Hogyan határozzuk meg a talaj teherbírását a Lemezterhelési teszt alapján
a lemezterhelési vizsgálat vagy ‘lemezcsapágy-vizsgálat’ az egyik leggyorsabb módszer a talajok teherbírásának és ülepedési jellemzőinek meghatározására a helyszínen. Ez a teszt alapvetően különösen sekély alapok, például betéttalpak tervezésénél hasznos.
alapvetően egy merev lemez betöltése az alapozás szintjén, valamint a terhelés tetszőleges lépésekben történő növelése. Az egyes terhelési növekményeknek megfelelő kiegyenlítést legalább két vagy három, legalább 0,02 mm-es számlálóval kell rögzíteni. a mérőket külön kell elhelyezni 120, illetve 90 6-on. A vizsgálati terhelést fokozatosan növelik, amíg a lemez gyors ütemben el nem kezd leülepedni. A terhelés-kiegyenlítési görbét ábrázoljuk, amelyből meghatározható a talaj ülepedése és teherbírása.
a lemezen lévő terhelés teljes értéke elosztva az acéllemez területével megadja a talaj végső teherbírásának értékét. Biztonsági tényezőt alkalmaznak a talaj biztonságos teherbírásának biztosítására.
a lemezterhelési vizsgálat elvégzéséhez szükséges berendezések a következők;
- ellensúly, például doboz vagy platform nehéz anyagokkal, például betonnal, acéllal stb. A teljes ellensúlynak legalább 10% – kal nagyobbnak kell lennie, mint a várható legnagyobb vizsgálati terhelés.
- hidraulikus emelő alkalmazása a terhelés
- bizonyító gyűrű, 1 kg pontosság, a terhelés mérésére
- csapágy lemez, 350mm, 450mm, és 600mm átmérőjű
- négy tárcsa mérők
- referencia gerendák.
a BS 1377 9. rész szerinti lemezterhelési vizsgálat elvégzésének eljárása a következő;
- legfeljebb 300-600 mm átmérőjű kör alakú lemezt kell használni.
- a lehető leggyorsabban ásson a tesztszintig, hogy minimalizálja a stresszoldás hatásait, különösen a kohéziós töltések során. Mechanikus kotrógép is használható, feltéve, hogy a kotrógép vödörének nincsenek fogai, és az utolsó 100 mm-es ásatási mélységet gondosan, kézzel végzik. Ha a vizsgálatot tesztgödörben végzik, akkor a gödör szélességének a lemez átmérőjének legalább 4-5-ször kell lennie.
- óvatosan vágja le és távolítsa el az összes laza anyagot és a beágyazott darabokat úgy, hogy a lemez területe általában egyenletes és a lehető legzavaróbb legyen.
- védje a vizsgálati területet és a készüléket a nedvességváltozásoktól, a napfénytől és a kedvezőtlen időjárás hatásaitól, amint a vizsgálati szint ki van téve, és a vizsgálat során.
- a lemezt egy vékony (10-15 mm vastag) tiszta, száraz homokrétegre kell helyezni, hogy a lemezt vízszintes felületre lehessen fektetni.
- állítsa be a terhelési és elhajlási, mérőrendszereket úgy, hogy a terhelés excentricitás nélkül kerüljön a lemezre, és az elhajlási rendszer a mellékletek befolyási zónáján kívül legyen. E műveletek során a lemezre kis ülésterhelés alkalmazható a beállítások elvégzéséhez: ennek az ülésterhelésnek kisebbnek kell lennie, mint 5 kN/m2.
- a terhelést öt lépésben kell alkalmazni. Az elszámolás leolvasása itt lesz: 0.50 perces intervallumok az első 2 percben, majd azt követően 1 perces intervallumok, amíg a lemez észlelhető mozgása meg nem áll, azaz amíg az átlagos kiegyenlítési sebesség kevesebb, mint 0,02 mm / 5 perces intervallum.
- minden egyes lépésnél a nyomást a lehető legközelebb állandó szinten kell tartani.
- az utolsó vizsgálati növekmény befejezése után a hidraulikus szivattyú nyomását el kell engedni, és hagyni kell, hogy a lemez ülepedése helyreálljon. Amikor a visszafizettetés lényegében befejeződött, a fennmaradó kiegyenlítési értéket fel kell jegyezni.
