-
SADRAJ1.UVOD....................................................................................................................................................22.OPENITOOUREAJUZAPRSTENASTOSMICANJE.............................................................................33.KARAKTERISTINIREZULTATIISPITIVANJAPIJESAKAUUREAJUZAPRSTENASTOSMICANJE...........43.1.Ugradnjauzorkaitestiranje..........................................................................................................43.2.Smicanjeprikonstantnomvolumenu.........................................................................................53.3.Rezultatidreniranogtesta.............................................................................................................9
4.ZAKLJUAK..........................................................................................................................................13
-
1.UVODOdnekolicineureajakojisekoristezaispitivanjeposminogponaanjapijesaka,poput
ureajazadirektnosmicanjeitriaksijalnogaparata,ureajzaprstenastosmicanjejejedinikojidozvoljavasmicanjepijesakadovirtualnoneogranienihdeformacija,bezznaajnihrazlikauraspodjelinaprezanjaideformacijauodnosunapokusesmanjimvrijednostimaposminihdeformacija.Smicanjepijesakaprikojemsedostiuvelikedeformacijeodvelikogjeznaajazapraksuugraditeljstvu,jerpredvianjeponaanjatlapredstavljavanuinezaobilaznustavkuprililikomprojektiranja.
Uovomraduopisanisupokusikojisenajeeprovode,udreniraniminedreniranimuvijetima,uaparatuzaprstenastosmicanje,kakobiseodredileznaajketla(uovomsluajupijesaka)privelikimdeformacijama.Kakobisetozornijeprikazaleprednostiiznaajkeaparatazaprstenastosmicanje,rezultatipokusausporeivanisusrezultatimapokusautriaksijalnomaparatu.
Uzosnovnezahtjevezaureajukojemseispitujesmicanjepijesakapoputmogunostikonsolidacijeuzorkadoeljenogograniavajuegstanjaiprovoenjedreniranoginedreniranogpokusa,rotacijeosiglavnihnaprezanja,temogunostmjerenjananesenogoptereenja,prilikomsmicanjakojimsepostiuvelikedeformacijepotrebnajeispunitidodatnezahtjeve.Ureajukojemseispitujeponaanjepijesakaprivelikimdeformacijamamoradodatnoosigurati:
1. sigurnoupravljanjesamimureajem,sobziromnainjenicudasuupitanjuvelikipomaci,2. jednolikuraspodjelunaprezanjaideformacija(nesmijedoidokoncentracije),3. mogunostugradnjedovoljnovelikoguzorka,nakojemezonasmicanjabititopreciznije
definirana.
-
2.OPENITOOUREAJUZAPRSTENASTOSMICANJEUzorakjeugraenizmeuvanjskogiunutarnjegprstena,azonasmicanjadefiniranajefiksacijomprstenova,odnosnovarijabilnaje(prua3moguapoloaja;nadnu,srediniivrhuuzorka).Napovriniuzorkanalazisefiksiranaploakojamjeriotpornostuzorkaprizadanomsminomnaprezanju.
Prednostiureajaprilikommjerenjavelikihsminihdeformacijapijesaka:
1. Mogunostsmicanjaneporemeenoguzorkadoneogranienihdeformacija.2. Mogunostoptereenjauzorkapoznatomvrijdnostisminognaprezanjanahorizontalnoj
ravnini.3. Mogunostrotacijeosiglavnihnaprezanja.4. Mogunostkonsolidacijeuzorkaprijesmicanja.5. Promjenevolumenaoitujusesamoujednomsmjeru,tootvaramogunostpraenja
volumskihpromjena.6. Ravninasmicanjaostajenepromjenjenaprinanoenjusminognaprezanja.7. Geometrijauzorkatakoerostajenepromjenjenatokomsmicanja(zarazlikuodtriaksijalnog
aparata).
