Zemin Sıkıştırma - Süreci, Gerekliliği ve Sıkıştırma Teorisi
Toprağın sıkıştırılması, yükleme altında uygun davranışı için gerekli belirli fiziksel özelliklerin elde edilmesine yardımcı olduğu için önemli bir süreçtir: örneğin bir toprak barajı veya otoyolun uygun şekilde sıkıştırılması Dolgu, yerleşim şansını azaltır, kayma dayanımını arttırır. Toprağın yoğunluğundan ve toprağın geçirgenliğini azaltır.
1933 yılında Scientist RR Proctor, topraktaki su içeriği ile sıkıştırılacak toprağın kuru yoğunluğu arasında doğrudan bir ilişki olduğunu göstermiştir. Ayrıca “optimum su içeriği” olarak adlandırılan belirli bir su içeriğinde; toprak belirli bir miktarda sıkıştırma enerjisinde maksimum yoğunluğa ulaşmıştır.
Sıkıştırma özellikleri ilk önce laboratuarda çeşitli sıkıştırma testleri ile belirlenir. Bu testler aşağıdaki yöntemlerden herhangi birine veya bir sıkıştırma tipine dayanmaktadır: Darbe veya dinamik, yoğurma, statik ve titreşimli. Toprağın su yoğunluğu ilişkisini belirlemek için kullanılan laboratuarda, kullanılan normal sıkıştırma testleri şunlardır: standart ve modifiye edilmiş proctor testleri, Harvard minyatür sıkıştırma testi, Abbot Sıkıştırma testi ve Jodhpur - mini sıkıştırma cihazı.
Sıkıştırma (Tanım):
Sıkıştırma, toprağın su muhtevasında çok az veya hiç değişiklik olmadan hava boşluklarının azaltılması yoluyla elde edilen haddeleme, kurcalama veya titreşim gibi dinamik yükleme ile toprak parçacıklarının birbirine daha yakın bir şekilde paketlenmesi işlemidir. Başka bir deyişle, sıkıştırma, toprağı daha küçük bir hacme sıkıştırmak için ekipmanın kullanılmasıdır, böylece kuru yoğunluğunu arttırmakta ve mühendislik özelliklerini iyileştirmektedir. Sıkıştırma, havanın hacmindeki azalma ile sağlanır, çünkü katı ve su, şekil 8.1'de gösterildiği gibi neredeyse sıkıştırılamaz.
Sıkıştırma Gerekliliği:
Toprak sıkışması, toprak mühendisliği için toprak işinin en önemli kısımlarından biridir.
Sıkıştırma aşağıdaki nedenlerden dolayı gereklidir:
(i) Sıkıştırma, dolgunun kayma mukavemeti, yoğunluğu, geçirgenliği vb. gibi mühendislik özelliklerini geliştirir.
(ii) Aşırı yerleşme potansiyelini azaltır.
(iii) Heyelanlar gibi şev stabilitesi problemlerinin şansını azaltır.
(iv) Boşluk oranını azaltarak toprakta tutulabilecek su miktarını azaltır ve böylece gerekli kuvvetin korunmasına yardımcı olur.
(v) Zemin yüzeyini uygun koşullarda tutmaya yardımcı olan erozyon direncini arttırır.
Sıkıştırma Teorisi:
Toprağın sıkışması, elde edilen kuru yoğunluğu bakımından ölçülür. Kuru yoğunluk, toprağın kütlesinin toplam hacminin birim başına katı ağırlığıdır. Proctor, sıkıştırma işleminin (i) nem içeriğine (ii) toprak türü ve (iii) sıkıştırma çabalarına bağlı olduğunu göstermiştir. Standart kompaktif aktif çaba kullanarak, toprak numunesinin, 1000 cc'lik bir silindirik kalıba sıkıştırıldığı laboratuvarda çalışma sıkıştırma yöntemini önermişti. Küf içerisindeki toprak ağırlıklandırılır ve su içeriği ölçülür.
Kuru yoğunluk, aşağıdaki ifade kullanılarak hesaplanır:
Yd = Y / 1 + m
m su içeriği
Yığın yoğunluğu, y nemli toprak kütlesinin toprak hacmine oranı alınarak elde edilir. Kuru yoğunluk, gm / cm3 veya kg / m3 veya ton / m3 cinsinden ifade edilir.
