Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bezprzewodowy pomiar ciśnienia wody w porach gruntu w aparacie trójosiowego ściskania

Witowski Marcin

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

188--192

PL

Aparat trójosiowego ściskania jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w laboratoriach geotechnicznych urządzeń badawczych służących do określania parametrów charakteryzujących zachowanie się gruntów pod względem wytrzymałości i sztywności. Urządzenie to ma możliwość pomiaru szeregu kluczowych parametrów, wśród których zasadniczą rolę odgrywa pomiar siły osiowej, odkształcenia osiowego oraz ciśnienia wody porowej w gruncie. Wskazane w normie europejskiej (Eurokod 7) podejście w zakresie projektowania geotechnicznego i sprawdzania stanów granicznych wymaga korzystania z parametrów efektywnych. Tym samym ich oznaczanie w warunkach laboratoryjnych wymaga prawidłowej (w zakresie procedury nasycania) i poprawnej (w zakresie lokalizacji pomiaru) rejestracji ciśnienia wody w przestrzeni porowej gruntu w trakcie badania. Standardowo pomiar tego ostatniego parametru wykonywany jest w dolnej części próbki lub w bardziej zaawansowanej formie, w połowie wysokości próbki. To drugie podejście jest bardziej miarodajne, ale wprowadza jednak wymóg przerwania ciągłości membrany otaczającej próbkę gruntu, co może prowadzić do niekontrolowanej penetracji wody z komory do wnętrza próbki. Rozwiązaniem tej niedogodności było opracowanie autorskiego projektu czujnika objętego postępowaniem patentowym. Zapewnienie pomiaru bezpośredniego na próbce przy jednoczesnym uniknięciu potencjalnej nieszczelności było możliwe poprzez zastosowanie nowatorskiego czujnika, który mierzy ciśnienie wody w porach gruntu i w sposób bezprzewodowy przesyła wyniki na zewnątrz komory. W artykule przedstawiono opis tego rozwiązania oraz sposób integracji nowego czujnika z rejestratorem i pozostałymi komponentami zestawu aparatu „trójosiowego” ściskania. Skuteczność zaproponowanego rozwiązania wykazano poprzez przeprowadzenie pełnej kalibracji wyników uzyskiwanych z czujnika. Uzyskane wyniki wykazały skuteczności zastosowanego bezprzewodowego czujnika do bezpośredniego pomiaru ciśnienia wody w gruncie.

EN

The triaxial compression apparatus is one of the most popular research devices in geotechnical laboratories used to determine the parameters characterizing the behavior of soils in terms of strength and stiffness. This device has the ability to measure a number of key parameters, among which the measurement of axial force, axial deformation and pore water pressure in the ground plays an essential role. The approach to geotechnical design and limit state verification indicated in the European standard (Eurocode 7) requires the use of effective parameters. Thus, their determination in laboratory conditions requires correct (in terms of the saturation procedure) and correct (in terms of measurement location) recording of water pressure in the soil pore space during the test. As a standard, the measurement of the latter parameter is performed in the lower part of the sample, or in a more advanced form, in the middle of the sample’s height. The latter approach is more reliable, but it introduces a requirement to break the continuity of the membrane surrounding the soil sample, which may lead to uncontrolled penetration of water from the chamber into the sample. The solution to this inconvenience was the development of a proprietary sensor design covered by patent proceedings. Providing direct measurement on the sample while avoiding potential leakage was possible by using an innovative sensor that measures the water pressure in the soil pores and wirelessly sends the results outside the chamber. The article presents a description of this solution and the method of integrating the new sensor with the recorder and other components of the triaxial compression apparatus set. The effectiveness of the proposed solution was demonstrated by carrying out a full calibration of the results obtained from the sensor. Validation of the results was performed on several series of tests carried out on several types of soils with different filtration properties. The obtained results showed the effectiveness of the wireless sensor used for direct measurement of water pressure in the ground.

2

Praktyczne aspekty zastosowania drukarki 3D w procesie przygotowania próbek gruntów do badań w aparacie trójosiowego ściskania

Kowalska Magdalena, Kowalski Marcin

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

267--271

PL

Przygotowanie wysokiej jakości próbki gruntu do badania w aparacie trójosiowego ściskania wymaga użycia wielu akcesoriów, które można wyprodukować dzięki wykorzystaniu jednej z technik wytwarzania przyrostowego. W niniejszym artykule pokazano przykłady przyrządów wydrukowanych metodą FDM oraz przedstawiono jej możliwości i ograniczenia, ze zwróceniem szczególnej uwagi na koszty produkcji poszczególnych elementów.

