39354362 Infrastructura Drumurilor Curs 3

INFRASTRUCTURA DRUMURILOR CURS 3 conf.dr.ing. Carmen RCNEL

1

DRUMURI II: INFRASTRUCTURA DRUMURILOR

CURS 3

CARACTERISTICILE PMNTURILOR DIN TERASAMENTE

generaliti, clasificarea pmnturilor, identificare, indici fizici geotehnici compresibilitatea pmnturilor indice de capacitate portant, coeficientul patului, modul de

deformaie i elasticitate -, rezistena la tiere GENERALITI

Terasamentele reprezint totalitatea lucrrilor de pmnt executate n scopul realizrii infrastructurii drumurilor, inclusiv stratul de form. Materialul predominant n execuia unui drum este pmntul. Acesta necesit un studiu atent deoarece proprietile fizico-mecanice ale sale determin forma i dimensiunile profilului transversal, sistemul de scurgere i evacuare al apelor, procesul tehnologic de execuie etc. Studiul pamntului este foarte important avnd n vedere si faptul ca drumul este o constructie ce se desfasoara pe zone ntinse n ceea ce priveste lungimea sa si de aici rezulta caracteristici variate ale pamntului care este supus n permanenta variatiilor de temperatura si umiditate. Pmntul reprezint o acumulare de particule minerale solide i este produs prin dezagregare fizic sau chimic a rocilor care pot conine sau nu materii organice. Pmntul este un corp complex, alctuit din fragmente solide de natur mineralogic, de forme i mrimi diferite, cuprinznd n golurile rmase ap i aer sau doar ap. Este un sistem trifazic, comportarea pmntului fiind dat de interaciunea dintre faze. Raporturile dintre faze (solid, lichid i gazoas) sunt influenate de aciunea factorilor externi (solicitri, temperaturi etc.). Faza solida este alcatuit din scheletul mineral. Faza lichida este reprezentata de apa, iar faza gazoasa, de aer. Este posibil ca una din faze sa lipseasca. Daca lipseste faza lichida, pamntul este uscat iar daca toate golurile dintre granule sunt umplute cu apa, pamntul este saturat. n funtie de proportia n care intra cele trei faze n compozitia pamnntului, de marimea granulelor, de modul de asociere a elementelor componente rezulta diverse tipuri de pamnturi cu diverse caracateristici fizico-mecanice.


2

CARACTERISTICI FIZICO-MECANICE ALE PAMNTURILOR Pentru a putea folosi un pamnt fie ca teren de fundatie, fie ca material de constructie pentru terasamente sau ca masiv ce trebuie sprijinit si/sau consolidat, trebuie sa se cunoasca caracteristicile fizico-mecanice ale sale. Caracteristici fizice Deoarece pmntul este un sistem dispers trifazic, el se caracterizeaz prin mai muli indici fizici: Densitatea pamntului:

Vm=

unde m este masa pamntului umed V volumul pamntului umed Greutate volumica:

VG=

unde G este greutatea pamntului umed V volumul pamntului umed Putem avea: densitate sau greutate volumica in stare naturala (umiditate normala), densitate sau greutate volumica in stare saturata (cnd pamntul este saturat cu apa) sau densitate sau greutate volumica n stare uscata (cnd pamntul este uscat). Valoarea acestora depinde att de volumul de goluri dintre particule ct i de coninutul n ap al pmntului:

o greutatea / masa volumic a pmntului n stare normal de umiditate, w:

)100

1()100

1( wnVG

Sw

w +== [kN/m3] )

1001()

1001( wn

VM

Sw

w +== [t/m3]

Aer

w

ApaSolid

Stare parial saturat (normal)


3

o greutatea / masa volumic a pmntului n stare uscat:

Sdn )

1001( = [kN/m3]

Sdn )

1001( = [t/m3]

d

Aer

Solid

Stare uscat

o greutatea / masa volumic a pmntului complet saturat:

wSsatnn

100)

1001( += [kN/m3]

wSsatnn

100)

1001( += [t/m3]

Solid

Apa

sat

Stare saturata

Porozitatea:

100tot

gol

VV

n = (%)

unde Vgol este volumul golurilor Vtot volumul total al materialului Indicele porilor:

S

gol

VV

e =

unde Vgol este volumul golurilor


4

VS - volumul particulelor solide ntre cei doi indici exist urmtoarele relaii:

een += 1 sau n

ne = 1

totS VnV )1( = )1( eVV Stot +=

eVV totS += 1

Capacitatea de ndesare este proprietatea pamnturilor nisipoase de a-si micsora volumul porilor prin rearanjarea particulelor solide:

min

minmax

eeeCi

=

unde emax este indicele porilor unui pamnt necoeziv n starea cea mai afnata emin indicele porilor pamntului n starea cea mai ndesata Clasificarea nisipurilor dupa capacitatea de indesare:

