Πειραματικές παράμετροι της δοκιμής συμπιεσομέτρου και σύγκριση της μηχανικής συμπεριφοράς αργίλου και καλκαρενίτη

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία κύριο αντικείμενο μελέτης αποτελεί το φαινόμενο της στερεοποίησης. Η διερεύνηση του φαινομένου γίνεται μέσα από εργαστηριακές δοκιμές συμπιεσομέτρου σε ένα αργιλικό και ένα καλκαρενιτικό έδαφικό υλικό του ελληνικού χώρου, καθώς και σε αναμοχλευμένα δοκίμια τους. Για τα εδαφικά αυτά υλικά, αρχικά προσδιορίστηκε η φυσική περιεχόμενη υγρασία τους και το ειδικό βάρος των εδαφικών τους κόκκων, ενώ για την άργιλο έγιναν επιπλέον εργασίες με σκοπό τον υπολογισμό των ορίων Atterberg και κατ’ επέκτασην την ταξινόμηση της βάσει του USCS. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν παραλλαγές της εργαστηριακής δοκιμής συμπιεσομέτρου, με σκοπό τον προσδιορισμό της επίδρασης τους στη μηχανική συμπεριφορά του κάθε σχηματισμού. Συγκεκριμένα εξετάστηκε η επιρροή του ρυθμού φόρτισης αλλά και των διαστάσεων του δοκιμίου (ύψος και διάμετρος) στη συμπιεστότητα του κάθε υλικού αλλά και στον ρυθμό χρονικής εξέλιξης του φαινομένου. Ακολούθως έγινε αντιπαραβολή των αποτελεσμάτων των δοκιμών στα αναμοχλευμένα δοκίμια με αυτά των αντίστοιχων δοκιμών που έχουν γίνει σε φυσικά, αδιατάρακτα δείγματα. Με τον τρόπο αυτό είναι δυνατό να προσδιοριστεί η επίδραση που έχει η δομή και η γεωλογική ιστορία του φυσικού υλικού στη συμπιεστότητα και στην ταχύτητα ολοκλήρωσης της στερεοποίησης. Τέλος, το 7ο κεφάλαιο της εργασίας αναφερέται στη σύγκριση των δύο διαφορετικών εδαφικών σχηματισμών ως προς τα χαρακτηριστικά και τη μηχανική συμπεριφορά τους κατά τη στερεοποίηση. Εξετάστηκαν οι μορφές των καμπυλών συμπίεσης, η μεταβολή του μέτρου μονοδιάστατης συμπίεσης αλλά και του συντελεστή στερεοποίησης σε ομοειδείς εργαστηριακές δοκιμές των δύο αρχικών φυσικών υλικών, καθώς και των αναμοχλευμένων δοκιμίων τους

The main object of this study is the investigation and analysis of the phenomenon of consolidation, which is conducted on clay and calcarenite, soil materials of the Greek geological terrains, as well as their reconstituted samples. The laboratory investigation began with the determination of the physical properties and characteristics of the above soil materials, like the specific gravity of soil grains and the natural moisture content of the tested samples. In addition some tests took place in order to determine clay’s Atterberg limits and classification according to Unified Soil Classification System. Then, a series of oedometer tests with different parameters were conducted, aiming to investigate the mechanical behaviour of the tested soil samples during consolidation. The influence of the load rate and the sample size (height and diameter) on the compressibility of each material and on the time evolution of the consolidation were tested and examined as well. Next step of this dissertation was to analyse and compare the behavior of the reconstituted soils with the results obtained for the intact soils from tests in the same apparatus. This comparison is used to define the influence of the structure and the geological history of the intact soil on its subsequent response to normal compressibility and to the completion speed of consolidation. Concluding, in the last chapter of the current thesis, there is a comparison of the two different types of soil formations on their mechanical properties and characteristics during consolidation. The shape of the compression curves, the change in the modulus of elasticity and the coefficient of consolidation are all examined and compared via the same oedometer tests on intact and reconstituted materials respectively.