cum se determină capacitatea portantă a solurilor din testul de încărcare a plăcii
testul de sarcină pe placă sau’ testul lagărului pe placă ‘ reprezintă una dintre cele mai rapide modalități de determinare a capacității portante și a caracteristicilor de așezare a solurilor la fața locului. Acest test este, în esență, util în special pentru proiectarea fundațiilor superficiale, cum ar fi suporturile pentru tampoane.
practic, constă în încărcarea unei plăci rigide la nivelul fundației și creșterea sarcinii în trepte arbitrare. Decontarea corespunzătoare fiecărei creșteri de sarcină este înregistrată folosind cel puțin două sau trei indicatoare cu un număr minim de 0,02 mm. indicatoarele trebuie plasate separat la 120 sau, respectiv, 90, respectiv. Sarcina de încercare este crescută treptat până când placa începe să se așeze într-un ritm rapid. Curba de decontare a sarcinii este reprezentată grafic din care se poate determina capacitatea de așezare și portantă a solului.
valoarea totală a sarcinii pe placă împărțită la suprafața plăcii de oțel dă valoarea capacității portante finale a solului. Un factor de siguranță este aplicat pentru a da capacitatea portantă sigură a solului.
aparatele necesare pentru efectuarea unei încercări de încărcare pe placă sunt;
- contragreutate, cum ar fi cutie sau platformă cu materiale grele, cum ar fi beton, oțel etc. Contragreutatea totală trebuie să fie cu cel puțin 10% mai mare decât sarcina maximă de încercare anticipată.
- cric hidraulic pentru aplicarea sarcinii
- inel doveditor, precizie de 1 kg, pentru măsurarea sarcinii
- placă de rulment, 350mm, 450mm și 600mm diametru
- patru Manometre cu cadran
- grinzi de referință.
procedura de efectuare a testului de încărcare a plăcii conform BS 1377 partea 9 este următoarea;
- se utilizează o placă circulară cu diametrul maxim de 300 – 600mm.
- excavați la nivelul de încercare cât mai repede posibil pentru a reduce la minimum efectele detensionării, în special în cazul umplerilor coezive. Un excavator mecanic poate fi utilizat cu condiția ca Cupa excavatorului să nu aibă dinți și ultima adâncime de excavare de 100 mm să fie efectuată cu atenție manual. Dacă testul este efectuat într-o groapă de testare, lățimea gropii trebuie să fie de cel puțin 4 până la 5 ori diametrul plăcii.
- tăiați cu atenție și îndepărtați toate materialele libere și orice fragmente încorporate, astfel încât zona plăcii să fie în general plană și cât mai netulburată posibil.
- protejați zona de testare și aparatul de schimbările de umiditate, lumina soarelui și efectele vremii nefavorabile imediat ce nivelul de testare este expus și pe tot parcursul testului.
- placa trebuie așezată pe un strat subțire (cu grosimea de 10 până la 15 mm) de nisip curat și uscat pentru a obține o suprafață plană pe care să se așeze placa.
- configurați sistemele de încărcare și deformare, de măsurare, astfel încât sarcina să fie aplicată pe placă fără excentricitate, iar sistemul de deformare să fie în afara zonei de influență a atașamentelor. În timpul acestor operațiuni, pe placă se poate aplica o sarcină mică pe scaune pentru a permite efectuarea ajustărilor: această sarcină pe scaune trebuie să fie mai mică de 5 kN/m2.
- sarcina se aplică în cinci trepte. Citirea decontării va fi luată la 0.Intervale de 50 de minute pentru primele 2 minute și intervale de 1 minute după aceea, până când mișcarea detectabilă a plăcii s-a oprit, adică până când rata medie de așezare este mai mică de 0,02 mm pe interval de 5 minute.
- la fiecare increment, presiunea trebuie menținută cât mai aproape posibil constantă.