- nisipuri cu capacitate de ndesare mica:Ci < 0.4 - nisipuri cu capacitate de ndesare mijlocie: Ci = 0.4 0.6 - nisipuri cu capacitate de ndesare mare: Ci > 0.6 Umiditatea:

100S

w

mm

w = (%)

unde mw este masa apei continuta n porii unei cantitati de pamnt mS masa particulelor solide Permeabilitatea este proprietatea unor pamnturi de a permite circulatia apei

libere printre golurile particulelor solide sub actiunea cmpului gravitational.

Ivk =

unde k este coeficientul de permeabilitate (cm/s) v viteza de infiltrare a apei in pamnt (cm/s) I gradientul hidraulic (%)


5

Identificarea pmnturilor se face baza caracteristicilor sale, n funcie de dou mari categorii de elemente semnificative: - granulozitate - plasticitate Aceast caracterizare este una subiectiv deoarece nu ia n considerare i starea pmntului. n concluzie, pentru aprecierea pmnturilor trebuie precizate: natura pmntului i starea sa fizic (umiditate, ndesare etc.). Granulozitatea reprezint repartiia, n procente din greutatea total, a

materialului uscat, a diferitelor fraciuni granulare. Fraciunea granular este grupa de fragmente solide cuprins ntre dou limite. Pmnturile se denumesc n funcie de dimensiunea (fraciunea) principal, dar se amintesc i celelalte caracteristici (de exemplu PNA = praf nisipos argilos). Clasificarea pmnturilor, dup mrimea particulelor constituente, este urmtoarea:

o blocuri.................. peste 200 mm o bolovni ............. 70 200 mm o pietri ................... 2 70 mm

mare ..................... 20 70 mm mic ...................... 2 20 mm

o nisip ..................... 0.05 2 mm mare ..................... 0.5 2 mm mijlociu ............... 0.25 0.5 mm fin ........................ 0.05 0.25 mm

o praf ...................... 0.005 0.05 mm o argil .................... sub 0.005 mm

Pentru determinarea granulozitii pmntului, n laborator se face analiza granulometric, prin cernere pe ciururi i site cu ochiuri ptrate sau prin sedimentare. Astfel rezult curba granulometric (reprezentare grafic a compoziiei granulometrice). Reprezentarea grafic a compoziiei granumoletrice a pmnturilor se face i prin diagrama ternar. Aceast reprezentare este avantajoas pentru compararea pmnturilor.


6

Curba granulometric


7

Diagrama ternara

100

0 100

01000

Praf

ArgilaNisip

25

45

25

Diagrama ternar: Nisip:25%, Praf: 25%, Argil: 45%

Dupa cum predomina fractiunea argila sau fractiunea nisip avem urmatoarele categorii de pamanturi:

- argila grasa: contine minim 60% fractiune argila, restul praf si foarte putin nisip


8

- argila: contine 30% ... 60% fractiune argila, restul praf si foarte putin nisip - argila nisipoasa: contine 30% ... 50% fractiune argila, restul nisip si foarte

putin praf - lut: contine 20% ... 30% fractiune argila, restul nisip si foarte putin praf - nisip argilos: contine 10% ... 20% fractiune argila, restul nisip si foarte putin

praf - nisip fin: contine sub 10% fractiune argila

Pe baza curbei granulometrice se poate aprecia ct de uniform sau neuniform este un pmnt, cu ajutorul coeficientului sau gradului de neuniformitate, Un:

treceri, %

d60d10

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

d, mm210.50.20.10.020.0050.001

Gradul de neuniformitate

10

60

ddU n =

unde d60 este diametrul particulelor de pmnt corespunztor procentului de 60 %;

d10 - diametrul particulelor de pmnt corespunztor procentului de 10 %.

Clasificarea pmnturilor, din punct de vedere al gradului de neuniformitate, este urmtoarea:

- pmnturi foarte uniforme .......... Un < 5 - uniforme ..................................... 5 < Un < 15 - neuniforme ................................ Un > 15

Cu ct un pmnt este mai uniform cu att curba sa granulometric este mai apropiat de vertical. Un pmnt bun pentru lucrrile de terasamente trebuie s aib Un 7.