EN

The preparation of a high-quality soil specimen for testing in a triaxial compression apparatus requires the use of a number of accessories. They can be produced using one of the techniques of additive manufacturing. In this article some examples of the devices printed with the use of the FDM method are presented. The possibilities and limitations of this method, with particular attention to the production costs of the individual elements, are described.

3

Capability of triaxial apparatus with respect to evaluation of nonlinearity of soil stiffness

Lipiński Mirosław J., Wdowska Małgorzata K., Wudzka Anna

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

69--80

EN

Reliable evaluation of stress-strain characteristics can be done only in the laboratory where boundary conditions with respect to stress and strain can be controlled. The most popular laboratory equipment is a triaxial apparatus. Unfortunately, standard version of triaxial apparatus can reliable measure strain not smaller than 0.1%. Such accuracy does not allow to determine stiffness referred to strain range most often mobilized in situ i.e. 10-3 ÷ 10-1%, in which stiffness distribution is highly nonlinear. In order to overcome this problem fundamental modifications of standard triaxial apparatus should be done. The first one concerns construction of the cell. The second refers to method of measurement of vertical and horizontal deformation of a specimen. The paper compares three versions of triaxial equipment i.e. standard cell, the modified one and the cell with system of internal measurement of deformation. The comparison was made with respect to capability of stiffness measurement in strain range relevant for typical geotechnical applications. Examples of some test results are given, which are to illustrate an universal potential of the laboratory triaxial apparatus with proximity transducers capable to trace stress-strain response of soil in a reliable way.

PL

W artykule wskazano i przeanalizowano błędy jakie wynikają z konstrukcji komory standardowej. Następnie przedstawiono dwie modyfikacje aparatu, które znacząco zwiększają dokładność wyznaczania sztywności gruntu. Pierwsza modyfikacja polega na innej konstrukcji komory aparatu, która charakteryzuje się wewnętrznymi prętami łączącymi. Takie rozwiązanie pozwala na sztywne połączenie górnej części komory z dolną co pozwala m.in. na wyeliminowanie większości błędów braku współliniowości w dwóch płaszczyznach, pozwala na stały dostęp do próbki na etapie przygotowania (depozycja materiału, pomiary średnicy) a także zwiększa dokładność zadawania i pomiaru składowej wartości naprężenia pionowego. Taki rodzaj modyfikacji zwiększa dokładność pomiaru nawet o jeden rząd wielkości. Następnym etapem w doskonaleniu techniki określania charakterystyki naprężenie odkształcenie w aparacie trójosiowym są wewnątrzkomorowe systemy pomiaru przemieszczeń próbki. W artykule przedstawiono system, który według doświadczenia i opinii Autorów jest bardzo efektywny w porównaniu z innymi systemami. System oparty jest na czujnikach mikroprzemieszczeń działających na zasadzie prądów wirowych, których rozdzielczość pomiaru wynosi 1μm. System pomiarowy oparty na konfiguracji sześciu takich czujników pozwala na zwiększenie dokładności pomiaru o następny rząd wielkości. Należy podkreślić, że omówione powyżej modyfikacje aparatu trójosiowego były dokonane samodzielnie, w ramach własnej pracy badawczej a nie w drodze zakupu całego systemu dostępnego komercyjnie. W celu wykazania efektywności przedstawionych modyfikacji aparatu trójosiowego ściskania, w artykule przedstawiono wyniki pomiarów w postaci rozkładu parametrów określających sztywność gruntu tj. modułu odkształcenia E i współczynnika Poissona ν. Wyniki badań przedstawiono dla zagęszczonego i luźnego piasku drobnego przy różnych wartościach naprężenia poprzedzającego ścinanie. Zmienność parametrów przedstawiono w zależności od odkształcenia pionowego dla pomiarów wewnętrznych i zewnętrznych. Wyniki wskazują na istotny wpływ analizowanych czynników tj. zakresu odkształcenia, sposobu pomiaru i stanu materiału reprezentowanego przez wskaźnik porowatości i wielkość naprężenia na przebieg zmienności parametrów określających sztywność gruntu.

4

Wpływ ścieżki naprężenia na wytrzymałość na ścinanie bez odpływu gruntów spoistych

Wrzesiński G., Lechowicz Z., Sulewska M. J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

129--136

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań wytrzymałości na ścinanie bez odpływu przy zastosowaniu dwóch różnych ścieżek naprężenia całkowitego podczas ścinania gruntu w aparacie trójosiowym. Wartości wytrzymałości na ścinanie bez odpływu wyznaczono dla rekonstruowanego gruntu spoistego o wskaźnikach: plastyczności Ip = 34,7% i prekonsolidacji OCR = 2,7. Badania wykonano z konsolidacją anizotropową oraz izotropową w warunkach bez odpływu. Uzyskane wyniki umożliwiły stwierdzenie, że przebieg ścieżki naprężenia całkowitego ma istotny wpływ na wytrzymałość na ścinanie bez odpływu.

