Üç Eksenli UU-CU-CD Deneyleri

Bizimle İletişime Geçin

Katalog Talep Edin

Ürün Kodu

Üç Eksenli Deney Sistemleri

Standartlar

ASTM D2850, D4767, D7181; AASHTO T-297; BS 1377-7, BS 1377-8

Zeminlerin mekanik özelliklerini belirlemek, yapı temelleri, bentler ve diğer zemin yapılarının tasarlanmasında çok önemli bir yer tutar.

Bina yapımı, dolgu ve kazı, tünel açma ve benzer uygulamalar zemin yapısına çeşitli etkiler uygular. Bu etkilerin başarılı bir şekilde simüle edilmesi için örselenmemiş numunelerdeki stres-gerinim ilişkisinin farklı stres seviyeleri ve drenaj şartları altında belirlenmesini sağlayan üç eksenli deneyler kullanılır.

UTEST Üç Eksenli Deney Sistemi örselenmemiş veya kalıpla oluşturulmuş zemin numuneleri üzerinde otomatik üç eksenli kesme deneylerinin yapılmasına olanak sağlar. Konsolide Edilmemiş Drenajsız (UU), Konsolide Drenajlı (CD) ve Konsolide Drenajız (CU) kesme deneyleri otomatikman yürütülür, kontrol edilir ve raporları alınabilir.

Konsolide Edilmemiş Drenajsız (UU) Deney

UU Deneyi için deney öncesi doygun olduğu kabul edilen numune, üç eksenli deney hücresinde çevre basıncına tabi tutulur. Numune hücreye yerleştirildikten sonra yanal basınç ünitesi vanası kullanılarak çevre basıncı belirlenen değere getirilir. Ardından sabit bir düşey gerinme oranı kullanılarak oluşturulan düşey basınçla numunenin kırılması sağlanır. Numunenin özgün yapısının ve su içeriğinin değişmemesi için, doyurma ve konsolidasyon işlemleri uygulanmaz. Bu deney sırasında boşluk suyu basıncı ölçülmediği için sonuçlar sadece toplam stres üzerinden yorumlanabilir.

Bu deneyler genelde aynı numuneden elde edilen üç farklı deney numunesi üzerinde farklı çevre basınçları kullanılarak yapılır.

Tüm numunelerin doygun olduğu varsayıldığı için kesme dayanımları tüm deneylerde birbiriyle ilişkilidir. Deney sonuçları için gerinme miktarına tekabül eden düşey basınç eğrileri çizilir. Kırılma anı olarak kabul edilen net en büyük ana stres değerinde Mohr halkaları toplam stres olarak çizilir. Ortalama drenajsız kesme dayanımı kaydedilmeli ve Mohr dairelerine teğet geçen kırılma/göçme zarfı/doğrusu çizilerek, drenajsız kohezyon kesme noktası (c) ve drenajsız kesme direnci açısı (φ) bulunur.

ekle00

Konsolidasyonlu Drenajsız (CU) ve Konsolidasyonlu Drenajlı (CD) Deneyleri

Pik efektif stres parametreleri; (c’ ve φ’) boşluk suyu basıncı ölçümlü, konsolidasyonlu drenajsız (CU) veya konsolidasyonlu drenajlı (CD) üç eksenli deney sonuçlarından elde edilmektedir. Konsolidasyonlu drenajsız/drenajlı üç eksenli deneyler genelde üç eşdeğer numune üzerinde doyurma, konsolidasyon ve kesme gibi birkaç aşamanın uygulamasıyla yapılır.

Numune gözeneklerinde yer alan akışkanda hava bulunmasını engellenmesi için doyurma işlemi yapılır. Doyurma işlemi, numune gözenekleri içindeki havanın suya geçmesi için, normal olarak,numune yüksek bir ters basınçta bırakılarak yapılır ve bu y. Ters basınç (aslında haricen uygulanan boşluk suyu basıncıdır), hacim değişim ünitesi üzerinden numunenin tepesinden uygulanırken, aynı zamanda biraz daha yüksek bir çevre basıncı uygulanır. Çevre basıncı ve ters basınç belirli adımlarla arttırılırken, her adımda numunenin dengeye ulaşması için beklenir. Doyurma oranı Skempton’un boşluk suyu basıncı parametresiyle ifade edilir. (Skempton, 1954.)

Δ u

B=__________

Δ σ3

Burada uygulanan Δσ₃ çevre basıncı adımının neden olduğu boşluk suyu basıncı değişimi Δu olarak alınır. İdeal bir doymuş zeminde B değeri 1’e eşit olur. Çeşitli standard deney metotlarında, numunenin doymuş sayılması ve konsolidasyon aşamasına geçilmesi için B değerinin 0.95’e eşit veya daha yüksek olması tavsiye edilir.

Üç eksenli deneyinde, efektif stresin konsolidasyon aşaması, iki nedenle önemlidir. İlki, numunelerin farklı dayanımlara sahip olmasına ve bu yolla Mohr daireleri efektif stresleri arasında mesafe oluşmasına yönelik olarak, 3 farklı efektif basınç altında, 3 numune konsolide edilerek deney uygulanır. İkinci olarak, kesme aşamasındaki en az süresinin belirlenmesi için konsolidasyon sonuçları kullanılır.