9

Pamnturile si maresc volumul (se nfoiaza) prin sapare: gradul de porozitate creste iar greutatea specifica aparenta scade. Cu timpul, sub actiunea greutatii proprii, a intemperiilor etc., pamnturile se taseaza, se ndeasa, porozitatea scade, iar greutatea specifica aparenta creste. Astfel, pamnturile sapate se compacteaza n mod natural. Dar pot fi compactate si n mod artificial ntr-un timp mult mai scurt. ntre gradul de compactare obtinut pe cale naturala si cel obtinut pe cale artificiala ramne o diferenta numita nfoiere remanenta. De aceasta nfoiere se tine seama la asezarea liniei rosii, la fixarea dimensiunilor initiale ale rambleelor, la transportul pamntului sapat etc. nfoierea este inversul fenomenului de tasare.

Categoria pamnturilor nfoierea initiala % nfoierea remanenta, %

Pamnturi nisipoase 15 3

Nisipuri argiloase 20 4

Argile nisipoase 25 5

Argile compacte 30 7

Roci masive moi 40 15

Roci masive compacte tari 50 25

Plasticitatea este proprietatea pmntului de a se comporta, ntr-un anumit

domeniu de umiditi, ca un corp plastic. Pentru umiditi reduse pmnturile au proprietile unui corp tare. Pe msur ce umiditatea crete, ele devin plastice, adic sufer deformaii permanente sub sarcini constante fr modificarea volumului, apoi curgtoare, adic se deformeaz sub propria lor greutate, tinznd s capete o suprafa superioar apropiat de un plan orizontal. Umiditile care definesc domeniul n care pmntul se comport ca un corp plastic se numesc limite de plasticitate. Limita inferioar de plasticitate sau limita de frmntare, wP, este umiditatea care corespunde trecerii pmntului din stare solid n stare plastic. Limita superioar de plasticitate sau limita de curgere, wL, este umiditatea care corespunde trecerii pmntului din stare plastic n stare curgtoare. Caracterizarea unui pmnt din punct de vedere al plasticitii se face prin indicele de plasticitate, IP, care reprezint intervalul de umiditate n care pmntul se afl n stare plastic :

PLP wwI = [%]


10

Indicele de plasticitate

Pmnturile se clasific din punct de vedere al plasticitii, dup cum urmeaz:

- neplastice, IP = 0 %; - cu plasticitate redus, IP 10 %; - cu plasticitate mijlocie, IP = 11 % ... 20 %; - cu plasticitate mare, IP = 21 % ... 35 %; - cu plasticitate foarte mare, IP > 35 %.

Pentru lucrrile de terasamente se recomand pmnturi cu IP 30% i wL 60%. n funcie de granulozitate i plasticitate, pmnturile coezive se clasific conform tabelului de mai jos.

Tabelul 4.1 Fraciunea granular

Argil (< 0.005

mm)

Praf (0.005 ... 0.05

mm)

Nisip (0.05 ... 2 mm) Nr. crt. Pmnturi coezive

Indice de plasticitate

Ip Coninut procentual

1 Argil gras >35 > 60 Variabil

2 Argil 25..60 35..60 Mai puin dect argil < 30

3 Argil prfoas 15..35 30..50 Mai mult dect argil Mai puin dect praf

4 Argil nisipoas 15..35 30..60 Mai puin dect argil > 30

5 Argil prfoas nisipoas 15..25 30..35 Mai mult dect

argil > 30

6 Praf argilos 10..25 15..30 Mai mult dect nisip < 30

7 Praf nisipos argilos 5..20 15..30 Mai mult dect nisip > 30

8 Praf 5..15 0..15 Mai mult dect argil < 30

9 Praf nisipos 0..10 0..15 Mai mult dect nisip > 30

10 Nisip argilos 5..20 15..30 Mai puin dect nisip Mai mult dect

praf

11 Nisip prfos 0..10 0..15 Mai puin dect nisip Mai mult dect

praf

wP wL

IP

w, %


11

Starea de consisten a pmnturilor Starea fizic a pmnturilor coezive depinde de coninutul lor n ap. Aceasta se numete stare de consisten i se exprim cantitativ prin indicele de consisten, Ic:

P

Lc I

wwI = [%]

unde: wL este limita de curgere, %; w umiditatea natural, %; Ip indicele de plasticitate, %. Conform STAS 1243, clasificarea pmnturilor dup indicele de consisten este urmtoarea:

- curgtoare, Ic = 0 %; - plastic curgtoare, Ic = 0.1 % ... 0.25 %; - plastic moale, Ic = 0.26 % ... 0.50 %; - plastic consistent, Ic = 0.51 % ... 0.75 %; - plastic vrtoas, Ic = 0.76 ... 0.99 %; - tare, Ic = 1 % (aceasta se ntmpl pentru w = wL).

