Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Styrkeegenskaper - Treaksialforsøk.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Styrkeegenskaper - Treaksialforsøk."— Utskrift av presentasjonen:

1 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Styrkeegenskaper - Treaksialforsøk

2 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Bakgrunn og hensikt

3 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Skjærstyrke - problemstillinger Nødvendig skjærstyrke? Hva påvirker? Jordtrykk? Bæreevne?

4 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Teorigrunnlag - skjærstyrke

5 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke i jord • Bruddkriterier • Mobilisering av skjærstyrke • Fremstilling i spenningsstier • Jordens respons ved belastning

6 –Bakgrunn og hensikt –Skjærstyrke i jord •bruddkriterier •mobilisering av skjærstyrke •fremstilling i spenningsstier •jordens respons ved belastning –Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk •utstyr •forsøksprosedyrer •tolkning av forsøksresultater •eksempler på forsøksresultater •effekt av prøveforstyrrelse –Spesielle treaksialforsøk –”mini-øvinger” TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk - innhold

7 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Spenningsforhold i treaksialprøven skjær normal pore skjærspenning normalspenning kombinert

8 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mohr-Coulomb kriteriet  f = (  ’ + a)tan   f = c +  ’tan   = 45 +  /2 attraksjon kohesjon friksjon

9 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Effekt av alder på skjærstyrke OC-A, overkonsolidert aldret OC-Y, overkonsolidert ungt NC-A, normalkonsolidert aldret NC-Y, normalkonsolidert ungt

10 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mohr-Coulomb kriteriet - tilpasning til praktisk bruk  Knusing Lavspennings- effekter

11 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke i jord • Bruddkriterier • Mobilisering av skjærstyrke • Fremstilling i spenningsstier • Jordens respons ved belastning

12 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mobilisering av skjærstyrke - spenningstilstander

13 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper In situ spenningstilstand - hviletrykk Mobilisering - hviletrykkskoeffisient K o ’Helning kritisk plan - hviletrykkskoeffisient K o ’

14 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Spenningstilstanden i et jordelement - brudd-/brukstilstand BRUDD  f = (  ’ + a)tan  BRUK  = (  ’ + a)tan 

15 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke i jord • Bruddkriterier • Mobilisering av skjærstyrke • Fremstilling i spenningsstier • Jordens respons ved belastning

16 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mohr-Coulombkriteriet - fremstilling i spenningsstier (  1 ’ -  3 ’)/2 = S f (  3 ’ + a)

17 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - fremstilling i spenningsstier 1 SfSf tan  = S f /  1 + 2S f tan  = S/  1 + 2S 1 S

18 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - fremstilling i spenningsstier 1 sin  “Middel”spenningsdiagram (  1 ’ -  3 ’)/2 = sin  [(  1 ’+  3 ’)/2 + a]

19 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mohr-Coulombkriteriet - fremstilling i spenningsstier Aktivt forsøk  a øker  r konstant Passivt forsøk  a konstant  r øker

20 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - fremstilling i spenningsstier Middelspenningsdiagram q - p’ plott q = M(p’ + a) M = 3(N-1)/(3+(1+b)(N-1) • For b = 0 (  2 ’ =  3 ’), M = 6sin  /(3-sin  ) 1 M q = (  1 ’ -  3 ’) p’ = (  1 ’ +  2 ’ +  3 ’)/3

21 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke i jord • Bruddkriterier • Mobilisering av skjærstyrke • Fremstilling i spenningsstier • Jordens respons ved belastning

22 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Jordarters dilatansegenskaper

23 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater • Effekt av prøveforstyrrelse

24 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Prøvepreparering Uforstyrrede prøverInnbyggede prøver

25 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialutstyr Bunnplate med treaksialcelle Ventilblokk Celle m/prøve Luftfelle Byrette Lastmåler Deformasjonsmåler

26 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialutstyr - prinsippskisse

27 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialutstyr - oppbygging av celle

28 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk - kontroll av trykkpåføring og drenasje Constant-pressure cell Panel for flow and pressure control Automated cell-pressure control

29 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Avanserte treaksialforsøk - eksempler på automatisk utstyr Muligheter for spenningsstikontroll, vekslende last, spesielle forsøks- prosedyrer

30 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater • Effekt av prøveforstyrrelse

