Încercarea

2.1. Încercarea#

../_images/edometru.svg

Figura 2.1 Secțiune prin celula edometrică: proba (diametru 50–75 mm, înălțime ~20 mm) stă într-un inel rigid, între două pietre poroase; pistonul transmite încărcarea \(\sigma_v\); apa expulzată iese prin pietrele poroase. Deformația laterală este împiedicată (\(\varepsilon_h = 0\)), deci \(\varepsilon_v = \Delta h / h_0\).#

2.1.1. Ce facem#

  1. Fasonăm proba (netulburată, dacă vrem să-i vedem „memoria”) în inel.

  2. Aplicăm o treaptă de încărcare \(\sigma_v\) (de obicei dublând de fiecare dată: 12,5 → 25 → 50 → 100 → 200 → 400 → 800 → 1600 kPa).

  3. Așteptăm. La argile, apa iese încet (drenaj lent); tasarea se produce în ore sau zile. Citim comparatorul la intervale de timp și așteptăm până ce tasarea „se stabilizează” (practic, 24 h pe treaptă).

  4. Trecem la treapta următoare. La un moment dat descărcăm (ex. 1600 → 400 → 100 kPa) și apoi reîncărcăm.

  5. La sfârșit cântărim și uscăm proba: din \(m_s\) (g) și \(\gamma_s\) (kN/m³) obținem \(V_s = m_s/\rho_s\) (cm³, cu \(\rho_s = \gamma_s/g\) în g/cm³), deci \(h_s = V_s/A\) — „înălțimea solidului” — și putem transforma fiecare înălțime \(h\) în indice al porilor:

    \[ e = \frac{h - h_s}{h_s}, \qquad v = \frac{h}{h_s}. \]

De ce așteptăm

Când punem greutatea, în prima secundă apa din pori preia aproape toată încărcarea (\(\Delta u \approx \Delta\sigma_v\)), iar efortul efectiv abia crește. Pe măsură ce apa iese, \(\Delta u\) scade și \(\sigma'_v\) crește până la \(\sigma_v\) (presiunea apei revine la cea hidrostatică). Tasarea pe care o citim la 24 h corespunde efortului efectiv \(\sigma'_v = \sigma_v\). Fenomenul se numește consolidare și viteza lui este o poveste separată (coeficientul de consolidare \(c_v\)); pentru starea critică ne interesează doar starea finală a fiecărei trepte: perechea \((\sigma'_v\) [kPa]\(,\ e\) [–]\()\).

2.1.2. Ce obținem#

O listă de perechi \((\sigma'_v,\ e)\) — sau \((\sigma'_v,\ v)\) — pentru încărcare, descărcare și reîncărcare. Reprezentate grafic, ele dau curba de compresiune edometrică, subiectul paginii următoare.

2.1.3. Ce nu știm din edometru#

Nu măsurăm efortul orizontal \(\sigma'_h\) (inelul îl preia, dar nu îl măsurăm decât în edometre speciale). Știm doar că \(\sigma'_h = K_0\,\sigma'_v\). De aceea, când vom vrea să punem datele edometrului pe graficele stării critice (care folosesc efortul mediu \(p'\)), va trebui să presupunem un \(K_0\) — vezi NCL și URL, încă o dată, în noile coordonate.

Pentru cei curioși

Numele vine din greacă: oidēma = umflătură — aparatul poate măsura și umflarea argilelor la descărcare și udare. În engleză se scrie oedometer (sau consolidometer), în franceză œdomètre; în română forma corectă este edometru.

Cuprins