Transcript Geotechnikai talajvizsg.ppt

COLAS Hungária
szakmai nap
2006. május 2.
Aktualitások a geotechnikában
dr. Szepesházi Róbert
Széchenyi István Egyetem, Győr
Útépítési talajvizsgálatok fejlesztési kérdései
laboratóriumi alapvizsgálatok az európai szabványok szerint
tömörség ellenőrzés hengerre szerelt gyorsulásmérővel
dinamikus tömörségmérés
A geotechnika európai szabványainak tárgykörei

geotechnikai tervezés

talaj- és kőzetosztályozás

talajfeltárás- és talajvízmérések

terepi talajvizsgálatok

geotechnikai szerkezetek vizsgálata

laboratóriumi talajvizsgálatok

speciális mélyépítési technológiák

a geoműanyagok alkalmazása

a geoműanyagok vizsgálata
MSZ EN 1997-2: 2007 EC 7-2
Geotechnikai tervezés. Talajvizsgálatok
1. Általános elvek
2. A talajvizsgálatok megtervezése
3. Mintavétel és talajvízmérések
4. Terepi vizsgálatok
5. Laboratóriumi vizsgálatok
6. Talajvizsgálati jelentés
Függelékek
4. és 5. részben:
tárgy, követelmények, értékelés, felhasználás
Talaj- és kőzetosztályozás
MSZ EN ISO 14688-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok.
Talajok azonosítása és osztályozása.
1. rész: Azonosítás és leírás.
MSZ EN ISO 14688-2:2005 Geotechnikai vizsgálatok.
Talajok azonosítása és osztályozása.
2. rész: Osztályozási alapelvek.
prEN ISO 14688-2:2006
Geotechnikai vizsgálatok.
Talajok azonosítása és osztályozása.
3. rész: A talajazonosítás elektronikus adatkezelése.
MSZ EN ISO 14689-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok.
Kőzetek azonosítása és osztályozása.
1. rész: Azonosítás és leírás.
prEN ISO 14689-2:2006
Geotechnikai vizsgálatok.
Kőzetek azonosítása és osztályozása.
2. rész: A kőzetazonosítás elektronikus adatkezelése.
MSZ 14043-2:2006
Talajmechanikai vizsgálatok.
Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból.
Talajosztályozás
szemeloszlás
alapján
MSZE CEN ISO/TS 22476
Geotechnikai vizsgálatok
Terepi vizsgálatok
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Nyomószondázás elektromos mérőberendezéssel
Verőszondázás
SPT-szondázás
Pressziométeres vizsgálat Menard-féle berendezéssel
Rugalmas dilatométeres vizsgálat
Pressziométeres vizsgálat önlefúró berendezéssel
Fúrólyukas terhelés
Pressziométeres vizsgálat teljes elmozdulással
Terepi nyírószondázás
10.
11.
12.
Súlyszondázás
Lapdilatométeres vizsgálat
Nyomószondázás mechanikus mérőberendezéssel
13.
Tárcsás terhelés
MSZE CEN ISO/TS 17892
Geotechnikai vizsgálatok
Talajok laboratóriumi vizsgálata
1.
A víztartalom meghatározása
2.
A finomszemcséjű talajok térfogatsűrűségének meghatározása
3.
A szemcsék sűrűségének meghatározása. Piknométer-módszer
4.
A szemeloszlás meghatározása
5.
Kompressziós vizsgálat lépcsőzetes terheléssel
6.
Ejtőkúpos vizsgálat
7.
Finomszemcsés talajok egyirányú nyomóvizsgálata
8.
Konszolidálatlan, drénezetlen triaxiális vizsgálat
9.
Konszolidált triaxiális nyomóvizsgálat telített talajokon
10.
Közvetlen nyíróvizsgálat
11.
Áteresztőképességi vizsgálat
12.
Az Atterberg-határok meghatározása
KÚPOS PENETROMÉTER
a folyási határ megállapítására
a Casagrande-készülék helyett
MSZE CEN ISO/TS
17893-12
Geotechnikai vizsgálatok.
Talajok laboratóriumi vizsgálata
12. rész.
Az Atterberg határok meghatározása
Folyási határ
megállapítása
penetrométerrel
Geoműanyagok vizsgálata




