Saven muodonmuutosominaisuuksien määritysmenetelmien ja –laitteistojen kehittäminen
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2014-02-24
Department
Major/Subject
Pohja- ja kalliorakentaminen
Mcode
IA3028
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
81 + 30
Series
Abstract
Geotekniikan mahdollisesti vaikein osa-alue on koheesiomaalajien, kuten saven muodonmuutosten ennustaminen. Saven lujuus- ja muodonmuutosominaisuuksia on tutkittu jo pitkään ja tarkoitukseen on kehitetty monia erilaisia tutkimusmenetelmiä ja tulkintatapoja. Tutkimusten perusteella on kehitetty useita erilaisia malleja kuvaamaan savien käyttäytymistä. Uudemmat mallit vaativat enemmän erilaisia parametreja vanhempiin malleihin nähden. Näitten parametrien määrittäminen laboratoriossa voi olla vaativaa, kestää pitkän aikaa ja tulla kalliiksi. Työn tarkoituksena oli helpottaa ja nopeuttaa tärkeiden mallintamisessa käytettävien parametrien määrittämistä häiriintymättömistä savinäytteistä. Työssä tutkittiin häiriintymättömiä savinäytteitä, jotka on otettu Espoossa Aalto-Yliopiston pohjarakentamisen ja maamekaniikan laboratorion lähistöltä. Tämän saven, HUT-Clayn muodonmuutos- ja lujuusominaisuuksia tutkittiin luokitus-, ödometri- ja kolmiaksiaalikokeilla. Työssä kehitettiin uusia koemenetelmiä olemassa oleville ja uusille laitteille, kehitettiin laitteistoja ja uusia menetelmiä tulkita saatua mittaustietoa. Työn aikana käyttöönotettu huokospaineödometri toi merkittävän lisän saven konsolidaatiotutkimukseen. Saatujen tuloksien perusteella pystytään tekemään tulkintoja saven konsolidaatiokäyttäymisestä ja sen suhtautumisesta klassisiin teorioihin. Huokospainemittauksesta pystyttiin arvioimaan eri painumalajien suuruutta uudella tulkintamenetelmällä. Tämä menetelmä osoittautui työn aikana lupaavaksi. Kokeilluista kolmiaksiaalikokeista kiinnostavampia olivat kokeet, joissa leikkausvaiheessa hydrostaattinen jännitys pidettiin vakiona ja deviatorista jännitystä nostettiin portaittain. Tällaisesta kokeesta pystytään määrittämään muodonmuutosinkrementtien avulla myötöpinnan parametrien arvot ilman usean kokeen sarjoja. Myös avoimen kokeen tilavuudenmuutoksen ja suljetun kokeen huokosvedenpaineen välillä havaittiin yhteys, jonka avulla suljetusta leikkauskokeesta pystyttäneen määrittämään nämä samat parametrit.One of the most challenging areas of geotechnical engineering is the prediction of deformations of soft soils such as clays. Strength and deformation properties of clays have been studied over centuries resulting in development of different testing techniques and interpretation methods. As a result different types of material models have been developed in order to describe the behavior of clays. Recently developed material models require additional parameters compared with the simple models developed in the earlier days. The determination of these parameters in laboratory can be challenging and time consuming thus expensive. The objective of this study was to improve the determination of soil parameters that are commonly used in constitutive modelling more easier and faster. In this study, undisturbed samples of HUT-Clay were taken from the vicinity of Aalto-University’s laboratory of soil mechanics and foundation engineering in Espoo and were tested for several geotechnical engineering parameters. Series of classification, triaxial and oedometer tests were done on the collected HUT-Clay specimens. The oedometer cell which allowed pore water pressure measurements throught the bottom of the sample was introduced in this work. Existing interpretation methods for analysing test data were improved. The new oedometer was used to investigate the deformation behaviour of HUT-Clay. The observed behaviour was then compared with classical consolidation theories. The total settlement was divided into consolidation and creep settlements using the pore water measurement data. A new interpretation method was generated for these analyzes. In triaxial testing, a promising test method was found where hydrostatic pressure was kept constant while deviatoric pressure was raised in increments. In each increment the ratio between change in volume and shear strain was calculated. The ratios were used to determine yield surface parameters. With this method it is possible to determine yield surface parameters without a series of triaxial test. The determination of corresponding yield surface parameters in undrained triaxil test was done using the observed relationship between pore water pressures in undrained triaxial test and volume changes in drained triaxial test.Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Korhonen, OsmoKeywords
kolmiaksiaalikoe, ödometrikoe, huokosvedenpaine, jännityspolku, myötöpinta, triaxial test, oedometer test, pore water pressure, stress path, yield surface