Meutim,kakobiseizbjeglenepoeljnesituacijekojemogunaruititonostrezultataispitivanjapoputneuobiajeneraspodjelenaprezanjaideformacija,mogunostiistiskivanjauzorka,potekoaprilikompokuajaprovedbenedreniranogpokusaitrenjameuprstenovimakoritenjeovogureajamoguejeuzogranienja.Utjecajovihnepovoljnihimbenikaminimiziranjeugraivanjemoptimalnedimenzijeuzorka(odnosvisineiirine,oblik),prilagoavanjemoblikaprstenova,kaoimaterijalaodkojigsuproizvedeni,kojieomoguitinedreniranipokusisl.Upokuajutoveegunapreenjaaparatakojietozornijeprikazatiponaanjepijesakaprivelikimdeformacijama,usvijetuseodosnovnogureajazaprstenastosmicanje,dodanasrazvilonekolikomodificiranih,unikatnihverzijaureaja,odkojihsejedannalazinaGraevinskomfakultetuSveuilitauRijeci.
-
3.KARAKTERISTINIREZULTATIISPITIVANJAPIJESAKAUUREAJUZAPRSTENASTOSMICANJE
Opisanisupokusiispitivanjapijeskaudreniraniminedreniranim(konstantnivolumen)uvjetima.Uzoraknakojemsuseprovelaispitivanjajemuljeviti,dobrogranuliranipijesak,uzetsnalazitanarijeciMississippi.
Obiljejapijeskakojikoristimouispitivanju:
70%kvarc 21feldspar 5%karbonati minimalnikoeficjentporae=0.563imaksimalnie=1.038.
3.1.UgradnjauzorkaitestiranjeUniformnostuzorakakojisukoriteniuispitivanjuosiguranajejednomodmetodapripreme
uzoraka(eng.airpluviaton),kojakaoglavnipokretakoristisilugravitacije.Pijesakseugraujelijevkomkojijeprislonjennadnupostoljanakojiugraujemouzorak.Timeuvjetujemodaesticepijeskanepadajusvisine,imepostiemodajecijeliuzorakjednolikeporoznostitj.poroznostjednehrpicepijeskarazlikujesesamoza5.3%odprosjeneporoznosticijelokupnogugraenoguzorkapijeska.
Slika1.Raspodjelaveliineesticapijeskaukoritenimuzorcima
-
Uureajzaprstenastosmicanjeugraenisupotpunosuhiuzorcipijeska,jerjedokazanodanedreniranitestitestsakonstantnimvolumenom(suhiuzorak)dajuidentinerezultate(smanjenjenormalnognaprezanjatijekomsmicanjakodtestakonstantnogvolumenajednakjepoveanjupornogtlakauvjetovanognanoenjemposminognaprezanjakodnedreniranogpokusa)doksaturiranostpijeskakoddreniranoguvjetaneigraulogu.Nakonugradnjeuzorkapijeskaizravnavasepovrinanakojinalijeeploazananoenjeoptereenjaiostalielementipotrebnizauspjenoizvoenjepokusa.Zatimseuzorkakoptereujenormalnimnaprezanjemudreniranimuvjetimadasedovededotranogstanjakonsolidacije,odnosnonormalnognaprezanjauuzorku,teseploapodignezamanjeod1mmkakobisesmanjilotrenjeizmeurotirajuebazeiprstena.Zatimsepoinjenanositiposminonaprezanje.Brzinasmicanjakojajeprimjenjenauovimistraivanjimaje18.3cm/min.Razlogvelikojbrzinismicanjajepotrebapostizanjavelikihdeformacija(ivieod10m)unutarjednogdana,tojeprihvaenojjerjedokazanojedakodpijesakaonanemautjecajanaponaanjeuzorkapijeskaprilikomsmicanja.
Vanojerazdvojitinormalnaiposminanaprezanjakojasejavljajunavrhuuzorkaodonihkojisejavljajunamjestusmicanja,jernjihovevrijednostinisuiste.Razlograzliitostinormalnihefektivnihnaprezanjanarazliitimtokamavisineuzrokajevertikalanakomponentatrenjaizmeuuzorkaiprstenovakojujepotrebnokompenzitatidabisedobilotonoefektivnonormalnonaprezanje.Razlograzliitostiposminihnaprezanjajetrenjekojesejavljanagumenojbrtvitestogajeukupnoposminonaprezanjemanjezakomponentutrenjagumenebrtve(razlikaotporanagornjemidonjemureajuzamjerenje).
