ASTM D 2435-96 One-Dimensional Consolidation … Test.pdf · Lab 12: Consolidation Test ... Before Consolidation After Consolidation Before Consolidation After Consolidation ... Consolidation

1

Asst.Prof.Chusak Kererat

Soil Mechanics LaboratorySoil Mechanics LaboratorySoil Mechanics Laboratory

การทดสอบการยุบอัดตัวคายน้ําของดิน

RajamangalaUniversity of Technology Rattanakosin Wang Klai Kangwong

Civil Engineering

ผูชวยศาสตราจารยชูศักดิ์ คีรีรัตน

มาตรฐานการทดสอบ ทฤษฎีการทดสอบ การแปลผลการทดสอบ การนําไปใชงาน

Lab 12:Lab 12: Consolidation TestConsolidation Test


มาตรฐานการทดสอบทางวิศวกรรมปฐพี

ASTM D 2435-96 One-Dimensional Consolidation Properties of Soils.

ASTM D 4186-89 One-Dimensional Consolidation Properties of Soils

Using Controlled-Strain Loading.

ASTM D 4546-96 One-Dimensional Swell or Settlement Potential of

Cohesive Soils.

ASTM D 5333-92 Measurement of Collapse Potential of Soils.

2


ทฤษฎีการทดสอบ

การอัดตัวคายน้ํา คือ พฤติกรรมของดินดิน เหนียวอิ่มตัว เมื่ ออยู

ภายใตแรงกด โดยในชวงแรกนํ้าที่อยูในมวลดินจะรับน้ําหนักที่เกิดจาก

แรงกดทั้งหมด เมื่อเวลาผานไปน้ําจะถูกระบายออกจากมวลดินทําให

เนื้อดินรับแรงกดแทนน้ํา และเคลื่อนตัวชิดกันแทนชองวางที่เกิดจากการ

ไหลออกของน้ํา จึงเปนสาเหตุทําใหดินยุบตัวลง



แบบจําลองสปริงและลูกสูบ (Spring and Piston Analogy)

3



การยุบตัวของดินเหนียว สามารถแบงไดเปน 3 ข้ัน

1. การยุบตัวขั้นแรก (Initial Compression)2. การยุบตัวหลกั (Primary Consolidation)3. การยุบตัวรอง (Secondary Consolidation)

การยุบตัวของดินเหนียว สามารถแบงไดเปน 3 ข้ัน

1. การยุบตัวขั้นแรก (Initial Compression)2. การยุบตัวหลกั (Primary Consolidation)3. การยุบตัวรอง (Secondary Consolidation)



สมมุติฐานการอัดตัวคายน้ําแบบหน่ึงมิติ

4



การทดสอบการอัดตัวคายน้ํา

Fixed Ring Oedometer Consolidation Floating Ring Oedometer Consolidation

After ConsolidationBefore Consolidation Before ConsolidationAfter Consolidation



ส่ิงที่ตองการจากการทดสอบการอัดตัวคายน้ํา

• เพื่อทํานายปริมาณการทรุดตัวและอัตรา

การทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้ําของสิ่งกอสราง เพื่อใหเกิดความมั่นใจในการใชงาน

• เพื่อพิจารณาคาการทรุดตัวที่ตางกันของ

โครงสรางอันเนื่องมาจากการยุบตัวของดิน

ใตฐานรากที่ตางชนิดกัน ซึ่งเปนสาเหตุใหสิ่งกอสรางเกิดความเสียหาย

5



ปริมาณการทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้าํ

• ดินเหนียวอดัแนนปกต ิ(Normally Consolidated Clay)

po = pc po + Δ p



• ใชกราฟ e – p Curve

สัมประสิทธิก์ารอัดตัวได

6



• ดินเหนียวอดัแนนเกินปกติ (Overconsolidated Clay)



7



อัตราการทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้ํา

v

2drv

C)H(T

t=

• การหาคา Time Factor



= Hdr

Hdr

Hdr

• ระยะทางที่มากที่สุดทีใ่หน้ําระบายออกไปได (Drainage Path)

• การหาคาสัมประสิทธิ์การยุบอัดตัว (Coefficient of Consolidation)