31 Gjennomføring av treaksialforsøk - uforstyrrede prøver –Drenert konsolideringsfase •etablering av kjent spenningstilstand •reparasjon av prøveforstyrrelse –Skjærfase •prosedyre for spenningspåføring og dreneringstilstand må velges - simulering av in situ problem –aktiv (kompresjon) –passive (ekstensjon) –kombinert konsolidering - skjær (K o - forsøk) –spesielle lastmønstre mulig –drenert, udrenert skjærfase –Fremstilling av resultater •volumtøyning - tid (konsolidering) •spenningssti og mobiliseringsplott (skjærforsøk) TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Utførelse av treaksialforsøk

32 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Forsøksprinsipp i treaksialforsøket

33 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - konsolideringsfasen • Drenert konsolideringsfase • Avlesing av utpresset porevann  V mot tid t • Vannutpressing skal stabiliseres nær 0 • Restporetrykk u r skal være stabilt nær 0 ved lukking av drenskran • Volumtøyning  vol =  V/V o benyttes som kriterium for prøvekvalitet (se tabell Berre (1982))

34 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Variasjonsmuligheter i treaksialforsøket - skjærdel

35 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Variasjonsmuligheter i treaksialforsøket - faste betingelser CIUc = udrenert skjær, isotrop kons. CAUc = udrenert skjær, anisotrop kons. CIDc = drenert skjær, isotrop kons. CADc = drenert skjær, anisotrop kons. CIUe = udrenert skjær, isotrop konsolidering

36 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Variasjonsmuligheter i treaksialforsøket - faste betingelser CCV = konsolidert, konstant volum - ideellt udrenert

37 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Innflytelse av forsøksprosedyrer - deformasjonshastighet Ingen/liten påvirkningEndret styrke

38 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Innflytelse av forsøksprosedyrer - konsolideringsspenning Vanlig konsolideringsområde,  c ’ =  vo ’

39 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater • Effekt av prøveforstyrrelse

40 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Tolkningsprinsipper brudd bruk in situ

41 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Tolkningsprinsipper - fellesplott leire/silt Mobilisering av styrke

42 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Tolkningsprinsipper - fellesplott sand/grus Antatt attraksjonsfritt materiale Spenningsavhengig styrke

43 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Tolkningsprinsipper - fellesplott sand eksempel

44 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Tolkning av treaksialforsøk - eksempel Oppgave: Finn skjær- styrkeparametrene fra fellesplottet Totalspenningsanalyse  Udrenert skjærstyrke s u (  max ) Effektivspennings- analyse  attraksjon a  friksjon tan 

45  Bestemmelse av effektive skjærstyrkeparametre 1 SfSf Friksjon tan  Attraksjon a 1 -S d Poretrykks- parametre A, D Mobilisert friksjon tan  NTNU-plott,  max -  3 ’ TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Eksempel på treaksialforsøk - fellesplott av spenningsstier silt

46 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Bruddutvikling og bruddtyper

47 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Mobiliseringsgrad f Kritisk mobiliseringsgrad

48 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Janbu’s poretrykksparameter D q - p’ plott

49 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Janbu’s poretrykksparameter D Dilatant Kontraktant Langs stien Fra startpunkt

50 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater - leire • Effekt av prøveforstyrrelse

51 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - typisk oppførsel for leirer Oppførsel hos leirer • Bruddtøyning  = 1-3 % • Vanligvis kontraktant bruddutvikling for NC - leirer • Ofte dilatant bruddutvikling for (sterkt) OC - leirer • Attraksjon a = kPa • Friksjon tan  = Leire fra Heimdalsmyra CIUc/CAUc

52 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Resultater fra treaksialforsøk - NC-leire Troll Øst CAUc

53 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Resultater fra treaksialforsøk - OC-leire NTNU Idrettsbygget CIUc

54 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - OC-leire Åndalsnes c’c’ CIUc

55 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater - sand/silt • Effekt av prøveforstyrrelse

56 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - typisk oppførsel for sand/silt Oppførsel hos silt • Bruddtøyning  = 1-3 % • Vanligvis plastisk/kontraktant bruddutvikling for løs, fin silt • Ofte dilatant bruddutvikling for fast, grov silt • Attraksjon a = kPa • Friksjon tan  = Oppførsel hos sand • Bruddtøyning  = 2-4 % • Vanligvis dilatant bruddutvikling for sand, bortsett fra svært løs lagring • Attraksjon a = kPa • Friksjon tan  = CCV konstant volum, udrenert CID, drenert