Venkatramiah (2006) szerint nagy gondossággal kell eljárni a lemezterhelési teszt terhelés-kiegyenlítési görbéinek eredményeinek értelmezésekor. A lemezterhelési tesztek terhelés-elszámolási görbéiből nyert tipikus görbéket az alábbi ábra mutatja;
az I. görbe a sűrű homokra vagy kavicsra vagy merev agyagra jellemző, ahol Általános nyírási hiba lép fel. A meghibásodásnak megfelelő pontot visszafelé extrapolálva kapjuk meg (az ábrán látható módon), mivel a terhelés kezdeti szakaszaira vonatkozó egyenes kapcsolattól való kifejezett eltérés figyelhető meg. (Ez megközelítőleg egybeesik azzal a ponttal, amelyig az arányosság tartománya kiterjed).
görbe II jellemző laza homok vagy puha agyag, ahol helyi nyírási hiba lép fel. A görbe folyamatos meredeksége figyelhető meg, és meglehetősen nehéz pontosan meghatározni a hibát; azonban az a pont, ahol a görbe hirtelen meredekké válik, a hibának megfelelő pontként van elhelyezve.
a III. görbe sok olyan C-ons talajra jellemző, amelyek a fenti kettő között közbenső tulajdonságokkal rendelkeznek. Itt is a hibapontot nem könnyű megtalálni, és ugyanazt a kritériumot kell alkalmazni, mint a II.görbe esetében.
így látható, hogy néhány eset kivételével a meghibásodási pont önkényes elhelyezkedése elkerülhetetlenné válik a terhelési vizsgálati eredmények értelmezésében.
fontos azonban tudni, hogy a lemezterhelési tesztnek vannak hátrányai, például mérethatások, és nem veszi figyelembe a konszolidációs elszámolás lehetőségét, különösen a kohéziós talajokban. Ezenkívül azt jelentették, hogy a terhelési vizsgálati eredmények tükrözik a talaj jellemzőit, amelyek csak a lemez szélességének körülbelül kétszeresének mélységében helyezkednek el.
ebben a cikkben megmutatjuk, hogyan lehet számításokat készíteni a lemezterhelési tesztből.
példa
lemezterhelési tesztet végeztünk egyenletes homoklerakódáson 1 mélységben.5 m-rel a természetes talajszint alatt a következő adatokat kaptuk;
| nyomás (kPa) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| település (mm) | 0 | 2 | 4.5 | 10 | 17 | 30 | 50 |
a lemez mérete 600 mm 600 mm volt, a gödöré pedig 3,0 m, 3,0 m, 1,5 m.
(i) ábrázoljuk a nyomás-kiegyenlítési görbét, és határozzuk meg a meghibásodási feszültséget.
ii. négyzet alap, 1,5 m 6.5 m, 1,5 m mélységben kell megalapozni ebben a talajban.
feltételezve, hogy a nyírási meghibásodás elleni biztonsági tényező 3,0, a legnagyobb megengedett kiegyenlítés pedig 25 mm, határozza meg a megengedett csapágynyomást.
iii. lábazat kialakítása 600 kN terhelés esetén, ha a talajvízszint nagy mélységben van.
megoldás
(1)a nyomás-kiegyenlítési görbét az alábbi ábra mutatja. A hibapontot a kezdeti és a végső érintő metszéspontjának megfelelő pontként kapjuk meg. Ebben az esetben a meghibásodási nyomás 335 kN/m2.
a végső teherbírás a lemez terhelési teszt qult,bp = 335 kN/m2
alkalmazása korrekció homokos talaj betét és a lábazat szélessége 1,5 m;
qult,f = qult,bp x (szélessége Alapítvány)/(mérete az alaplap) = 335 x (1,5/0,6) = 837,5 kN/m2
alkalmazása biztonsági tényező 3,0 ellen nyírási hiba;
QA = Qult,F/fos = 837,5/3 = 279,16 kN/m2
alternatív megoldásként;
egyenlőségjelet Qult,BP értéke 0,5 Ybpny
ahol;
Bp = az alaplemez mérete = 600 mm
GmbH = a talaj sűrűsége (mondjuk 18.5 kN / m3)
Ny = teherbírási tényező (meghatározandó)
335 = 0.5 x 18,5 x 0,6 x Ny
megoldáskor, Ny = 60,36
ez Terzaghi elméletének felhasználásával körülbelül 36,5 KB-os belső súrlódási szöget tükröz (ons). Az NQ megfelelő értéke 50,48.
a négyzet alapokra szélessége (B) és mélysége (Df) 1,5 m alapozott homok;
qult = qNq + 0,4 yBNy = (18,5 x 50,48) + (0,4 x 18 x 1,5 x 60,36) = 1585,768 kN/m2
qa = qult/FOS = 1585.768/3 = 528.589 kN/m2
elszámolási ellenértékből;
Sp = S2
Sp = 252 = 16 mm
a terheléselosztási görbéből ez az elszámolás 290 kN/m2 nyomásnak felel meg
ebben a konkrét esettanulmányban az elszámolás szabályozza a tervezést.
a legnagyobb megengedett üzemi oszlopterhelés 1,5 m x 1,5 m négyzet alakú padon (1,5 x 1,5 x 290) = 652,5 kN. Ez azt mutatja, hogy a 600 kN oszlopterhelés biztonságosan megtámasztható 1,5 m x 1,5 m talajon a talajon.