Alapjellemzők
polimerfajta, vastagság, területi sűrűség
Hidraulikai jellemzők
jellemző szűrőnyílás,
áteresztőképesség síkban és arra merőlegesen
Mechanikai jellemzők
szakítószilárdság és merevség, kúszás, összenyomhatóság,
súrlódási jellemzők, statikus és dinamikus átszakadás
Tartósság, degradációs jellemzők
oxidáció, kémiai, mikrobiológiai hatások, UV-sugárzás
Mindenre van szabvány, de mi semmit sem vizsgálunk!
Tömörségellenőzésről általában
Kitekintés külföldre

Eurocode 7

Német előírások
Hazai gyakorlat



Osztrák gyakorlat:
FDVK
Radiometriás
mérés
Dinamikus
tömörségmérés
MSZ EN 1997-1:2005 Eurocode-7:
Geotechnikai tervezés. 1. rész. Általános szabályok
5.3.4. Földművek ellenőrzés
(1)P A földművet szemrevételezéssel vagy mérésekkel
kell ellenőrizni, hogy az anyag típusa, beépítési víztartalma
és tömörítési eljárása megfeleljen az előírtaknak.
(2)
A töltésanyagok és a tömörítési eljárások bizonyos
kombinációja esetén a tömörséget nem szükséges
a tömörítés befejezése után mérésekkel ellenőrizni, ha
a tömörítési eljárás a próbatömörítés vagy a korábbi,
összehasonlítható tapasztalatok alapján megfelelőnek
bizonyult.
(3) A tömörség a következők valamelyikével ellenőrizhető:
– a száraz térfogatsűrűség mérése és – ha a terv
megkívánta – a víztartalom mérése;
– olyan jellemzők mérése, mint pl. a behatolási ellenállás
vagy a merevség. Az ilyen mérések azonban nem mindig
alkalmasak a kohéziós talajok tömörségének
megítélésére.
(4) Ajánlatos előírni és a helyszínen ellenőrizni a – pl.
Proctor-százalékban – meghatározott minimálisan
szükséges tömörséget.
(5) Kőanyag vagy nagy mennyiségű durva szemcsét tartalmazó anyag esetén a terepi módszerekkel végzett
ellenőrzés indokolt. Ilyen anyagok esetén a Proctorvizsgálat alkalmatlan.
(6) A helyszíni ellenőrzés (lásd EN 1997-2) a következők
valamelyikével lehetséges:
– annak megállapításával, hogy a tömörítés
a próbatömörítés vagy az összehasonlítható tapasztalatok
alapján meghatározott eljárás szerint történt;
– annak megállapításával, hogy a tömörítő eszköz egy
további járata csak az előzetesen megszabottnál kisebb
többletsüllyedést okoz;
– terhelőlapos vizsgálattal;
– szeizmikus vagy dinamikus módszerekkel.
Merkblatt für die Verdichtung des
Untergrundes und Unterbautes im Straßenbau
M1: a tömörségi fok szúrópróbaszerű megállapítása
a térfogatsűrűség (és a víztartalom) közvetlen mérése
vagy valamely közvetett eljárás (és kalibráció) révén.
M2: tömörítő hengerre szerelt gyorsulásmérővel mért,
az előzetes kalibrálás során meghatározott értékű
paraméter elérésének igazolása egy mérőjárattal
(FDVK=teljes felületű dinamikus tömörségellenőrzés)
M3: a próbabeépítés keretében elfogadott tömörítési
technológia betartásának jegyzőkönyves igazolása és
vizuális ellenőrzése.
M1 mérési módszerei
Közvetlen


zavartalan mintavétel
10-25 cm átmérőjű
kiszúró hengerrel
zavart mintavétel
térfogatmérés
helyettesítéses
(homokszórásos,
gumimembrános v.
gipszöntéses)
módszerrel
Közvetett






statikus tárcsás terhelés
E2 és Tt=E2/E1 mérésére
dinamikus tárcsás terhelés
Evd megállapítására
dinamikus v. statikus szondázás
szondaellenállás megállapítására
behajlásmérés
Benkelman-féle eszközzel
süllyedésmérés
a töltésfelszín pontjai
dinamikus mérés
tömörítőhengerrel pontszerűen.
Radiometriás (izotópos) mérés