Laboratuar Sıkıştırma Testi:
Laboratuar sıkıştırma testinin amacı, kontrollü koşullar altında bir toprak için kuru yoğunluk ve nem içeriği arasında bir ilişki kurmaktır. RR Proctor (1933), evrensel bir standart olan sıkıştırılmış dolguyu değerlendirmek için bir yöntem geliştiren ilk kişi oldu ve test, standart proctor testi olarak bilinir. Standart proctor testi, BIS uyarınca ışık sıkıştırma testi olarak da bilinir. AASHO daha yüksek bir sıkıştırma standardı vermek için modifiye edilmiş bir test geliştirmiştir ve modifiye edilmiş proctor testi olarak bilinir. Aynı şey BIS'e göre ağır sıkıştırma testi olarak da bilinir.
Standart Proctor Testi (veya Hafif Sıkıştırma Testi):
Cihaz, iç çapı 100 mm, 127.3 mm yüksekliğinde ve 1000 cc hacminde bir silindirik metal kalıptan oluşur. Bu test için kullanılan tokmak, 2.6 kg kütle, 310 mm serbest düşüş ve yüz çapı 50 mm'dir. Kalıp çıkarılabilir taban plakası ve 60 mm yüksekliğinde bir yaka ile donatılmıştır. Cihaz şekil 8.2'de gösterilmiştir.
4.75 mm IS eleklerden geçen yaklaşık 4 kg havayla kurutulmuş toprak, az miktarda su ile iyice karıştırılır. Islak numune, biz bezle kaplanır ve suyun uygun şekilde emilebilmesi için uygun bir olgunlaşma süresi için bırakılır.
Boş kalıp taban plakasına tutturulur ve tartılır. Yaka daha sonra üstteki kalıba tutturulur. Islak ve olgunlaşmış toprak kalıbın içine yerleştirilir ve yüzey üzerine eşit bir şekilde dağıtılmış 25 darbeli tokmak verilerek sıkıştırılır. Toprak üç kat halinde sıkıştırılır. Her katmanda toplanan toprak hacmi, sıkıştırılmış yüksekliğinin, kalıbın toplam yüksekliğinin yaklaşık üçte biri olacak şekildedir. İkinci katmanı yerleştirmeden önce, ilk katlanan katmanın üst kısmı, her iki katmanın da uygun şekilde bağlanması için çizilir.
İkinci ve üçüncü katmanlar ayrıca, 25 darbeli tokmak vererek sıkıştırılır. Daha sonra yaka çıkarılır ve fazla toprak kalıbın üst kısmı ile aynı hizada kesilir. Sıkıştırılmış toprak ile birlikte kalıp daha sonra sıkıştırılmış toprağın kütlesini elde etmek için tartılır. Nem içeriği testi için sıkıştırılmış toprağın merkezinden temsili bir örnek alınır.
Daha sonra toprak kalıptan çıkarılır ve orijinal örnek ile karıştırılır. Numune içine yaklaşık% 2 daha fazla su eklenir ve test tekrarlanır. Prosedür, sıkıştırılmış toprağın kütlesi azalmaya başlayana kadar devam eder.
Test için kütle yoğunluğu ve kuru yoğunluk, bilinen toprak kütlesi değerlerinden, toprak hacmine, yani kalıbın hacmine ve her testin nem içeriğine eşit olarak hesaplanır.
g = Toprağın kütlesi / Toprak Hacmi = M / 1000 gm / cc
Toprağın kuru yoğunluğu, Yd = Y / 1 + m gm / cc
burada M = gm cinsinden toprak kütlesi
m = su içeriği veya nem içeriği
Toprağın hacmi = Küfün hacmi
= 1000 cc
% Su içeriği ve kuru yoğunluk arasında bir grafik çizilir ve elde edilen eğri, şekil 8.3'te gösterildiği gibi sıkıştırma eğrisi olarak adlandırılır. Grafikten, toprağın kuru yoğunluğunun, su içeriği arttıkça, maksimum yoğunluğa ulaşılıncaya kadar artmaya devam ettiği açıktır. Maksimum kuru yoğunluğa karşılık gelen su içeriğine optimum nem içeriği (OMC) denir.
Modifiye Proctor Testi veya Ağır Sıkıştırma Testi:
Modifiye edilmiş proctor testi, ağır taşıtlar için gereken daha ağır sıkıştırma için AASHO tarafından geliştirilmiş ve standartlaştırılmıştır. Bu test BIS tarafından uyarlanmıştır ve ağır sıkıştırma testi olarak bilinir. Modifiye Proctor testinde, kullanılan kalıp 1000 cc hacmine sahip standart proctor testindeki ile aynıdır.
450 mm'lik bir damla ile 4, 9 kg ağırlığında bir tokmak kullanılır. Test prosedürü standart proctor testine benzer. Tek fark, toprağın 3 tabaka yerine 5 tabaka halinde sıkıştırılmasıdır, her tabakaya, yüzey üzerine eşit bir şekilde dağıtılmış tokmaktan 25 üfleme verilir. Kuru yoğunluğun ve maksimum kuru yoğunluğun hesaplanması, standart proctor testine benzer. Şekil 8.4, değiştirilmiş proctor test eğrisini gösterir.
