Laboratoryjne badanie sztywności gruntu według Eurokodu 7

• Autorzy: Sas W. , Gabrys K. , Szymanski A.

Warianty tytułu

EN

Laboratory tests of soil stiffness by Eurocode 7

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Laboratoryjne badanie sztywności gruntu w przedziale małych odkształceń jest zadaniem niezwykle trudnym ze względu chociażby na niewystarczającą rozdzielczość i niezadowalającą dokładność urządzeń do pomiaru obciążeń oraz przemieszczeń. Istnieją możliwości regularnego przeprowadzania analiz sztywności gruntu dla małych odkształceń w aparacie trójosiowego ściskania z lokalnym pomiarem przemieszczeń. Niestety metoda ta ze względu na wysokie koszty stosowana jest zazwyczaj tylko w projektach badawczych. Dodanie elementów bender do aparatu trójosiowego znacznie ułatwiło przeprowadzanie badań prędkości rozchodzenia się fali ścinającej, a w konsekwencji – początkowego modułu ścinania. Badania te stały się proste i opłacalne, wykonywane powszechnie w laboratoriach geotechnicznych na całym świecie. W wymaganiach Eurokodu 7 brak jest obszernego, dokładnego opisu tej techniki badawczej, tym niemniej zasygnalizowane zostały specjalistyczne badania sztywności gruntu, na przykład wykorzystujące pomiar prędkości fal sejsmicznych, zwłaszcza w przypadku małych odkształceń (tj. mniejszych niż 0,1%). Dlatego też za właściwe uznano wyjaśnienie idei badań elementami bender. W artykule zaprezentowano zwięzłą metodykę badań w aparacie trójosiowego ściskania wyposażonym w piezoelementy typu bender, związaną z pomiarem prędkości fali ścinającej, wraz z przykładowymi wynikami badań doświadczalnych przeprowadzonymi na wybranym gruncie spoistym pochodzącym z terenu Warszawy. Ponadto wyznaczono zależności prędkości fali ścinającej oraz wartości początkowego modułu ścinania w funkcji na przykład średniego ciśnienia efektywnego.

EN

The laboratory measurement of soil stiffness in the range of small strains is a very diffi cult task, due to the insuffi cient resolution and unsatisfactory precision of laboratory equipment for measurements of loads and displacements. There are opportunities for regular analysis of small-strain soil stiffness in the triaxial apparatus with local transducers. Unfortunately, this methods is typically used only in the research projects because of the high costs. However, using some additional equipment for triaxial apparatus: bender elements facilitated tests with propagation of the shear wave, and consequently calculation of the initial shear modulus. This technique became a simple and a cost-effective one, commonly performed in the geotechnical laboratories around the world. In the requirements of Eurocode 7 there is no comprehensive, detailed description of this research method, but some specialized studies of soil stiffness have been indicated here. For example, techniques which use the seismic wave velocity measurement, particularly for small strains, i.e. less than 0.1%. Therefore, the clear explanation of bender element tests ideas. was considered to be appropriate. This article presents a summary of research methodology in the triaxial apparatus equipped with bender elements, using for the measurements of the shear wave velocity. Examples of experimental results carried out on selected cohesive soils derived from Warsaw area are showed here as well. Moreover, equations of the shear wave velocity and the initial shear modulus as a function of the mean effective stress are proposed.

Słowa kluczowe

PL

geotechnika; grunty; sztywnosc; badania geotechniczne; badania laboratoryjne; uklady pomiarowe; przetwornik piezoelektryczny; norma PN-EN 1997-1:2008

EN

geotechnics; ground; soil stiffness; geotechnical research; laboratory research; measurement device; piezoelectric transformer; PN-EN 1997-1:2008 standard

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2013
• Tom: 12
• Numer: 3
• Opis fizyczny: s.39-50,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Sas W.

• Wydział Budownictwa i Inżynierii, Laboratorium-Centrum Wodne, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul.Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa

autor

Gabrys K.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

autor

Szymanski A.

• Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie, Warszawa

Bibliografia

• Chan C.M., 2010. Bender element test in soil specimens: identifying the shear wave arrival time. EJGE 15, 1263–1276.
• Dyvik R., Madshus C., 1985. Lab measurements of Gmax using bender elements. Proceedings of the Conference on the Advances in the Art of Testing Soil under Cyclic Conditions. ASCE Geotechnical Engineering Division, New York, 186–196.
• Jovičić V., Coop M.R., Simic M., 1996. Objective criteria for determining Gmax from bender element tests. Géotechnique 46 (2), 357–362.
• Kramer S.L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. University of Washington. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey.
• Lawrence F.V., 1963. Propagation of ultrasonic waves through sand. Research Report R-63-08. Massachusetts Institute of Technology.
• Lawrence F.V., 1965. Ultrasonic shear-wave velocity in sand and clay. Research Report R-65-05. Massachusetts Institute of Technology.
• Lee J.S., Santamarina J.C., 2005. Bender elements: performance and signal interpretation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 131 (9), 1063–1070.
• Shirley D.J., Anderson A.L., 1975. Acoustical and engineering properties of sediments. Report No. ARL-TR-75-58. Applied Research Laboratories, University of Texas, Austin.
• Viaggiani G., Atkinson J.H., 1995. Interpretation of Bender element tests. Géotechnique 45 (1), 149–154.
• PN-EN 1997-1: 2008 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne.
• PN-EN 1997-2: 2007 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 2: Badania podłoża gruntowego.