Eurocode és ZTVE nem is említi
műszergyártók nem ajánlják
egészségkárosító
üzemeltetése nehézkes
w > 15 % esetén alkalmatlan
pontatlan, manipulálható
múltban
töltéstest: 85 % - a tévedés kockázat kicsi
védőréteg: 90 % - tárcsás terhelés segít
újabban
növekvő, 88-98 % követelmények – mi lesz?
A tömörségellenőrzés követelményei

legyen gyorsan, egyszerűen végrehajtható,
kevés élőmunkát igényeljen, ne zavarja a földmunkát,

ne csak az utólagos ellenőrzést tegyen lehetővé,
épüljön be a technológiai folyamatba,
munka közben segítse a tömörítő munkát végzőket,

közvetlen, gyors feldolgozást és dokumentálást
tegyen lehetővé,

minél teljesebb, statisztikailag értékelhető képet adjon,
a gyenge helyeket is mutassa ki,
az egyenletes minőség elérését is segítse.
Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés
FDVK
A teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés (FDVK)
numerikus vizsgálata
Fritz Kopf – Peter Erdman, TU Wien, BOMAG GmbH
Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés (FDVK)
Kalibrálás és alkalmazás az osztrák RVS 8S.02.6 szerint
Fritz Kopf – Dietmar Adam, TU Wien
Tömörítési dokumentáció a HAMM Compaction Navigator
(HCN) rendszerrel
Axe Römer, HAMM Ag.
vibrohengerek
fejlődése
vario-henger
variocontrol-henger
Az FDVK elemei
FDVK-értékek
értelmezése
CMV
OMEGA
Geodynamik
a talaj és a gerjesztés
amplitudójának hányadosa
[]
BOMAG - Terrameter
talajra átadott tömörítő munka
[Nm]
Evib
BOMAG – Terrameter
a talajreakció merevségi modulusa [N/m2]
kb
Amman – ACE
a talajreakció rugóállandója
[N/m]
henger + talaj rezgő rendszer modellezése
henger – talaj véges elemes modellje
Kalibrálás
Statikus és dinamikus
teherbírási modulusok
megfeleltetése
FDVK gyakorlata
járatszám
Ev2-teherbírás
a minőség megfelelősége és változása
tömörség
teherbírás
Ev2 teherbírási modulus statisztikai értékelés
sűrűségfüggvény
területi változás
Teljesfelületű dinamikus tömörségellenőrzés
Megállapítások

Megfelel a korszerű ellenőrzési követelményeknek.

A tömörítési technológia optimalizálásának az eszköze is.

Tudományosan megalapozott, de még van kutatási feladat.

Az Evib és a kb FDVK-értékek preferálandók.

Igényes kalibrációt kíván, lehetőleg ejtősúlyos vizsgálattal.
Javaslatok

Célszerű lenne más országbeli COLAS-cégek tapasztalatainak megismerése.

Egy berendezés megvásárlása (10 mFt), beüzemelése (az
osztrák kollégák segítségével).
A
dinamikus
tömörségmérés
alkalmasságának
vizsgálata
ÚT 2-2.124:2005
„Dinamikus tömörség- és teherbírásmérés kistárcsás
könnyű ejtősúlyos berendezéssel”

tárcsaátmérő:
163 mm

ejtési magasság:
72 cm

ejtősúly:
11 kg

nyomás:
350 kPa

terhelési idő:
18 ms

ütésszám:
18

munkamennyiség: 0,4 Nm/cm3

bemenő adat:
Trw nedv. korr. tény.