Su içeriği ve kuru yoğunluk arasında bir eğri çizilir. Bu testte, su içeriği kuru yoğunluk eğrisi standart proctor testi kuru yoğunluk eğrisi üzerinde yatıyor ve standart proctor test eğrisi üzerinde yatıyor ve tepe noktası nispeten sola doğru yerleştirilmiş. Dolayısıyla, aynı toprak için daha ağır sıkıştırma etkisi, maksimum kuru yoğunluğu arttırmak ve optimum su içeriğini azaltmaktır. Değiştirilen tarafından iletilen comp-aktif. AASHO test çekici Proctor'un çekici tarafından iletilen enerjinin yaklaşık 4.5 katıdır.
Büyük Kalıp ile Standart Proctor Testi :
Yüzdesi 4.75 mm IS elek üzerinde tutulan topraklar için daha büyük kapasiteli kalıpta standart Proctor testi yapılır. Bu tür topraklar için yüzdesi 4.75 mm IS elek üzerinde tutulan yüzde 20'den fazla olan kalıp 2250 CC, iç çap 150 mm ve 127.3 mm yükseklik kullanılır. 2250 cc kalıp için yaklaşık 6 kg toprak örneği alınmıştır. Kullanılan Rammer, standart Proctor testine benzer. Test prosedürü, her katmanın 25 üfleme yerine 56 üfleme ile sıkıştırılması farkına sahip olan standart proctor testi ile aynıdır.
Önemli Tanımlar:
Maksimum Kuru Yoğunluğu:
Maksimum sıkıştırmaya karşılık gelen toprağın kuru yoğunluğu, maksimum kuru yoğunluğu olarak bilinir. (Yd) max. - kilin maksimum kuru yoğunluğu kumdan daha fazladır. Kumda maksimum sıkıştırma elde etmek için, ya kuru halde ya da doymuş bir durumda sıkıştırılmalıdır.
Optimum Nem İçeriği (OMC):
Kuru yoğunluğun belirli bir kompaktif çaba için maksimum olduğu su içeriği veya nem içeriği, optimum nem içeriği olarak bilinir. Uyumsuz toprağa kıyasla ince taneli topraklar için daha yüksek optimum nem içeriğinde maksimum kuru yoğunluk elde edilir.
Sıfır hava boşluğu hattı:
Toprağın tüm havası sıkıştırma ile dışarı atılabilirse, toprak tamamen doygun hale gelebilir ya da toprak sıfır hava boşluğu durumunda kalır. Pratik olarak, tam bir doygunluğa ulaşmak için doygunluğa ulaşmak imkansızdır, doygunluktaki kuru yoğunluk ve su içeriği arasındaki ilişkiyi gösteren çizgiye sıfır hava boşluğu çizgisi veya teorik doygunluk çizgisi denir. Sıfır hava boşluğu çizgisi şekil 8.5'te gösterilmiştir.
Sıkıştırmayı Etkileyen Faktörler:
Sıkıştırılmış yoğunluğu etkileyen çeşitli faktörler aşağıdaki gibidir:
(i) Nem içeriği
(ii) Kompakt çaba
(iii) Toprak tipi
(iv) Sıkıştırma yöntemi
(v) Katkı maddesi ilavesi.
(i) Nem içeriği:
Toprağın nem içeriği, sıkıştırmayı etkileyen tüm faktörlerin dışında, sıkıştırılmış yoğunlukta en önemli etkiye sahiptir. Nem içeriği arttıkça kuru yoğunluğu artmaya devam eder; Şekil 8.6'da gösterildiği gibi maksimum değer elde edilir. Nem içeriğinin daha da artmasından sonra toprağın kuru yoğunluğunu azaltır. Aşağıdaki şekilde açıklanmaktadır: Düşük nem içeriğinde, kayma direnci yüksektir; toprak eğilimi Çizginin sert olması ve sıkıştırılması zordur. Artan nem içeriğinde su, toprak parçacıklarını yağlar ve daha uygulanabilir hale getirir.
Bu, daha düşük boşluk oranı ve daha yüksek kuru yoğunluk ile sonuçlanır. Özel nem içeriğinde maksimum kuru yoğunluğa ulaşıldıktan sonra, eğer nem içeriği daha fazla artarsa, su, hava boşluklarında kayda değer bir düşüşe neden olmadan toprak parçacıklarını ayrı tutma eğilimindedir. Bu düşük kuru yoğunluğa neden olur.