EN

The paper presents triaxial test results of undrained shear strength applying two selected stress paths during shearing of the cohesive soil. The undrained shear strength τfu was determined for reconstituted sandy silty clay (sasiCl) characterized by overconsolidation ratio OCR = 2.7 and plasticity index Ip = 34.7%. Anisotropic and isotropic consolidation in consolidated-undrained triaxial compression tests were performed. The test results allow to assess influence of the stress path and consolidation condition on the undrained shear strength in the triaxial compression tests.

5

Badania lokalnych odkształceń próbek gruntów madowych

Wilk K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 3/IV

125-132

PL

W pracy zaprezentowane zostały wyniki badań deformacji próbek gruntu testowanych w komorze aparatu trójosiowego ściskania. Pomiary prowadzone w zestawie trójosiowym firmy GDS Instruments Ltd. dotyczyły odkształceń lokalnych, tj. zmniejszenia wysokości oraz zwiększenia średnicy badanych próbek wskutek działania ustalonej wartości dewiatora naprężenia q. Ponieważ doświadczenia dotyczyły gruntu o niejednorodnej budowie – gruntów spoistych, powstałych w wyniku akumulacji rzecznej – rozproszenie wyników badań należy uznać za akceptowalne. W pracy wskazano na szereg trudności związanych z prowadzeniem pomiarów odkształceń lokalnych, jak również wymieniono wiele niezależnych przyczyn wpływających na rezultaty wykonywanych doświadczeń. Poza powyższym interpretacja i praktyczne zastosowanie wyników badań budzi mnóstwo wątpliwości związanych z odmiennością warunków badania w komorze aparatu trójosiowego ściskania i warunkami występującymi “in situ”.

EN

Results of deformation of soil samples tested in a triaxial apparatus chamber are presented. Measurements conducted in the GDS Instruments Ltd. triaxial set were related to the local strain, i.e. height reduction and diameter increase of the samples, as a result of stress action of deformed deviator q. The dispersion of obtained test results should be regarded as acceptable because the experiments were done for heterogeneous soils – cohesive soils of river origin. Many difficulties connected with realization of local strain measurement have been pointed out. The author has also paid attention to some independent causes affecting the tests results. Interpretation and application of the results in engineering practice is questionable in range of difference between conditions of testing in a triaxial apparatus chamber and “in situ” conditions.

6

Charakterystyki naprężenie-odkształcenie zagęszczonego piasku przed osiągnięciem stanu granicznego

Sawicki A., Świdziński W.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 97

145-157

PL

Przedstawiono wyznaczone doświadczalnie charakterystyki naprężenie-odkształcenie dla zagęszczonego piasku, badanego w stanie suchym, w zakresie poprzedzającym stan graniczny. Próbki badano w nowoczesnym aparacie trójosiowym umożliwiającym lokalny pomiar odkształceń pionowych i poziomych. Zastosowano różne ścieżki naprężenia, między innymi takie, w których wyizolowano wpływ naprężenia średniego oraz dewiatora naprężenia na deformację próbki, jak też ścieżki na których te obie wielkości oddziaływały jednocześnie. Wyniki doświadczeń aproksymowano prostymi wzorami obrazującymi uśrednione zachowanie się gruntu. Podano również średnie odchyłki od tych trendów. Przedstawione wyniki są fragmentem obszerniejszego katalogu danych doświadczalnych dotyczących deformacji ośrodków sypkich przed osiągnięciem stanu granicznego. Dane te mogą służyć kalibracji i weryfikacji istniejących modeli gruntów oraz mogą być pomocne w pracach nad budową nowych modeli, dokładniej przybliżających rzeczywiste zachowanie się tych materiałów.

EN

Pre-failure stress-strain characteristics of dry dense sand are presented. The specimens were tested in a triaxial apparatus enabling local measurement of lateral and vertical deformations. The experiments were performed for various stress paths which also enable studying the influence of either mean stress or the stress deviator on soil's deformations. The experimental results were approximated by simple formulae reflecting the average trends of the soil behaviour. The standard deviations from these trends are also presented. The results shown are part of more extensive catalogue of experimental data concerning the pre-failure deformation of non-cohesive soils. The database can serve for calibration and verification of existing soils models, as well as can be helpful for the development of new ones which will better predict the real soil behaviour.