Pentru lucrrile de terasamente se recomand pmnturi cu Ic > 0.50 %. Aprecierea strii de consisten a pmnturilor coezive pe baza indicelui de consisten Ic poate fi uneori eronat (cnd se frmnt pamntul pentru determinarea limitelor de plasticitate se pot distruge legturile de cimentare dintre particule). Pentru a preveni aceast situaie este indicat aprecierea strii de consisten i cu metode nedistructive (de exemplu, penetrarea).

PROPRIETILE MECANICE ALE PMNTURILOR Compresibilitatea pmnturilor este proprietatea pmnturilor de a se deforma sub aciunea unor solicitri de compresiune, devenind mai ndesate. Un pmnt, chiar dac este saturat, nu este caracterizat numai prin umiditate. La o umiditate dat, exist o infinitate de stri posibile n funcie de volumul de aer coninut n pmnt, fiecare stare fiind definit de densitatea n stare uscat (d). Se consider c un pmnt nesaturat poate fi compactat dac se poate elimina aerul (umiditatea rmne constant, dar crete d). Dac exist posibilitatea de a se elimina i apa, procesul se numete consolidare (crete d i se micoreaz umiditatea). Consolidarea este un proces de desfurare n timp, sub ncrcare constant, a deformaiilor pmntului. Consolidarea reprezint un proces caracteristic argilelor care au o permeabilitate foarte sczut. La nisipuri nu se pune problema consolidrii deoarece, datorit permeabilitii lor


12

mari, apa este expulzat din pori, practic odat cu aplicarea ncrcrii, dnd posibilitatea particulelor s ocupe poziia corespunztoare noii stri de ndesare. n problemele de construcii intereseaz n general deformarea pe vertical, numit tasare. Compresibilitatea se studiaz n laborator cu ajutorul edometrului prin urmrirea tasrilor i evoluia acestora n timp sub efectul unor ncrcri axiale aplicate n trepte, n condiiile deformrilor laterale mpiedicate.

microcomparator

dispozitiv de incarcare

placa rigida

proba de pamant cilindrica

pietre poroase

Edometru pentru studiul compresibilitii pmnturilor

ncercarea de laborator cu edometrul se face pe probe cilindrice de pmnt cu diametrul 7-10 cm i nlimea 2-4 cm, aplicndu-se ncrcarea pe faa superioar a probei i msurndu-se tasarea (deformaia pe vartical a probei) la microcomparator. Sub ncrcarea aplicat se observ modul de consolidare al probelor de pmnt:

- la nceput tasarea se produce repede - cu timpul tasarea este din ce n ce mai mic pn se oprete.

Se pot realiza dou tipuri de ncercri: - ncercarea de compresiune tasare: se stabilite relaia tensiune

tasare i se determin modulul de deformaie edometric (modul de compresibilitate), M, pentru intervalul de presiuni 2 ... 3 daN/cm2:

23

100

== =

=pp

pM [daN/cm2]

sau se exprim prin curba de compresiune porozitate, stabilindu-se coeficientul de compresibilitate, av (raport ntre variaia indicelui porilor i variaia corespunztoare a tensiunii de compresiune) pentru acelai interval al presiunilor 2 ... 3 daN/cm2:


13

12

12

ppee

peav

== [cm2/daN]

Curba compresiune tasare se execut pentru construciile la care este necesar stabilirea tasrilor probabile.

Deformabilitatea pmntului se mai poate exprima i prin modulul de tasare (p [cm/m]), care este valoarea deformaiei specifice corespunztoare unui spor de compresiune dat. Pentru o ncrcare de 2daN/cm2 pmnturile se mpart din punct de vedere al compresibilitii, dup cum urmeaz:

- pmnturi foarte compresibile, p > 10cm/m - pmnturi compresibile, p = 10 ... 1 cm/m - pmnturi puin compresibile, p = 1 ... 0,1 cm/m - pmnturi necompresibile, p < 0,1 cm/m

Curba de compresiune - tasare

Curba de compresiune porozitate

presiunea, p p2p1

e2

e1

porozitatea, e

ncrcare

descrcare

presiunea, pp2p1

p2 p1

2 3

tasarea ,%

ncrcare

descrcare


14

- ncercarea de compresiune consolidare: const n stabilirea relaiei

tensiune tasare timp i se execut pe pmnturi argiloase saturate, pentru acele construcii la care intereseaz precizarea duratei de stabilizare a tasrilor.

Pentru studiul consolidrii cu ajutorul edometrului se procedeaz astfel: pentru aceeai treapt de ncrcare se nregistreaz deformaiile la diferite intervale de timp [(H)t1; [(H)t2; ...; [(H)tfinal].