(ii) Kompaktif çaba (sıkıştırma miktarı):
Sıkıştırma miktarı, maksimum kuru yoğunluğu ve optimum nem içeriğini (OMC) büyük ölçüde etkiler. Kompaktif çabanın arttırılması, maksimum kuru yoğunluğu arttırma eğilimindedir, ancak Şekil 8.7'de gösterildiği gibi OMC'yi azaltır. Grafikten, bir toprak için maksimum kuru yoğunluğun sadece belirli bir rekabetçi çaba için maksimum olduğu açıktır.
Aynı toprak için farklı sıkıştırma çabaları için farklı sıkıştırma eğrilerinin zirvelerinden çekilen çizgi, “optimumlar hattı” olarak bilinir.
(iii) Toprak tipleri:
Spesifik bir kompaktif çaba için, farklı topraklar, farklı OMC'de farklı maksimum kuru yoğunluğu elde eder. İyi dereceli kaba taneli topraklarda daha düşük optimum nem içeriğindeki daha yüksek yoğunluklar elde edilir. İnce taneli topraklar çok daha yüksek optimum nem içeriğine sahiptir ve daha düşük spesifik kuru yüzeyler nedeniyle yağlama için daha fazla su gerektirdiğinden daha düşük kuru yoğunluklara sahiptir. Şekil 8.6, yapışkan ve yapışmasız toprak için genel su içeriği şeklini ve kuru yoğunluk eğrisini göstermektedir.
(iv) Sıkıştırma yöntemi:
Kullanılan sıkıştırma yöntemi, sadece belirli bir toprağın sıkıştırılma kolaylığını etkilemekle kalmaz, aynı zamanda, sıkıştırılmış toprağın yapısı üzerindeki etkisiyle sıkıştırılmış malzemenin toprak özelliklerini de etkiler. Özel bir sıkıştırma çabası için, kullanılan sıkıştırma yöntemi farklı ise bir toprağın kuru yoğunluğu farklı olacaktır.
(v) Katkıların eklenmesi:
Toprağın sıkışma özelliklerini iyileştirmek için çimento uçucu, kireç, Kankar vs. gibi farklı katkılar eklenir. Elde edilen maksimum kuru yoğunluk, toprağa eklenen katkı miktarına ve türüne bağlıdır. Elektrolit katkısı maksimum kuru yoğunluğu% 5 ila 10 arttırır ve OMC'yi azaltır. Kuru havalarda çakıl yollarını iyileştirmek için kullanılan kalsiyum klorür, kuru yoğunluğunu% 12'ye kadar arttırır.
Alan Sıkıştırma Yöntemi:
Maksimum kuru yoğunluğa ulaşmak için alanda uygun bir sıkıştırma yöntemi seçilir.
Sıkıştırma yöntemi, aşağıdaki adımları içerir:
(i) Ödünç toprağın seçilmesi.
(ii) Toprağı çukurdan yükleme, alana taşıma ve boşaltma, (buldozerler ve tekerlekli yükleyiciler, kısa mesafeler için toprakları taşıyabilir. Kazıyıcılar, orta mesafeler için çok verimlidir. toprak yükleyiciler tarafından kazıldığı zaman).
(iii) Dökülmüş toprağın normalde 200 mm kalınlığında ince tabakalara yayılması.
(iv) Toprağın su içeriğinin, sırasıyla OMC'nin üstünde veya altında olması durumunda, kurutularak veya su ilave edilerek değiştirilmesi.
(v) Uygun sıkıştırma ekipmanının seçilmesi ve sıkıştırılması. Bir sonraki katman, birinci katın sıkıştırılmasından sonra yerleştirilir. Toprak, yuvarlanma, çarpma veya titreşimle sıkıştırılır. Bir sıkıştırma ekipmanı için belirli bir yoğunluk elde etmek için gereken geçiş sayısı, belirli sayıda geçişin ardından, sıkıştırılmış malzemenin yoğunluğunun belirlenmesi ile işlenir.
Saha Sıkıştırma Ekipmanı: Sahada dolgu, alt sınıf, yol tabanı vb.
(a) Makaralar
(b) Tokmaklar
(c) Vibratörler.
Alanda sıkıştırma için kullanılan farklı tipteki silindirler şunlardır:
(i) Koyun ayak merdaneleri
(ii) Tampon ayak silindirleri
(iii) Düz tekerlek tekerlekleri
(iv) Pnömatik tekerlekli silindirler
(v) Vibrasyonlu silindirler
(i) Koyun ayak silindirleri:
Koyun ayak makaraları baskı ve yoğurma yoluyla toprağı sıkıştırır. Bu makaralar çeşitli topraklarda kullanılabilir, ancak en iyi sonuçlar siltlerde ve killerde elde edilir. Yüzeyinde koyun ayağı gibi çok sayıda çıkıntı bulunan içi boş bir çelik tamburdan oluşur. Silindirin ağırlığını arttırmak için tambur su veya ıslak kumla doldurulabilir.