3.2.SmicanjeprikonstantnomvolumenuNakonugradnjeuzorkapijeskagorenavedenommetodom,pomoulijevkanalijeemoplou
zananoenjeoptereenjakojuprivrujemovijcimaimeosiguravamokonstantanvolumen.Unatouvrivanjujavljajuseminimalnipomaci(zbogpovrataelastinihdeformacija)kojeLVDToitavakaotojepokazanonaSlici2.(poetnomjerenjejepomaknutonaapscisinaoko0.2mm),nozbogmalogutjecajanaporoznostonosezanemarujetesevolumenuzimakaokonstantan.Utjecajtrenjabrtveupoetkusmicanjaiznosi4050%,nokodveihpomakaonopadanamanjeod5%sminevrstoeuzorka(Slika4.).
-
Slika
Nefektivn
injenicunaprezan
Sli
2.LVDToit
NaSlici3.primnormalniudaseplohanjakaoneza
ika3.Ovisno
tanjaiomjer
ikazanesuizmnaprezanjasmicanjakoavisnanijeu
ostiopteree
poroznostiz
zmjerenevrijjimanavrhuodpijesakafpotpunostim
enja,efektivn
zabiljeento
jednostioptuuzorka('n,formiraudomogue.
nognormaln
okomispitiva
ereenjaeltop)inazoninjojzoniuzo
nognaprezan
njaprikonst
ijaN1iN2usmicanja('orka,razlikov
njaiposmin
tantomvolu
ovisnostio'n,SZ).Sobzirovatiovadva
nihdeformac
menu
omna
cija
-
P
naprikaznaprezan
poklapaunutarnj
iste,ananaprezan
Krivuljanuspore
Prikazomuz.Kododabinjebezkomsarezultatimjikuttrenjaiaprezanjasenjanijeuvijenedolazidoenjesaned
Slika4.S
dijagramuran,SZiz,tompenzacijezmapriodabiiznosi=35razlikujusamekmogua,a0zbogrezidreniranimko
Smicanjepo
unaslici5.jaop(normalnozagumenubrunormalnih.Trebanapomoukompaovisiomogdualnevrstoompresijskim
osminasila
asnosevidioefektivnonbrtvu)dobivhiposminihomenutidasenzacijskim
gunostimaioetla.Naslmpokusomk
(naprezanje
kolikoodabiaprezanjena
vamounutarnhnaprezanjasilekojesunfaktorima.karakteristik
ici5.pokuspkojiprikazuje
)
rrazliitihvrasminojplonjikuttrenjaanasminojanaseneusPravilanodakamaureajprikonstantneunutarnjiku
rijednostiiohiiposminaod=25tplohiprikojsveetirivarabir,tj.procjakojegkorisnomvolumeuttrenjaod
utjeenotoseneimarijantesuenastimo.enu=31.
-
V
kritinogureaja
Slik
Velikarazlikagstanjatouzaprstenast
ka5.dija
aizmeuovautriaksailnomtosmicanjeu
grama)urb)tri
advaureajmaparatukruzoraksezbi
eajzaprsteiaksialniapar
aoitujeseiritinostanjeijaidostiek
enastosmicarat
iuveliinamedostieseskritinostanj
anje
asminihplsamonakonenakon100
ohaprijedo1.3cm,dok0cmsmicanj
stizanjakoda.