Gradul de consolidare corespunztor timpul t se determin astfel:

100)()(

final

t

HHU

=

Se deseneaz curba de consolidare ca variaie n timp a gradului de consolidare.

Curba de consolidare a pmnturilor prin tasare

Se observa n figura de mai sus ca la nisipuri timpul de consolidare este foarte mic, deoarece evacuarea apei din pori este rapida. n prafuri si argile, din cauza permeabilitatii lor reduse, timpul de consolidare este mult mai mare, tasarile producndu-se n timp ndelungat.

Parametri de calcul n practic, relaia dintre ncrcri i deformaiile corespunztoare ale pmntului se aprecieaz pe baza unor parametrii care stau la baza dimensionrii elementelor de construcie (de exemplu, suprastructura drumurilor). Aceti parametri sunt prezentai n cele ce urmeaz.

timp, ore 4824

1.0

0.6

grad de consolidare, U

argilpraf (pmnt)

nisip Argil prafoasa


15

a) Indicele de capacitate portant, ICP sau CBR (Californian Bearing Ratio) reprezint rezistena pe care o opune un pmnt la ptrunderea unui dorn standardizat. Se calculeaz ca raport ntre presiunea, p necesar ptrunderii unui dorn cu diametrul de 50 mm pe o anumit adncime n materialul care se studiaz i presiunea, p0 necesar ptrunderii dornului n aceleai condiii, ntr-un material etalon (piatr spart, p0 = 70 daN/cm2):

0

100ppICPCBR == [%]

Curba C.B.R.

Valori C.B.R. determinate n laborator pe diverse materiale sunt dup cum urmeaz:

- macadam ................................. 90 150% - piatr spart nesorat .............. 80 120 % - pietri ....................................... 40 80 % - nisip argilos .............................. 25 40 % - argil nisipoas ........................ 5 15 % - argil plastic ........................... 1 5 %

Pentru a fi bun de utilizat n lucrri de terasamente, un pmnt trebuie s aib C.B.R.min = 20 ... 40 %.

b) Modulul de reacie sau coeficientul patului, K, este raportul ntre presiunea p

exercitat pe suprafaa pmntului prin intermediul unei plci rigide cu diametrul D = 75 cm i tasarea corespunztoare t:

presiunea, pp0p

h

adncimea h, mm

material standard

material analizat


16

tpK = [daN/cm3]

Schema de determinare a modulului de reactie Se determin fie direct pe teren (cu placa de ncrcare), fie indirect, prin relaii de legtur cu ali parametri ce caracterizeaz deformabilitatea pmnturilor.

- pentru placa cu D = 75 cm: p = 0.7 daN/cm2. Se mentine aceasta presiune pna cnd deformatia nceteaza sa mai creasca sau creste cu mai putin de 5/100 mm/min:

)()/(7.0 2

cmtcmdaNk = (daN/cm3)

- pentru placa cu D = 75 cm: se aplica presiunea p uniform distribuita pna cnd se atinge tasarea admisibila sub placa de 1.27 cm:

27.1pk = (daN/cm3)

Valoarea lui K depinde de calitile elastice ale pmntului, de dimensiunile i de forma suprafeei de ncrcare, de structura i starea de compactare a pmntului.

35

+= CBRk

c) Modulul de deformaie, Ed este raportul ntre presiunea p transmis pe teren de placa de ncrcare i tasarea relativ a suprafeei ncrcate, multiplicat cu un coeficient care variaz n funcie de forma n plan, rigiditatea plcii de ncrcare i natura pmntului cercetat:

DlppEd == [daN/cm

2]

unde: D este diametrul plcii de ncrcare, [cm] l tasarea real, [cm]


17

Modulul de deformaie

Modulul de deformaie se determin pe teren sau n laborator. ncercarea pe teren consta n aplicarea unor ncarcari verticale n trepte, pe o placa rigida (din metal sau beton armat) asezata pe suprafata de ncercat i masurarea tasarilor dupa fiecare treapta. Fiecare treapta se mentine pna la stabilizarea tasarii (s < 0.05 mm n 5 minute). ncercarea se opreste dupa obtinerea unei deformatii relative efective s > s relativ de calcul:

dss ='

unde s este tasarea medie d diametrul placii de ncarcare Deformatia relativa de calcul se adopta diferit daca ncercarea se face la nivelul patului drumului sau la suprafata mbracamintii, pentru drumuri; pentru cai ferate aceasta valoare se precizeaza n tema de cercetare. Se construieste diagrama presiune deformatie relativa efectiva:

p

(presiunea)