(ii) Tampon ayak silindirleri:
Sıkıştırma ayağı merdaneleri koyun ayak makaralarına çok benzer, buna karşılık olarak daha küçük temas basıncına sahip büyük ayaklar kullanırlar. Daha hızlı bir şekilde çalıştırılabilirler, ancak toprağı büyük bir derinliğe sıkıştıramazlar.
(iii) Düz tekerlek tekerlekleri:
Bu tip silindirler toprağı sıkıştırmak için uygun değildir, çünkü temas basıncı koyunların ayak silindirlerininkinden çok daha düşüktür. Bu silindirler, agrega taban yolunu ve asfalt kaplamaları sıkıştırmak için kullanılır. Düz tekerlek tekerlekleri iki tiptedir. Her zamanki tipin önünde tek bir tambur ve arkada iki büyük çaplı makara vardır. Diğer tipte, her biri önde ve arkada olmak üzere iki özdeş tambur vardır.
(vi) Pnömatik tekerlekli silindirler:
Pnömatik lastikli merdaneler (lastik merdane merdaneleri olarak da bilinir) basınç ve yoğurma yoluyla toprağı sıkıştırır. Bu silindirler, birkaç lastik üzerinde duran ağır ünitelerdir. Her lastik bağımsız olarak yukarı ve aşağı hareket edebilir. Temas basıncı yaklaşık 600 KPa'dır. Bu silindirler, toprak katmanlarını 250-300 mm gevşek kalınlıkta sıkıştırabilir. Bu makaralar hem yapışkan hem de yapışmasız toprakların sıkıştırılması için çok uygundur.
(v) Vibrasyonlu silindirler:
Titreşim silindirleri, titreşimli mekanizma ilavesiyle birlikte düz tekerlek silindirlerine benzer. Bu silindirler baskı, yoğurma ve titreşimle toprağı sıkıştırır. Bunlar kumlu ve çakıllı topraklar için uygundur. Bu silindirlerin en ağırları 1 metreye kadar gevşek kalınlığa sahip toprağı sıkıştırabilir.
Tokmaklar:
Tokmaklar, toprakları göreceli olarak küçük alanlarda sıkıştırmak için kullanılır ve sıkıştırma kanallarının eğimi vb. Gibi silindirlerin çalıştırılamaması durumunda
Tarla sıkıştırma işleminde kullanılan tokmaklar iki tiptedir:
(i) Elle çalışan tokmaklar
(ii) Mekanik tokmaklar.
Elle çalıştırılan tokmaklar, daha küçük alanların topraklarını sıkıştırmak için kullanılır. Demir bloktan oluşur. Tahta sapına tutturulmuş ağırlıkça yaklaşık 3 ila 4 kg. Tokmağı kaldırarak ve düşürerek sıkıştırılacak olan toprağa darbeler verilir. Mekanik tokmaklar her türlü toprakta kullanılabilir, ancak uygun maliyetli değildir. Diğer sıkıştırma yöntemlerinin kullanılamadığı toprakların sıkıştırılması için uygundur. Elle çalışan tokmaktan çok daha ağırdır, 30 ila 150 kg arasındadır. Mekanik tokmak, içten yanmalı tipte veya pnömatik tipte olabilir.
vibratör:
Vibratörler kumlu ve çakıllı toprakları sıkıştırmak için kullanılır. Bunlar titreşimli titreşimli sıkıştırma ekipmanları kullanılarak toprağı sıkıştırır ve toprağa güçlü titreşimler sağlamak için eksantrik ağırlıklar veya başka bir cihaz kullanır. Vibratörler tarafından üretilen titreşimler tipik olarak dakikada 1000-3500 devir frekansına sahiptir. Eğer bir titreşimli ünite bir merdane üzerine monte edilmişse, buna titreşimli merdane denir. Plaka tipi vibratörler de piyasada bulunmaktadır.
Sıkıştırma Ekipmanı Seçimi:
Uygun sıkıştırma ekipmanı ve yöntem seçimi, aşağıdakilere bağlıdır:
(i) Toprak tipi
(ii) Projenin büyüklüğü
(iii) Sıkıştırma şartları
(iv) Gerekli üretim hızı
(v) Toprağın nem içeriği
Tüm durumlar için tek bir ekipman en iyi seçim değildir.