-
3.3.ReS
naprethvaljka(Upreko10ukljuilisluaju,limit.Slikvrijedno
(z,U2).OvFz,Ugoto
sutinik
Slika6.MprimjeroMoramo
primjerp
zultatidrSlika6.prikahodnoodabrUP)kojeodgo0mpomakadsmopromjeprazninaomka7.prikazustiefektivnihvamjerenjaovoidentianonstantnoti
Mjerenjeikoomjerapromoimatinaumpodtimspec
reniranogazujeLVDTmanomuzorkuovarajusmandaomjerpranuomjerap
mjeradosegnujeoptereenhnormalnihpokazujuda
nomjerumjejekomispitiv
ompjutorskimatranogupmudajeviecifinimpoe
gtestamjerenjadobupijeska.Ovnjenjupraznazninepristuporapromatreprivremennjamjerenanaprezanja(ajenastranierenomutevanja.
omjerdobiveparalelnomdod10mpoetnimuvjetim
ivenatijekomvdjeLVDTbilineomjeromupikritinomranuuparalominimumoptereenji(n,top)navrhitrenjaFz,U2iestustalnogv
entijekomddreniranomtotrebnodasema)utestus
mtipinogteljeiznaajnemodoko15%stanjuuovoelnoodvijanitadapoinjmastanicahuprimjerkaiznosiookovolumena.K
dreniranogsmroosnomsmepribliipribsmicanjaprst
estadreniranepromjeneu%.Primjeujeojsituaciji.ZaomtriaksijaljerastisvedN1iN2,kaoinaposmi14%odnormakoseipred
micanjauzorminomtestublinomkrititena.
njaprstenasupoloajugoemodajepoausporedbulnomtestu.oktestdoseiizraunanenimzonamamalnogoptedvialo,n,SZ
rkaprstenakuMRpijeskanomstanju
smicanjaornjegotrebnou,Uovom
egnesvojeaereenjaostajeu
kaoi.(zaovaj
-
Slikaravnini
Naslici8naprezan
moment
dosegnu
Slika8
7.Uitanamizraunatoj
8.prikazanenjanavrhuut,momenteuvrhunac,a
8.Momentid
mjerenjainoizmjerenjao
suvrijednosuzorkainaptrenja,tepozatimsesm
dobivenimje
ormalnanaproptereenja
prst
tiodgovarajposminojzoosminanapmanjujunan
erenjemipo
rezanjanavrdobivenihtitenaMRpij
uihtorzijskinipridrenirarezanja.Prisnajmanjumo
osminanapsmicanje
rhuprimjerkijekomprimeska
ihmjerenjaianomposmismicanjuseoguumjeru.
prezanjanav
a(n,top)inajeradreniran
vrijednostipkuprstena.zonepove
vrhuprimjer
asmicanje(nogsminog
posminogMjeriseukuavajudokn
rkaopteree
n,SZ)ugpokusa
upnine
nogna
-
Slika9.(a)prikazujetragovenaprezanjaizpokusaprstenastogsmicanjakojidogovarajuviestrukimkombinacijamasminihinormalnihnaprezanjaiztestadreniranogprstenastogsmicanja.
1. Sminoinormalnonaprezanjemobiliziranouzonismicanja(SZ;'n,SZ)kojisumjerenikoritenjemjedinstvenekombinacijenormalnihitorzijskihnaprezanjaelijaunovomureajuzaprstenstosmicanje.
2. Sminoinormalnonaprezanjemobiliziranouvrhuuzorka(top;'n,tpo)kojeebitimjerenokoritenjemkonvencionalnogureajazaprstenastosmicanje.
3. SZi'n,tpo4. topi'n,SZ
Zausporedbu,slika9.(b)prikazujerezultateparalelnogdreniranogtriaksialnogkompresijskogpokusaizvedenonauzorkuMRpijeskakaoikuttrenjakodtriaksialnogkompresijskogefektivnognaprezanja.