(tasarea relativ)

p2p1

2

1


18

's

pEd = n mediu semiinfinit, omogen si izotrop

'spEd

= n mediu stratificat sau complex rutier = 1.20 pentru un mediu alcatuit din doua straturi = 1.57 pentru un mediu alcatuit din mai multe straturi s sunt valorile deformatiei relative de calcul:

Tipul de sistem rutier Deformatia relativa de calcul

S.R.Nerigide cu mbracaminti permanente 0.010

S.R.Nerigide cu mbracaminti semipermanente sau grosimea totala mai mica dect diametrul cercului echivalent de contact al suprafetei pneurilor autovehiculului de calcul

0.020

S.R.Nerigide cu mbracaminti provizorii 0.030

S.R.Rigide 0.001

Tipul mbracamintii Deformatia relativa de calcul

mbracaminti bituminoase n doua straturi

Straturi de uzura asfaltice pe binder, executate la cald cu bitumuri de petrol cu penetratie de 80..120 (1/10 mm) si mai scazute

0.035

Permanente Straturi de uzura asfaltice pe binder, executate la cald cu nisipuri bituminoase, cu bitumuri de petrol cu penetratia peste 120 (1/10 mm) sau cu bitumuri taiate, precum si pavaje cu pavele normale, abnorme sau din calupuri

0.038

Covoare bituminoase executate la rece, mortare asfaltice, macadamuri asfaltice 0.040

Semipermanente Covoare bituminoase executate din mixturi bituminoase 0.045

Macadam protejat cu tratamente superficiale precum si pavaje de bitum sau din piatra bruta

0.050

Macadam simplu 0.050 Provizorii

Impietruiri din balast sau pietris 0.060


19

ncercarea n laborator este asemanatoare celei pe teren cu deosebirea ca ncarcarea n trepte se aplica prin intermediul unei stampe de anumite dimensiuni, pe probe netulburate sau tulburate.

1a forma metalica 2 stampa de ncarcare 3 comparatoare 4 placute metalice si prghii 5 presa prghie Se compacteazala acelasi grad de compactare (98%), trei probe cilindrice din pamnt pregatit conform STAS 2914/4-89. Se aplica stampa pe suprafata libera, nivelata, a probei din forma cilindrica a aparatului. Se fixeaza microcomparatoarele pentru masurarea deplasarilor pe verticala a stampei. Se ncarca stampa cu presa-prghie prin adaugarea treptata de greutati pe platanul prghiei tinnd seama ca raportul dintre acestea si ncarcarea transmisa este de 1/10. Se mentine fiecare treapta de ncarcare pna cnd deplasarea verticala a stampei practic nceteaza (comparatoarele nregistreaza maximum 0.03 mm n 5 minute). Se nregistreaza deplasarile pe verticala, s1, s2 ntr-un tabel:


20

Dupa stabilizarea deformatiei sub ncarcarea anterioara se incarca platanul prghiei cu treapta urmatoare astfel nct sa se asigure sporul de presiune de:

- 25 ... 50 kPa pentru pamnturi argiloase n stare de consistenta tare, plastic vrtoasa sau plastic consistenta si nisipuri ndesate sau cu ndesare mijlocie

- 5 ... 10 kPa pentru pamnturi argiloase n stare de consistenta plastic moale sau plastic curgatoare si nisipuri afnate

La ncercarea pamnturilor necoezive pe suprafata probei se pun greutati inelare care sa asigure o presiune suplimentara n jurul stampei de 5 kPa.


21

Sporurile de presiune se aleg astfel nct sa se atinga deformatia relativa s de 0.03 dupa 3 4 trepte de ncarcare. La atingerea deformatiei relative s = 0.03 ncarcarea se opreste. ncercarea continua pe suprafata interioara a probei. Dupa efectuarea ncercarilor se determina umiditatea reala a pamntului ncercat lund cte o proba de pamnt din dreptul stampei, de la adncimea de 4 cm fata de ultima suprafata ncercata. Se calculeaza deformatiile efective s corespunzatoare fiecarei trepte de ncarcare. Cu datele obtinute se construieste diagrama presiune-deformatii relative efective si se calculeaza modulele de deformatie liniara corespunzatoare umiditatii cerute si gradului de compactare de 98%.