Tablo 8.2, sıkıştırma ekipmanının farklı toprak tipleri için uygunluğunu göstermektedir.
Sıkıştırma Kontrolü:
Sahada uygun sıkıştırma kontrolü için, sıkıştırılmış toprağın kuru yoğunluğunun ve su içeriğinin sık sık kontrol edilmesi gerekir.
Dolayısıyla sıkıştırma kontrolü aşağıdaki işlemleri içerir:
(i) Alan kuru yoğunluğunun belirlenmesi
(ii) Nem içeriğinin belirlenmesi.
Toprağın Kuru Alan Yoğunluğunun Tayini:
Toprağın kuru yoğunluğu önce toprağın yerinde yoğunluğunun belirlenmesi ve ardından denklem kullanılarak kuru yoğunluğun hesaplanmasıyla belirlenir.
Yd = Y / 1 + m
Y d = toprağın kuru yoğunluğu
g = Kütle yoğunluğu veya inite yoğunluğu
m = nem içeriği veya su içeriği.
Yerinde yoğunluk, aşağıdaki yöntemlerle belirlenir:
(i) Kum değiştirme yöntemi
(ii) Çekirdek kesici yöntemi.
Kum değiştirme yöntemi :
Kum değiştirme yöntemi hem kaba hem de ince taneli topraklar için uygundur.
Cihaz şunlardan oluşur:
(i) Kum dökme silindiri
(ii) Kalibre silindir
(iii) Merkezi olarak yerleştirilmiş deliğe sahip metal tepsi
(iv) Toprağı temizlemek için topaklan ve baltayı al.
Şekil 8.10, kum değiştirme test aparatını göstermektedir.
İşlem iki aşamada tamamlanmaktadır:
(a) Silindirin kalibrasyonu
(b) Alan yoğunluğunun ölçülmesi
(a) Silindirin kalibrasyonu:
Bu test için kullanılacak kumun kütle yoğunluğunu belirlemek için silindir kalibrasyonu yapılır.
Silindirin kalibrasyonu aşağıdaki adımlarla tamamlanır:
I. Dökme silindiri temiz, serbest akış kumu ile doldurun, 600 mikronu geçip 300 mikronluk elek üzerinde, üst kısmın yaklaşık 1 cm altına tutunuz. Dökme silindirini kumla tartın. W 1 olsun .
II. Dökme silindirini kalibrasyon silindirinin ortasına yerleştirin ve deklanşörü açın. Kum akmaya başlayacak ve önce kalibre silindirini ve sonra koniyi dolduracaktır.
III. Toprak akmaya başlayacak ve koniyi dolduracak. Kumun aşağı doğru hareketi olmadığında deklanşörü kapatın. Dökme silindiri tartılır. W 2 olsun .
IV. Alan yoğunluğu ölçümü için dökme silindirini aynı seviyeye kadar doldurun.
Kum yoğunluğu aşağıdaki şekilde hesaplanabilir:
Koni içindeki kum ağırlığı,
W c = - W 1 - W 3
Kalibrasyon silindirindeki kum ağırlığı + koni = W 1 - W 2
Kalibrasyon silindirindeki kumun ağırlığı = W 1 - W 2 - W c
Kalibrasyon silindirinin hacmi = γ
Kum yoğunluğu, Ys = W1-W2-W c / V
(b) Alan yoğunluğunun ölçümü:
I. Zemini kazıyıcı yardımıyla temizleyin ve hizalayın ve metal tepsiyi yere delik yerleştirin.
II. Çapı tepsideki deliğin çapına eşit olan ve derinlik kalibrasyon silindirinin yüksekliğine yaklaşık olarak eşit olan bir test deliği kazın. Kazılan toprağı toplayın ve ağırlıklandırın. W olsun.
III. Metal tepsiyi çıkarın ve boşaltma silindirini deliğin ortasına yerleştirin ve kapağı açın. Kum, deliği ve koniyi dolduracak.
IV. Kumun aşağı doğru hareketi olmadığında deklanşörü kapatın ve tartın. W 4 olsun .
Toprağın yoğunluğu daha sonra aşağıda belirtildiği gibi hesaplanır:
Delikteki kum ağırlığı + koni = W 1 / W 4
Delikteki kumun ağırlığı = W 1 - W 4 - W c
Delikteki kum hacmi = W 1 - W 4 - W c / Y s
Kazılan toprak hacmi (V s ) = Delikteki kum hacmi = W 1 - W 4 - W c / Y s
Toprağın kütle yoğunluğu, g = W / V s
burada kazılan toprağın ağırlığıdır.