eredmény:
Evd din- modulus
TrE relatív. töm. fok
Trd dinamikus töm. fok
Kérdések
tárcsa tömörítő
hatása
w
mérési hibája
Proctor-görbe
bizonytalansága
TrE
megállapítása
méretek,
mennyiségek
Trd  100 %
Tárcsa tömörítő
hatása
KézdiKabai
w hibája
dTrw/dw
0,25…4,0
telítettség
hatása
Sr > ?
Proctor-görbe
szórása
iszapos hlisztes
homok
ÁKMI
körvizsgálat
Trw
rel. szórása
wopt - 5
0,052
wopt
0,016
wopt + 5 0,019
TrE  100    Dm
  0,365  const.  ?
1
Dm 
 153  s0  (1 s1  2  s2  ...17  s17 )
17
TRE
megállapítása
Reprodukálhatóság
Sorszám
s0
s1
s2
s3
s4
s5
s6
s7
s8
s9
s10
s11
s12
s13
s14
s15
s16
s17
43
45
47
49
51
53
54
55
56
57
58
59
60
340
404
340
494
327
421
486
476
328
362
342
451
377
167
154
174
214
175
197
181
183
168
155
170
180
178
142
146
157
160
145
150
148
166
153
133
152
168
151
133
137
136
152
140
137
143
141
141
128
141
143
141
123
127
136
140
140
132
131
130
130
113
122
141
126
131
117
138
132
137
121
132
138
112
112
123
124
115
122
117
134
135
129
135
105
131
106
120
121
134
122
124
114
132
129
127
131
125
128
109
101
105
134
116
124
114
128
126
115
121
116
119
101
101
106
131
126
120
116
112
129
118
116
107
113
110
97
103
118
109
112
108
114
118
121
112
109
112
105
96
113
115
106
114
104
103
123
112
118
106
121
99
96
98
112
103
100
114
108
108
103
105
107
120
97
94
96
109
100
102
98
110
107
111
101
106
118
95
104
94
106
98
108
100
106
113
117
110
99
111
99
94
92
103
96
104
104
102
103
116
113
103
107
92
87
90
100
94
104
94
102
115
117
106
102
114
107
92
88
98
92
102
105
101
127
117
113
109
99
88
84
86
96
90
Átlag
396
177
152
140
130
126
124
121
118
113
111
108
105
104
104
101
102
101
Szórás
63
16
10
6
8
10
10
11
10
8
6
9
7
7
8
9
9
13
Rel. szórás %
16
9
6
4
6
8
8
9
9
7
6
8
7
6
8
9
9
13
Reprodukálhatóság
Sorszám
Tre
(%)
Tre,M
(%)
43
45
47
49
51
51
53
54
55
56
57
58
93,2
91,2
93,3
88,9
93,7
93,7
90,9
88,9
89,4
93,3
92,2
92,9
59
90,0
Átlag
91,7
91,7
31,8
30,9
39,6
39,9
Szórás
1,9
1,3
1,6
1,4
3,7
3,5
Relatív szórás %
2,0
1,4
5,1
4,5
9,4
8,8
92,2
92,0
92,3
89,2
92,8
92,0
Ed
(N/mm2)
32
32
30
29
29
29
31
30
30
32
35
32
30
Ed,M
(N/mm2)
32
29
30
30
33
31
Edvég
(N/mm2)
40
40
40
35
35
35
37
39
38
42
46
46
42
Edvég,M
(N/mm2)
40
37
36
39
44
44
Trr
izotópos
mérés
–
Trd
dinamikus
mérés
összehasonlítása
Zorn
Weingard
Kopf-Adam
a könnyű ejtősúlyos mérés
csak tájékozat
a tömörségről

egymás utáni
süllyedések
összevetése

s/v viszony
értékelése
( 3,5 jó)
Méréstartomány, méretek, mennyiségek

a mérési mélység a tárcsaátmérő kb. kétszerese
→ D=30 cm talajra jobb, mint D=163 cm

a talajban a burkolat alatt kb. 100 kPa feszültség működik
→ D=30 cm és m=10-11 kg az optimális Evd mérésére

a tömörítő munka mennyisége mindenképpen bizonytalan
→ 18-nál jóval kevesebb ütés is tájékoztathat a tömörségről

a kalibráció elengedhetetlen
→ Trw nedvességkorrekciós tényező bevonása elhagyható

telített, zárt rendszerben a dinamikus hatásokra adott válasz zavaros
→ 15-20 % víztartalmú agyagtalajok esetében nem alkalmazható
Könnyű ejtősúlyos kistárcsás dinamikus tömörségmérés
Megállapítások






A tárcsaátmérő és a terhelés nagysága nem ésszerű.
A dinamikus és a hagyományos tömörségi fok azonossága nem igazolható.
A mostani tömörségszámítási eljárásban sok a hibalehetőség.
A 100 %-hoz közeli valós tömörséget e módszer nem tudja kimutatni.
Veszélyesen nagy szerepe van az első ütés okozta süllyedésnek.
A mérés reprodukálhatósága jó.
Javaslatok




A műszer méreteit szerkezeti jellemzőit érdemes újragondolni.
A süllyedéscsökkenésből egyszerűbb tömörségminősítő paraméter számítandó.
A módszer csak az aktuális talajokon a próbabeépítés során végzett kalibráció
alapján használható, az sikeresnek ítélhető.
Javított alkalmazása esetén sem helyes e módszer alapján minősíteni,
míg elég tapasztalat és szisztematikus vizsgálat nem igazolja helyességét.