วิธีของแคสซาแกรนดและฟาดัม

วิธีของเทเลอร

8


การแปลผลการทดสอบการอัดตัวคายน้าํ

การคํานวณน้ําหนักที่จะตองใชสําหรับการทดสอบ

การทดสอบแตละตัวอยางควรทําการเพิ่มน้ําหนักประมาณ 6 – 8 ครั้ง ซึ่งมี

หลักในการพิจารณาขึ้นอยูกับแรงดันกดทับประสิทธิผลในสนาม (Effective

Overburden Pressure) ท้ังนี้เพื่อใหกราฟ e – log P′ ท่ีไดจากการทดสอบ อยู

ในชวงแรงดันกดทับในอดีต (Maximum Past Pressure) และเลยไปยังแรงดันที่

คาดวาจะเกิดข้ึนเนื่องจากน้ําหนักกระทําบนฐานรากของสิ่งกอสราง



9





การเตรียมตัวอยาง

นําตัวอยางดินคงสภาพ ซึ่งอาจหอหุมเทียนหรือเพิ่งเอาออกจากกระบอกเก็บตัวอยางมาตัดแตงใหไดขนาด โดยการใชวงแหวน (Cutting Ring) กดลงบนตัวอยางดิน แลวใชเลื่อยเสนลวดตัดแตงผิวบนและลางของตัวอยางดินใหเรียบ

หมายเหตุ : ตองใหดานลางตามการเก็บตัวอยางดินมีทิศทางอยูดานบนกอนกดวงแหวน

10



การติดตั้งดินลงใน Consolidation Cell



ข้ันตอนการทดสอบ

ปรบัตุมน้ําหนักเพื่อให

คานงัดอยูในแนวสมดลุ

หมุนที่รบัคานงัดให

สัมผัสกบัคานงัด

วางนํ้าหนักกดทับ

ตามที่ไดคํานวณไว

ปรบัมาตรวัดการยบุตัว

ใหเทากับศูนย

หมุนที่รบัคานงัดลงใหสุดเมื่อทดสอบเสร็จ ชัง่นํ้าหนักตัวอยางและนําเขาตูอบ

11



Coefficient of Consolidation, Cv

Coefficient of Compressibility, av

Coefficient of Volume Compressibility, mv

Compression Index, Cc

Coefficient of Permeability, kv = cv mv gw

Preconsolidation Pressure, p’c

Overconsolidation Ratio (OCR)

ผลการทดสอบ



Coefficient of Consolidation, Cv

Taylor Method Casagrande Method

12


การหา t50 (Logarithm of Time Fitting Method)

140

160

180

200

220

0.1 1 10 100 1000 10000

1.0 kg

Dial

read

ing x

0.001

mm

x 2.54

cm

log time, min

Δx1

Δx1D0

D100

t1 4t1 t50 = 15 min

D50



150

160

170

180

190

200

210

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00

1.0 kg

√time , min

Dial

read

ing x

0.001

mm

x 2.54

cm A

B CO 1.15 OB

t90 = 7.2

การหาคา √t90 (Square Root of Time Fitting Method)


13


กราฟ e - log P′

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.1 1 10

Void

ratio,

e

Effective Axial pressure,P' (t/m2)



คํานวณหาคา Compression Index, Cc

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.1 1 10

Void

ratio,

e


e1e2

Δe

p’1 p’2


( )12c P/Plog

e C

′′Δ

=

14


0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.1 1 10

Void

ratio,

e


คํานวณหาคา Swell index, Cs

e1e2

p’1 p’2

Δe


( )12s P/Plog

e C

′′Δ

=


0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.1 1 10

Void

ratio,

e


คํานวณหาคา Recompression index, Cr

e1e2

Δe

p’1 p’2


( )12r P/Plog

e C

′′Δ

=

15


0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0 2 4 6 8 10

Void

ratio,

e

Effective Axial pressure,P' (ksc)

คํานวณหาคา Coefficient of Compressibility, av

Δe

p’1 p’2

ΔP′


Pe

av ′ΔΔ

= ilityCompressib Volumeof tCoefficien , e1

a m

o

vv +=

tyPermeabili of tCoefficien , mC k wvv γ=


0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.1 1 10

Void

ratio,

e

Effective Axial pressure,P' (ksc)

คํานวณหาคา OCR

α/2α/2

P’cP’o

Overcosolidated(Recompression)

Normally Consolidated(Recompression)

Rmin

α


o

cPP

CR O′′

=

16


การนําไปใชงาน

การทรุดตัวแบบอัดตัวคายน้ํา

การทรุดตัวที่ตางกัน

อัตราการทรุดตัว


ดูวีดีโอแสดงขั้นตอนการทดสอบ และการกรอกขอมูล

Documents

ASTM D 2435-96 One-Dimensional Consolidation … Test.pdf · Lab 12: Consolidation Test ... Before Consolidation After Consolidation Before Consolidation After Consolidation ... Consolidation