Toprağın nem içeriği belirlenir ve denklem kullanılarak toprağın kuru yoğunluğu hesaplanır.
Yd = Y / / 1 + m
m kazılan toprağın nem manastırı olduğu.
Bu yöntem ince taneli topraklar için uygundur. Şekil 8.9, çekirdek kesici test aparatını göstermektedir.
Cihaz şunlardan oluşur:
(i) Silindirik bir çekirdek kesici (100 mm iç çap ve 127.4 mm yükseklik)
(ii) Dış çapı çekirdek kesiciden daha fazla olan çelik altlık
(iii) Rammer
(iv) Dibber ve kazıyıcı.
Prosedür:
1. Hacmi hesaplamak için göbek ucunun iç çapını ve yüksekliğini ölçün.
2. Çekirdek kesicisini bardak altlığı peçete olmadan tartın. W olsun.
3. Kazıyıcı kullanarak zemini temizleyin ve düzeltin ve karot kesiciyi zemine yerleştirin.
4. Kesicinin etrafındaki toprağı dibber ile alın ve toprağı tabandan kesin.
5. Kesiciyi yerden çıkarın ve fazla toprak kesilir.
6. Kesiciyi toprakla tartın. W 1 olsun . Toprak, numune kesicisi kullanarak topraktan kesilir.
Kütle yoğunluğu daha sonra aşağıda belirtildiği gibi hesaplanır:
Kesicideki toprağın ağırlığı = w 1 - w
Toprağın kütle yoğunluğu, γ = w 1 - w / v
V, kesicinin hacmidir.
7. Toprağın nem içeriği daha sonra belirlenir ve kuru yoğunluğu formül kullanılarak hesaplanır
γ = γ / 1 + m
burada m, toprağın nem içeriğidir.
Proctor İğne Metodu ile Su İçeriğinin Ölçümü:
Proctor iğnesi yöntemi, alanda taneli toprağın nem içeriğinin belirlenmesi için hızlı bir yöntemdir. Proctor iğnesi aparatı, şekil 8.12'de gösterilmiştir. Cihaz, bir dizi değiştirilebilir silindirik iğne ucu (0.25, 0.50, 1.0, 1.5.2 cm2) içermektedir. İğne noktaları toprak tipine göre seçilir. İğne noktası, sırayla yaylı bir pistona tutturulmuş olan iğne büzüşmesi ile donatılmıştır.
Prosedür:
Proctor iğne testi iki kısımda tamamlanır:
(i) Laboratuarda bir kalibrasyon eğrisinin çizilmesi
(ii) Toprağın alana nüfuz etme direncinin belirlenmesi.
Kalibrasyon eğrisinin çizilmesi:
1. Laboratuarda standart proctor kalıpta verilen nem içeriğinde kompakt toprak
2. Sıkıştırılmış toprağa uygun bir proctor iğneyi saniyede 12, 5 mm hızla 75 mm'den daha az olmayan bir derinliğe bastırın.
3. Kalibre edilmiş saptan penetrasyon direncini okuyun ve iğne noktası alanını bölerek birim alandaki penetrasyon direncini hesaplayın.
4. Farklı nem içeriği ile prosedür tekrarlanır.
5. Şekil 8.13'te gösterildiği gibi penetrasyon direnci ve nem içeriği arasında bir kalibrasyon eğrisi çizin.
Toprağın içeri nüfuz etme direncinin belirlenmesi:
1. Alandaki nem içeriğini belirlemek için, standart proctor içerisinde bir ıslak toprak numunesi sıkıştırılır, kalibrasyon kürü için kullanılan şartlar altında olur. Penetrasyon direnci, iğnenin kalıbın içine zorlanmasıyla not edilir.
2. Ölçülen penetrasyon direncine karşılık gelen kalibrasyon eğrisindeki nem içeriğini okuyun.
Önlemler:
1. Laboratuvarda kalibrasyon eğrisi için kullanılan toprak, aynı alandaki ile aynı olmalıdır. Eğer toprak farklı ise, yeni eğriler hazırlanmalıdır.
2. Toprakta küçük taş veya çakılların varlığı, proctor iğnesindeki okumayı daha az güvenilir hale getirir.
Sıkıştırma Gereksinimleri:
Alanda elde edilen sıkıştırma derecesi, göreceli sıkıştırma, C R cinsinden ifade edilir:
CR = Yd / ( Yd ) maksimum x 100%
Yd = sahada elde edilen kuru yoğunluk
(Yd) max = Laboratuar maksimum kuru yoğunluğu
Labaratuvar maksimum kuru yoğunluk, standart proctor testinden elde edilir. Çoğu toprak iş şartnamesi, göreceli sıkıştırma ile yazılmıştır. Yüklenicinin en azından belirli bir C R değeri elde etmesi gerekir. Örneğin, belirli bir toprağın (Yd) maks = 1.9 gm / cc olması ve proje şartnamesi C R >% 80 gerektiriyorsa, yüklenici toprağı Yd> 1-52 gm / cc olana kadar toprağı sıkıştırmalıdır. Proje şartnamesinde belirtilen, maliyet ve kalite arasında bir uzlaşmadır.