Konstantanvolumenidreniranivelikipomakkutatrenjaefektivnognaprezanjapomouraunalakoritenjempritiskanaravninismicanja(SZ;'n,SZ)suotprilikejednaki37,dokodgovarajuikuttrenjamjerentriaksialnomkompresijomiznosioko32.Razlikaodoko5jedosljednaobjavljenimpodacimauveziizmeuravninesmicanjaikutatriaksialnogsmicanjakaotestprstenastogsmicanja(navelikimudaljenostima).Ovajsporazumpotvrujedajemobiliziranonaprezanjenaplohismicanjamorabitimjerenokadatestiramopijeskeuureajuzaprstenastosmicanje(gdjesesmicanjejavljaubaziuzorka),inemoebitiadekvatnomjerenukonvencionalnomureajuzaprstenastosmicanjekojineodvajamjerenjemzidtrenja.Neuzimajuiuobzirtesile(kojenisutipinomjereneuprstenastomaparatu)kadatestiramopijeskemoerezultirativelikimudaljenostimauvrstoamakojesusuviemale.Osimtoga,rezultatiprezentiraniovdjesugerirajudasepremjetanjemgranicatriaksialnogaparatamoeiskljuitimjerenjekritinihmjestaposminevrtoeakizarastresiteuzorke.Noviaparatzaprstenastosmicanjeinisedaedoidokritinihstanjaiuvolumnimiudreniranimuvjetima.
Kaotosmoiprijenapomenuli,dobrodefiniranazonasmicanjarazvijenajeiudreniranimuvjetimaiuuvjetimakonstantonogvolumenaupokusuprstenastogsmicanja,promatraaseunekimpokusimaizvedenimsaPMMAvanjskimograniavajuimprstenom.Zonasmicanjaizmjerena1.3mmdebljineili14D50MRpijeska,kojajedosljednazakljucima"AlshibliandSture(2000)"(izmeuostalih)kojisuprimjetilidajetrakasmicanjaformiranazavrijemetestiranjaravninenaprezanjabilaoko13D5014D50zafinogranuliranepijeske.
-
Slika
15.Tragovinaprezanjazzaispitivanjetri
euzorka(a)diaksijalnipok
dreniraniprskus
sten(b)dren
niranikompreesijski
-
4.ZAKLJUAKZaispitivanjeponaanjapijesakaprivelikimdeformacijamakoristisenekolikoureajaod
kojihsunajzastupljenijitriaksijalniaparat,aparatzadirektnosmicanjeiaparatzaprstenastosmicanje.Glavnizahtijevspomenuteaparaturejestdaprilikomdostizanjavelikihdeformacijasmicanjempotrebnanaprezanja,kaoideformacije,znaajnoneodstupajuzasluajevedreniranoginedreniranogpokusa.Aparatzaprstenastosmicanjenajboljeodgovarazadanomzahtjevuprilikomispitivanjaponaanjapijesakaprivelikimdeformacijama.Uzzadanizahtjevaparatimabrojneprednostipoputmogunostidostizanjabeskonanihposminihdeformacijabezznaajnihrazlikauraspodjelinaprezanjaideformacijaizmeuniskihivisokihdeformacijskihzahtjeva(velikiimalipomaci),sposobnostraspodjelenaprezanjanasliannainkakosetooekujeuprirodi,odravanjekonstantnograzmakaigeometrijeuzorkatokompokusaislino.
Meutim,uzbrojneprednosti,kaoisvakiureaj,aparatzaprstenastosmicanjeimaogranienja,poputdimenzijauzorakakojemoguprouzroitinepovoljnuraspodjelunaprezanjaideformacijaiekstruzijeuzorkaprilikomsmicanja.Upravousvrhumimiziranjaspomenutihogranienja,noviaparatzaprstenastosmicanjejeproizvedennasveuilituuIllinois.Ureajomoguujeprovoenjepokusaudreniraniminedreniranimuvjetimaidimenzijeprstenovaprilagoenesunanaindaomoguavajujednolikuraspodjelunaprezanjaiprivelikimsilamaideformacijama.Takoer,mogueistiskivanjeuzorkapritakovelikomnaprezanjusprijeenojezavarenimprstenovimauzduvezanihprstenova.Usporedbomrezultataispitivanjaitijekprovedbepokusautriaksijalnomaparatuiuaparatuzaprstenastosmicanjemoemoseuvijeritiuprednostiiveutonostrezultatadobivenihispitivanjemuaparatuzaprstenastosmicanjeudreniraniminedreniranimuvjetima.
Mogunostidostizanjabeskonanihdeformacijaureajemzaprstenastosmicanjeuvjetjezadostizanjekritinogstanjatojejojednaunizuprednostispomenutogureaja.