- după finalizarea incrementării finale a încercării, presiunea din pompa hidraulică trebuie apoi eliberată și așezarea plăcii este lăsată să se recupereze. Atunci când recuperarea este în esență completă, se înregistrează valoarea reziduală de decontare.
conform lui Venkatramiah (2006), se acordă o mare atenție interpretării rezultatelor din curbele de decontare a sarcinii pe placă. Curbele tipice obținute din curbele de decontare a sarcinii încercărilor de încărcare a plăcilor sunt prezentate în figura de mai jos;
curba I este tipică nisipului dens sau pietrișului sau argilei rigide, în care apare eșecul general de forfecare. Punctul corespunzător eșecului este obținut prin extrapolarea înapoi (așa cum se arată în figură), deoarece se observă o abatere pronunțată de la relația liniară care se aplică etapelor inițiale de încărcare. (Aceasta coincide aproximativ cu punctul până la care se extinde intervalul de proporționalitate).
curba II este tipică nisipului liber sau argilei moi, în care apare eșecul local de forfecare. Se observă o înclinare continuă a curbei și este destul de dificil să se identifice eșecul; cu toate acestea, punctul în care curba devine brusc abruptă este localizat și tratat ca fiind cel care corespunde eșecului.
curba III este tipică pentru multe soluri c-inktiv care prezintă caracteristici intermediare între cele două de mai sus. Aici, de asemenea, punctul de eșec nu este ușor de localizat și se aplică același criteriu ca și în cazul curbei II.
astfel, se vede că, cu excepția câtorva cazuri, locația arbitrară a punctului de eșec devine inevitabilă în interpretarea rezultatelor testului de sarcină.
cu toate acestea, este important de știut că testul de încărcare a plăcii are unele dezavantaje, cum ar fi efectele de dimensiune și nu ia în considerare posibilitatea decontării consolidării, în special în solurile coezive. În plus, se raportează că rezultatele testelor de sarcină reflectă caracteristicile solului situate numai la o adâncime de aproximativ două ori lățimea plăcii.
în acest articol vom arăta cum se fac calcule din testul de încărcare a plăcii.
exemplu
s-a efectuat o încercare de încărcare a plăcii pe un depozit uniform de nisip la o adâncime de 1.5m sub nivelul natural al solului și s-au obținut următoarele date;
| presiune (kPa) | 0 | 50 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 |
| decontare (mm) | 0 | 2 | 4.5 | 10 | 17 | 30 | 50 |
dimensiunea plăcii a fost de 600 mm, 600 mm, iar cea a gropii de 3,0 m, 3,0 m, 1,5 m.
(i) se trasează curba presiune-decont și se determină tensiunea de defectare.
(ii)un picior pătrat, 1,5 m int. 1.5 m, urmează să fie fondat la 1,5 m adâncime în acest sol.
presupunând factorul de siguranță împotriva defecțiunii de forfecare ca 3.0 și decontarea maximă admisă ca 25 mm, determinați presiunea admisibilă a rulmentului.
(iii) proiectarea bazei pentru o sarcină de 600 kN, dacă pânza freatică este la o adâncime mare.
soluție
(1) curba presiune-decontare este prezentată în figura de mai jos. Punctul de eșec este obținut ca punct corespunzător intersecției tangentelor inițiale și finale. În acest caz, presiunea de defectare este de 335 kN/m2.
capacitatea portantă finală de la testul de încărcare a plăcii qult,bp = 335 kN/m2
aplicarea corecției pentru depunerea solului nisipos și o bază de 1,5 m lățime;
qult,f = qult,bp x (lățimea fundației)/(dimensiunea plăcii de bază) = 335 x (1,5/0,6) = 837,5 kN/m2
aplicarea unui factor de siguranță de 3,0 împotriva eșecului de forfecare;
QA = Qult,f/fos = 837,5/3 = 279,16 kN/m2
alternativ;
echivalează valoarea Qult,BP la 0,5 Ybpny
unde;
BP = dimensiunea plăcii de bază = 600 mm
XV = densitatea solului (să zicem 18.5 kN / m3)
Ny = factorul capacității portante (de determinat)
335 = 0.5 x 18,5 x 0,6 x Ny
la rezolvare, NY = 60,36
acest lucru se reflectă într-un unghi de frecare internă (Inqq) de aproximativ 36,5 inqq folosind teoria lui Terzaghi. Valoarea corespunzătoare a Nq este de 50,48.
pentru un picior pătrat de lățime (B) și adâncime (Df) 1,5 m fondat pe nisip;
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
din luarea în considerare a decontării;
Sp = S2
Sp = 252 = 16 mm
din curba de decontare a sarcinii, această decontare corespunde unei presiuni de 290 kN/m2
pentru acest studiu de caz particular, decontarea va guverna proiectarea.
sarcina maximă admisă a coloanei de serviciu pe un suport pătrat de 1,5 m x 1,5 m va fi, prin urmare, (1,5 x 1,5 x 290) = 652,5 kN. Acest lucru arată că o sarcină de coloană de 600 kN poate fi susținută în siguranță pe o bază de 1,5 m x 1,5 m pe sol.