Tablo 8.3, tipik bir sıkıştırma gereksinimini göstermektedir:
IRC tarafından belirtilen tipik sıkıştırma gereksinimleri tablo 8.4'te verilmiştir.
Toprak tabakalar halinde sıkıştırılır, gevşek kalınlık 250 mm'yi geçmez. Koyun ayaklı silindirler, yaklaşık 200 mm gevşek kalınlıkta kompakt asansörler yapabilir. Sıkıştırma sırasındaki buharlaşma kayıpları nedeniyle, yol çalışmaları için her katmanın su içeriği için% 1'in üzerinde ve% 2'nin altında OMC'nin altında olması gerekir.
Kalınlık Kontrolü:
Sıkıştırılmış kalınlığın veya kaldırma kalınlığının kontrolü, dolguların sıkıştırılmasında önemli bir rol oynar. Sıkıştırılmış bir katmanın kuru yoğunluğu, sıkıştırılmış katmanın kalınlığı arttıkça derinlemesine azalır. Böylece toprak ince tabakaya sıkıştırılır ve her tabaka bir sonraki tabakaya yerleştirilmeden önce sıkıştırılır. Katman ince ise, o zaman sıkışmış hava küçük gözle görülür bir çabayla toprak gözeneklerinden dışarıya atılabilir.
Kaldırma kalınlığı kontrol edilmezse, Şekil 8.14'te gösterildiği gibi, sıkıştırılmış katmanlar arasındaki ara yüzün yakınında sıkışmış gevşek katman olasılığı vardır. Barajlar için kaldırma kalınlığı, ağır Pnömatik silindirlerin kullanıldığı 220 mm ile sınırlıdır. Dolgu için, kaldırma kalınlığı 150 mm ile sınırlıdır. Kaba taneli topraklar için kaldırma kalınlığı 300 mm ile sınırlıdır.
D 'Appolonia ve arkadaşları, 1969 tarafından asansör kalınlığını belirlemek için önerilen yaklaşık bir işlem şöyledir:
(i) Katman başına geçiş sayısı ilk önce sabittir.
(ii) Sabit sayıda geçiş için, Şekil 8.15 (a) 'da gösterildiği gibi, göreceli yoğunluk-derinlik eğrisini elde edin. Ardından eğriden maksimum sıkıştırma elde edilmekte olan derinliği bulunuz, yani dmax belirlenir.
(iii) Asıl yerleştirme kaldırma kalınlığı 'd', asansörler arasındaki ara yüzün yakınında gevşek bir katman sıkışmayacak kadar küçük olmalıdır. Bu sorun, d maks . Şekil 8.15 (b), d yerleştirme kalınlığı kalınlığı için d maks .
(iv) Eğer yerleştirme kaldırma kalınlığı, d, d maks. değerden önemli ölçüde azsa, o zaman kompaktif çabanın çoğu israf edilir.
Bir Dolgu Şefinin Görevi:
Bir süpervizörün görevi, sahadaki inşaat işlemini denetlemek ve inşaat çalışması için gerekli olan insan gücü ve ekipmanı harekete geçirmektir. İyi bir süpervizör, inşaat sırasında ortaya çıkabilecek herhangi bir sorunu çözecek teknik ve güvende olmalı ve her durumda inşaat işinin durmasına izin vermemelidir.
Bir dolgu amirinin işi aşağıda listelenmiştir:
(i) Farklı toprak tipleri ve mühendislik özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak.
(ii) Uygun bir sıkıştırma tesisi veya ekipmanı seçmek.
(iii) Toprak katmanlarındaki su içeriğini kontrol etmek.
(iv) Uygun bir sıkıştırma sağlamak için kaldırma kalınlığını kontrol etmek.
(v) Aşırı sıkışmayı önlemek için. Aşırı sıkıştırma, bazen toprağın ve merdane ayağının arasındaki temasa bitişik olarak geliştirilen kayma kesme yüzeyi olarak kaygan taraflara neden olur. Bu sorun temel olarak koyunların ayak silindirinde gözlenir.
(vi) Uygun katkıları bilme.
(vii) Optimum nem kontrolü hakkında derinlemesine bilgi sahibi olmak.