Modulul de deformaie Ed prin ncercri directe pe teren se determin pentru:


22

- stabilirea sau precizarea valorilor de calcul ale Ed pe terenul de fundaie

- verificarea prin ncercri directe n timpul execuiei, a Ed pentru terenul de fundaie

- verificarea capacitii portante a unei structuri rutiere - verificarea n timpul execuiei a lui Ed echivalent la nivelul unui strat

rutier sau pentru ntregul complex rutier Modulul de deformaie prin ncercri de laborator se determin pentru:

- precizarea valorilor de calcul ale Ed cnd se cunosc valorile de calcul ale umiditii i gradul de compactare

- compararea deformabilitii diferitelor tipuri de pmnturi i materiale

- stabilirea variaiei Ed n funcie de grad de compactare, umiditate, temperatur, vitez de ncrcare

CBREd 14

d) Modulul de elasticitate, E este limita raportului dintre variaia presiunii aplicate pe placa de diametru D i deformaia elastic corespunztoare, l:

DlpE

= lim [daN/cm2] Deformaia elastic se determin pe baza curbei de revenire a diagramei compresiune-tasare, la cicluri de ncrcare-descrcare.

Modulul de elasticitate

s, cm (tasarea)

p2p1

s2

s1

p3

p, daN/cm2(presiunea)

s3

Tasarea

l1

l3

l2


23

Rezistena la tiere condiioneaz stabilitatea pmnturilor sub aciunea diferitelor tipuri de solicitri. Cnd aceasta se depete, se produce ruperea, formndu-se o suprafa de rupere. Cunoaterea rezistenei la tiere a pmnturilor este necesar pentru studiul stabilitii taluzurilor, a mpingerii pmntului asupra lucrrilor de sprijinire etc. Rezistena la tiere a pmntului se exprim prin relaia:

ctg += (dreapta caracteristic sau intrinsec) LEGEA lui COULOMB unde: este rezistena pmntului la tiere [daN/cm2] presiunea normal pe planul de tiere [daN/cm2] unghiul de frecare intern

c coeziunea tiere [daN/cm2]

Pentru pmnturile argiloase = 0 ... 15o iar pentru pmnturile nisipoase = 30 ... 40o. n cazul pamnturilor necoezive, rezistenta la taiere depinde de frecarea dintre particulele solide, iar unghiul de frecare interioara depinde de caracteristicile particulelor. n cazul pamnturilor coezive, rezistenta la taiere depinde de caracteristicile particulelor, de coeziune si de umiditate. Unghiul de frecare interioara depinde de marimea si forma particulelor solide, gradul de ndesare, umiditate. Coeziunea se datoreaza unor forte de legatura interioare dintre particulele pamntului exercitate prin intermediul apei adsorbite. Coeziunea argilelor variaza cu umiditatea si cu starea de ndesare.

Dreapta intrinsec

c

= tg + c

f


24

Se studiaz n laborator cu ajutorul aparatului pentru tiere direct (forfecare

direct).

piston

proba de pamant

pietre poroaseplaci dintate

caseta metalica

Aparat pentru tiere direct

Rezistena la tiere rezult i din compresiune monoaxial (pentru pmnturile argiloase) i compresiune triaxial.

Felul pamntului (grade) c (daN/cm2) Nisipuri prafoase 22 .. 30 0

Nisipuri fine si mijlocii 23 .. 33 0

Nisipuri mari 31 .. 36 0 Prafuri si prafuri argiloase 18 .. 25 0.012 .. 0.060

Argile prafoase 12 .. 22 0.055 .. 0.180

Argile 6 .. 18 0.115 .. 0.325


25

Identificarea pmnturilor a. Blocuri buci mari de stnc, cu diametre peste 20 cm. ngrmdite

prin aciunea torenilor sau ghearilor. b. Bolovniuri sau pietriuri fragmente necimentate, cu dimensiuni peste

2 mm; uneori golurile pot fi umplute cu nisip sau argil (aceasta influeneaz rezistena stratului).

c. Nisipuri granule coluroase sau rotunjite cu diametrul cuprins ntre 0.05 mm i 2 mm; porozitate redus, fr coeziune, frecare intern mare;

- la solicitri statice au deformaii mici; - la solicitri dinamice au deformaii mari i brute; - nisipurile mari i mijlocii sunt foarte bune pentru fundare (nu

sunt influenate de poziia fa de pnza de ap); - nisipurile fine pot fi antrenate de ap i se transform n

nisipuri curgtoare. d. Prafuri cu diametrul cuprins ntre 0.005 i 0.05 mm, prezint oarecare

plasticitate i coeziune (se comport ca i chitul); - amestecate cu ap se depun n aproximativ 30 minute; - au rezistene sczute; - trebuie utilizate cu precauii.

e. Argila pmnt cu un bogat coninut de minerale secundare; - unsuroas la pipit, ader de corpurile umede; - se frmnt ca ceara iar uscat formeaz bulgri care se

sfrm greu; - are porozitate mare i frecare intern mic; - calittile mecanice sunt mult influenate de ap.