Efektif konsolidasyon basınçları (çevre basıncı-ters basınç) her bir numunede genelde iki ile çarpılır. Ortadaki numuneye uygulanacak basıncın, zemindeki düşey efektif strese yakın bir değer olması arzu edilir. Konsolidasyon sırasında numuneye çevre basıncı ve ters basınç uygulanır, hacim değişimi okumaları ise ters basınç hattındaki hacim değişimi ünitesi ile yapılır. Boşluk suyu basıncı numunenin tabanından okunur, ters basınç hattı drenajı, numune başlığındaki poroz taş tarafından sağlanır. Killi numunelerin konsolidasyon katsayısı, numune hacim değişimiyle zaman karekökü grafiğinden elde edilir. Teorik uyarlamalara göre konsolidasyon sürecindeki hacim kaybının ilk %50’si bu grafikte düz bir çizgi olarak görülmelidir. Bu düz çizginin %100 konsolidasyonu simgeleyen yatay çizgiyi kestiği noktaya ait zaman değeri (Bishop ve Henkel tarafından T100 olarak adlandırılmıştır) kullanılarak konsolidasyon katsayısı elde edilebilir.

Konsolidasyonlu Drenajsız (CU) Deneyi

Konsolidasyon tamamlandığında, ters basınç hattına ait vana kapatılarak numuneye uygulanan ters basınç ortadan kaldırılır ve elde edilen konsolidasyon sonucuna göre basınç plakasına uygulanacak düşey yükleme hızı girilir. Kesme aşaması sırasında düşey stres, çerçeve pistonunun hareketiyle uygulanır ve düzenli deformasyon, düşey yük ve boşluk suyu basıncı okumaları alınır. Bu değerler kullanılarak ana stres farkı (σ1- σ3) ile boşluk suyu basıncının, gerinim bazında grafiklerinin çizilmesi sağlanır ve kırılma noktası genelde en yüksek ana stres farkı olarak belirlenir. Farklı konsolidasyon basınçlarında denenen üç eşdeğer numunenin yenilme noktalarına efektif stres Mohr daireleri çizilir ve bu dairelere teğet geçen doğrunun açısından ve eksen kesişme noktasından, efektif dayanım parametreleri kohezyon kesme noktası (c) ve kesme direnci açısı (φ) belirlenir.

ekle001

Konsolidasyonlu Drenajlı (CD) Deneyi

Kesme aşamasında hacim değişimi ölçümü yapılan konsolidasyonlu drenajlı üç eksenli basınç deneyi, drenajsız deney (CU) ile benzer bir şekilde yapılır ancak kesme aşamasında ters basınç hattı açık kalır ve numune düşey yükleme hızı boşluk suyu basıncının artmasını önleyecek kadar yavaş olmalıdır. Drenajlı üç eksenli deneyi, kesme aşaması drenajsız deneyden 7 ila 15 kat daha uzun sürebilir. Kesme tamamlandıktan sonra sonuçlar ana stres farkı ile hacim değişiminin gerinim bazında grafikleri çizilir. Mohr halkaları çizilir ve drenajlı kırılma/göçme zarfı/doğrusu çizilerek, cd’ ve φd’ parametreleri bulunur.

Üç eksenli CD-CU-UU deney ekipmanı bilgisayar kontrollüdür, deney verileri bilgisayara aktarılabilir ve veri işlemesi Windows tabanlı üç eksenli yazılımı ile yapılabilir. Tüm veriler Excel’de kullanılabilinir.

Tüm ölçümler (düşey yük, düşey deplasman, ters basınç, boşluk suyu basıncı, çevre basıncı ve hacim değişimi) deneyin tüm aşamalarında elektronik olarak ölçülüp kaydedilir.

ekle002

UU-CU-CD Deneyleri için Tipik Sistem Konfigürasyonları
Ürün Kodu	Açıklama	UU	UU-CU-CD
UTM-0108	*Multiplex Universal Elektromekanik Deney Cihazı ()**	1	1
UTGM-0010	Yük Hücresi, 5 kN	1	1
UTS-0400 UTS-0401	Üç Eksenli Deney Hücresi ()**	1	1
UTS-0405	Tek Bağlantı Hatlı Blok,3 Eksenli Deney Hücreleri için	1	-
UTGM-0110	Basınç Ölçüm Sensörü	1	3
UTS-0408	Yağ/Su Sabit Basınç Ünitesi,1700 kPa	1	2
UTS-0415	Otomatik Hacim Değişim Ünitesi	-	1
UTCU-0320	Statik Unilogger, 4 kanal	-	1
USOFT-0419	Yazılım, Üç Eksenli UU Deneyleri için	1	1
USOFT-0420	Yazılım, Üç Eksenli CU-CD Deneyleri için	-	1
UTS-1330 ve UTGP-1140	Hava Alma Tankı, 7 L ve Hortum	1	1

* UTM-0108, UTGM-0025 50 kN Yük Hücresi, UTGM-0062 25 mm Lineer Potansiyometrik Deplasman Sensörü ve UTC-4930 U-Touch PRO Kontrol Ünitesi ile birlikte verilir.

** 38-50 mm çaplı numuneler için, UTS-0400 Üç eksenli deney hücresi,70-100 mm çaplı numuneler için, UTS-0401 Üç eksenli deney hücresi uygundur.

Su içindeki havanın alınması için ihtiyaç duyulacak opsiyonel hava alma aparatları için, (ayrıca sipariş edilmelidir.) “Havası Alınmış Su” sayfasına bakınız.