Test de forfecare directă

Testul de forfecare directă  este un test de laborator/de teren folosit de inginerii geotehnici pentru a măsura proprietățile de rezistență la forfecare sol/ rocă ale coeziunii solului (c) și unghiul de frecare internă .

Încercarea directă la forfecare este un concept larg care include mai multe tipuri de încercări efectuate atât în ​​teren, cât și în laborator, conform standardelor diferitelor țări.

Standardele din SUA și Marea Britanie care specifică modul în care trebuie efectuată testarea sunt ASTM D 3080, AASHTO T236 și, respectiv, BS 1377-7:1990.

Conceptul de rezistență la alunecarea solului

Conceptul de rezistență la alunecarea solului poate fi împărțit în 4 părți:

  1. rezistența la forfecare a solurilor cu granulație grosieră, cum ar fi nisipul și pietrișul cu drenaj, care nu depinde de timp;
  2. rezistența la alunecare a solurilor foarte moi coezive în condiții nedrenate;
  3. rezistența la forfecare a solurilor argiloase, cu granulație fină, cu drenaj, datorită unei viteze de deplasare suficient de lente pentru a permite drenajul în timpul forfecării;
  4. rezistența permanentă la forfecare pe termen lung sau drenată a solurilor care necesită deplasări mari și rate lente de deplasare, cum ar fi argilele supracompactate.

Metoda tăierii cu un singur plan (1846)

În Rusia, una dintre metodele de încercare directă la forfecare este metoda Direct Shear Test [2] , realizată în laborator și cunoscută din 1846.

Unghiul de frecare internă φ și aderența specifică c, MPa, se calculează conform formulelor din clauza 9.3. GOST 12248.1-2020, obținut prin prelucrarea punctelor experimentale τ=f(σ) prin metoda celor mai mici pătrate, sau determinat din graficul τ=f(σ), trasând o linie de cea mai bună aproximare a punctelor experimentale. Potrivit GOST rusesc, testul este efectuat pe cel puțin 3 probe dintr-o probă de sol relativ netulburată. În cursul calculelor în practică, ei pot folosi datele a două teste (obținute experimental) și, din cauza lipsei posibilității de a efectua un al treilea test, pot reprezenta grafic al treilea punct pe linii.

Proba este plasată într- o cutie de forfecare care are două inele pliate pentru a ține proba; contactul dintre cele două inele este aproximativ la mijlocul înălțimii probei. O solicitare de limitare este aplicată vertical probei, iar inelul superior este întins transversal până când specimenul cedează sau depășește o anumită deformare . Sarcina aplicată și deformarea indusă sunt înregistrate la intervale frecvente pentru a determina curba efort-deformare pentru fiecare efort limită. Mai multe probe sunt testate la diferite solicitări limitatoare pentru a determina parametrii rezistenței la forfecare, coeziunii solului (c) și unghiului de frecare internă, cunoscut în mod obișnuit ca unghi de frecare ( ). Rezultatele testului pentru fiecare eșantion sunt reprezentate grafic cu efortul de vârf (sau rezidual) pe axa y și efortul limită pe abscisă. Intersecția în Y a curbei care se potrivește cu rezultatele testului este frecarea, iar panta dreptei sau curbei este unghiul de frecare.

Încercările de forfecare directă pot fi efectuate în mai multe condiții. Proba este de obicei saturată înainte de a fi testată, dar se poate face cu conținutul de umiditate în loc. Rata de deformare poate fi variată pentru a crea un test în condiții nedrenate sau drenate , în funcție de dacă tulpina este aplicată suficient de lent pe apa din probă pentru a preveni acumularea presiunii din pori. Testul necesită o mașină de testare directă la forfecare. Testul mașinii de forfecare directă determină rezistența totală la forfecare a materialului de sol drenat sub forfecare directă. [3]

Avantajele testului de forfecare directă [4] față de alte încercări de forfecare sunt ușurința instalării și echipamentului utilizat și capacitatea de a testa în diferite condiții de saturație, drenaj și consolidare. Aceste avantaje trebuie să fie cântărite cu dificultatea de măsurare a presiunii porilor apei atunci când se testează în condiții nedrenate și cu posibilele rezultate false ridicate cauzate de apariția forțată a unui plan de fractură într-o anumită locație.

Echipamentele și procedurile de testare sunt ușor diferite pentru testarea discontinuității.

Alte metode prin care este posibilă determinarea proprietăților de rezistență la forfecare ale solului

  1. Laborator
    1. Testul de compresie neconfinat [5] este cunoscut încă din secolul al XVI-lea
    2. Încercarea de forfecare triaxială [6] ( 1930 )
    3. Încercarea de forfecare la torsiune a probelor cilindrice goale (1965 )
    4. Metoda de tăiere prin rotație de laborator (Ing. Testul cu palete de laborator ) [8] (1948)
    5. Test de forfecare inelă [ 9] ( 1971)
  2. camp
    1. Metoda de forfecare rotativă ( rotor comun )
    2. Test automat de forfecare în foraj [10 ]
    3. Test standard de penetrare a solului ( Test de penetrare standard în engleză (SPT) ) [11]
    4. Penetrometru cu con ( testul S-CPTu în engleză ) [12]

Vezi și

Note

  1. ↑ GOST 12248.1-2020. Determinarea caracteristicilor de rezistență prin metoda de forfecare pe un singur plan (1 iunie 2021).
  2. ↑ Test de forfecare directă pe YouTube
  3. ↑ Mașină de testare la forfecare directă . www.cooper.co.uk . Cooper Research Technology . Data accesului: 8 septembrie 2014. Arhivat din original pe 27 august 2014.
  4. ↑ Test de forfecare directă; Pentru a determina rezistența la forfecare a solului. - CivilPie  (engleză) , CivilPie  (31 mai 2018). Preluat la 6 iunie 2018.
  5. ↑ Test de compresie neconfinat pe YouTube
  6. ↑ Test de forfecare triaxială pe YouTube
  7. ↑ Utilizarea testului de forfecare la torsiune pentru a determina relațiile rezistență-proprietăți ale solului
  8. ↑ Laboratory Vane Test pe YouTube
  9. ↑ Test de forfecare inel pe YouTube
  10. ↑ Test automat de forfecare în foraj pe YouTube
  11. ↑ Standard Penetration Test (SPT) pe YouTube
  12. ↑ Testul S-CPTu pe YouTube