f. Loessul majoritatea particulelor sunt din fraciunea praf; - prezint pori foarte mari (vizibili cu ochiul liber =

macropori); - comportare foarte mult influenat de ap. Cnd este uscat

este foarte bun dar cnd se umezete devine foarte ru, prezentnd deformaii mari.

g. Marna pmnt argilos, cu calcar uniform rspndit n masa de argil; - reprezint o trecere de la argil la calcar; - denumirea este n funcie de procentul de CaCO3 (argil

marnoas, marn calcaroas). h. Mluri argile prfoase provenite din depuneri neconsolidate ale apelor

curgtoare sau lacurilor;


26

- uneori conin nisip sau pietri; - uscate, sunt tari i cu crpturi; - au plasticitate mare.

i. Nmoluri mluri cu un coninut de substane organice mai mare de 10%;

- au o structur spongioas datorit gazelor care se degaj din descompunerea materiilor organice;

- se desfac uor n ap; - prin uscare crap n buci poligonale.

n funcie de fora de atracie dintre particulele solide, pmnturile pot fi coezive i necoezive. Dupa rezistenta opusa la sapare (de care trebuie sa tina seama la executarea lucrarilor de tersamente) pamnturile pot fi:

- pamnturi slabe: pot fi sapate cu orice utilaj terasier iar manual se sapa cu lopata si cazmaua; sunt argilele nisipoase, prafoase, nisipul argilos, zgura afnata, loessul (praf argilos, nisipos), pamntul vegetal pna la adncimea de 30 cm, turba, terenurile saraturoase si cele cu saratura de consistenta moale

- pamnturi mijlocii: pot fi sapate cu orice utilaj terasier iar manual se sapa cu cazmaua si partial cu tarnacopul; sunt argile marnoase, pietris, argila grasa amestecata cu piatra sparta sau pietris, balast marunt, pamnt vegetal cu radacini

- pamnturi tari: se pot sapa cu excavatorul, grederul elevator, draglina iar manual cu trnacopul si cu cazmaua; fac parte argila grasa compacta, argila grasa amestecat cu piatra sparta sau pietris, argila marnoasa compacta, pietris cu bolovanis, zgura de furnal nesfarmata, pamnt amestecat cu bolovani

- pamnturi foarte tari: se pot sapa cu excavatorul si grederul elevator iar manual cu ranga, trnacopul, piul, barosul (fara explozivi); fac parte argila grea compacta umeda, argila grasa sau argila nisipoasa grea si cu amestec de piatra sfarmata, pietris, moloz ndesat, bolovani, pietris, balast compact, argila tare, pamnturi nghetate

39354362 Infrastructura Drumurilor Curs 3

Text of 39354362 Infrastructura Drumurilor Curs 3

INFRASTRUCTURA DRUMURILOR-CURS 2-Evacuarea Apelor,Santuri,Rigole,Drenuri,Calcul Debite

Prezentare Curs 5 Drumuri II-Infrastructura

39354352 Infrastructura Drumurilor Curs 2

Pre Zen Tare Curs 3 Drumuri II-Infrastructura

Pre Zen Tare Curs 6 Drumuri II-Infrastructura

Infrastructura Curs Nou Matei

Ordonanta 43_1997 regimul drumurilor

reabilitarea Drumurilor

Prezentare Curs 2 Drumuri II-Infrastructura

39354470 Pre Zen Tare Curs 3 Drumuri II Infrastructura

Infrastructura Marina

Prezentare infrastructura

infrastructura arad

INFRASTRUCTURA PODURILOR.doc

HGC1323 Lista Drumurilor

3 - Constructia Drumurilor

Infrastructura Drumurilor-curs 2

INFRASTRUCTURA VERDE

Intretinerea drumurilor

lista drumurilor Europene

JUDETUL CONSTANTA – INFRASTRUCTURA …mie.ro/_documente/dezvoltare_teritoriala/amenajarea_teritoriului/...JUDETUL CONSTANTA – INFRASTRUCTURA SPECIFIC TURISTICA I. EVALUARE INFRASTRUCTURA

Legea Drumurilor

3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR - ct.upt.ro · PDF file85 3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR Activitatea practic ă de construc ţie, modernizare şi între ţinere a drumurilor preconizeaz

3. SUPRASTRUCTURA DRUMURILOR

Corupția drumurilor demascată

T Matasaru Constructia Drumurilor

ManualUtilizator Infrastructura

de investitii in infrastructura a. infrastructura rutiera proiecte noi

Chira Intretinerea Drumurilor

Infrastructura drumurilor

Documents

39354362 Infrastructura Drumurilor Curs 3

Text of 39354362 Infrastructura Drumurilor Curs 3