prin raportul dintre deformaia vertical hi, stabilizat sub aciunea ncrcrii pi i nlimea iniial a probei ho, exprimndu-se n procente:

Fig. 1. Curba de compresiune tasare

Considernd un interval determinat de presiunile p1i p2 crora le corespund tasrile specifice i se poate defini modulul de deformaie edometric M cu relaia:

Pentru a putea compara pmnturile ntre ele n funcie de aceast caracteristic de compresibilitate, se obinuiete ca valoarea lui M, exprimat n kPa, s se calculeze pentru intervalul de presiuni: p1=200 kPa i p2=300 kPa. Aceast valoare se noteaz cu M2-3.

Din curba de compresiune tasare se poate determina i tasarea specific pentru orice valoare a presiunii, ns pentru a compara pmnturile n funcie de compresibilitate se folosete tasarea specific corespunztoare presiunii de 200 kPa . n funcie de aceast valoare, pmnturile se pot grupa astfel:

- pmnturi puin compresibile