57 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - NC grov silt, Idrettsbygget NTNU CIUc D = 0

58 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - fin sand, Steinkjer CIUc fellestolkning

59 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - sand, Ekofisk CAoeUc løs CAoeUc fast Ødo-del

60 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Skjærstyrke bestemt ved treaksialforsøk • Forsøksutstyr og prøvepreparering • Forsøksprosedyrer • Tolkning av forsøksresultater • Eksempler på forsøksresultater • Effekt av prøveforstyrrelse

61 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Studier av prøveforstyrrelse - leire Gardermobanen Forskjell i bruddutvikling Samme styrkeparametre Forskjellig mobilisering “praksis” “forskning”

62 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Studier av prøveforstyrrelse - Glava leire

63 Blokk 54 mm plast TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Studier av prøveforstyrrelse - Tiller kvikkleire

64 Effekt av prøveforstyrrelse i treaksialforsøk –Valg av forsøksbetingelser viktig •valg av konsolideringsbetingelser –spenningstilstand –konsolideringstid –Prøvens oppførsel i forsøket må dokumenteres •vannutpressing i konsolideringsfase må rapporteres i forsøksresultatene •prøvens kvalitet kan vurderes fra måleresultat og tolkning –vannutpressing (volumtøyning) i konsolideringsfase –bruddtøyningsprosent –initiell stivhet av prøven  54 mm stål  54 mm plast  75 mm stål  250 mm blokk Resultater fra Tiller kvikkleire TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Studier av prøveforstyrrelse

65 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Spesielle treaksialforsøk • Forsøk på korte prøver h=d • Ødotreaksialforsøket • Sykliske treaksialforsøk

66 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk - korte prøver h=d Hensikt med kort prøvehøyde • Oppnår jevnere mobilisering av tøyninger i prøven, unngår skjærbånd • Reduserer effekt av endeflater på spennings- og deformasjonstilstand • Unngår avlastningssoner i prøven Krever: • Spesielt innbyggingsutstyr • Idelle glatte (friksjonsløse) endeflater – glassplate m/filter – gummimembran med smøremidler – teflon

67 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - korte prøver h=d h d gummimembran glassplate med centerfilter vanlig endeflate med filter

68 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - korte prøver h=d Tøyningsutvikling h = d prøver, Mohr Coulomb modell Skjærbånd

69 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - korte prøver h=d Spenningsfordeling h = d prøver, Mohr Coulomb modell Friksjon

70 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - vanlige prøver h=2d Tøyningsutvikling h = 2d prøver, Mohr Coulomb modell Skjærbånd

71 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - vanlige prøver h=2d Spenningsfordeling h = 2d prøver, Mohr Coulomb modell Friksjon

72 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - korte prøver h=d Oversikt over spenningsstier a) NTNU - plott b) NGI - plott c)  -  plott a) b) c) referanse h = 2d korte h = d

73 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøket - korte prøver h=d Sammenligning mellom forsøk og analyse • CIUc treaksialforsøk, h=d • CIUc treaksialforsøk, h=2d • FEM Plaxis, Mohr Coulomb • FEM Plaxis, Hardening Soil Prøver med h = d Prøver med h = 2d Mohr Coulomb Hardening Soil Mohr Coulomb

74 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Spesielle treaksialforsøk • Forsøk på korte prøver h=d • Ødotreaksialforsøket • Sykliske treaksialforsøk

75 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Ødotreaksialforsøk - prinsippiell spenningstilstand

76 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Ødotreaksialforsøk - tolkning av resultater ødo-del

77 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Ødotreaksialforsøk - tolkning av resultater

78

79 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Treaksialforsøk Spesielle treaksialforsøk • Forsøk på korte prøver h=d • Ødotreaksialforsøket • Sykliske treaksialforsøk

80 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Sykliske treaksialforsøk - prinsipp for utførelse

81 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Sykliske treaksialforsøk - tolkning  u cu  cu

82 TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Eksempel - sykliske treaksialforsøk på sand Effekt av jordskjelv Liquefaction - sand “boiling”


Laste ned ppt "TBA 4110 Geoteknikk, materialegenskaper Styrkeegenskaper - Treaksialforsøk."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google