La estructura del suelo cambia durante la compactación de un suelo cohesivo

Abstracto

Orientaciones de partículas, los poros y otros componentes durante la compactación de un suelo arcilloso hecho artificialmente fueron estudiados con el fin de investigar cómo la estructura del suelo, ya su vez, los parámetros de ingeniería tales como peso seco unidad, porosidad, características de relación y compactación vacío, el cambio durante la compactación de un suelo cohesivo a diferentes contenidos de humedad en ambos lados secos y húmedos del contenido de humedad óptimo.

Los resultados muestran que el patrón de orientación en la etapa muy seco de la curva de compactación es casi al azar. Se alcanza el grado general de los aumentos de orientación preferida como el contenido de humedad aumenta hasta que el contenido de humedad óptimo. Contactos Edge-borde entre las partículas y / o dominios en el escenario muy seco de la curva de compactación primero se convierten principalmente de canto cara y luego se convierten en cara cara contactos cercanos al contenido óptimo de humedad. Alrededor del contenido óptimo de humedad, el grado general de la orientación preferida se convierte en la más alta. Desde este punto en adelante, sin embargo, el grado general de orientación preferida comienza a disminuir de nuevo indicando que aumentan aún más el contenido de humedad no causa orientación preferida en general adicional. La estructura más allá del contenido de humedad óptimo se caracteriza principalmente por cadenas largas de paquetes orientados de manera diferente en la forma de trayectorias curvas y cara a cara sobre todo los contactos entre las partículas y / o dominios en los paquetes. Aunque existe un alto grado de orientación preferida de la tela en cada paquete individual, el grado general de orientación preferida disminuye debido a que los paquetes son en sí mismos orientados en diferentes direcciones.

Los resultados coinciden con estudios previos que muestran que el tejido del suelo seco del óptimo se orienta al azar, pero se orienta cada vez más hacia el óptimo. Sin embargo, como el contenido de humedad aumenta en el lado húmedo de óptimo, el grado general de orientación preferida disminuye en comparación con la opinión generalmente aceptada.

Palabras clave

La compactación; La estructura del suelo; Tela del suelo; Orientaciónpreferida; Contenido de humedad óptimo; Unidad de peso seco

1. Introducción

En la mecánica del suelo, la compactación se define como la densificación de los suelos por la expulsión de aire a través de la aplicación de energía mecánica (Holtz   y Kovacs,1.981). La compactación es muy importante, especialmente cuando los suelos se

utilizan como materiales de ingeniería en estructuras de tierra, tales como presas de tierra, terraplenes de carreteras, estribos de puentes y llena detrás de muros de contención.Las investigaciones han demostrado que los parámetros de ingeniería de suelos arcillosos compactados en el lado seco del óptimo son considerablemente diferentes de las muestras compactadas en el lado húmedo y se consideró que una sección delgada o el estudio de la tela de la estructura del suelo compactado podrían ayudar en la explicación de éstos diferencias. Durante mucho tiempo se ha sugerido que los parámetros de ingeniería de ambos suelos arcillosos cohesivos no perturbados y recauchutados o compactados, tales como resistencia, compresibilidad y permeabilidad derivar en última instancia de la forma en que las partículas interactúan bajo carga; por lo tanto, un estudio de la estructura del suelo es fundamental para la comprensión del comportamiento de la ingeniería de este tipo de suelos en práctica de la ingeniería(Mitchell,   1956, Lambe,   1958a, Lambe,   1958b, Semillas y Chan,   1959, Holtz y Kovacs, 1981  y  Mitchell, 1993 ). La estructura de un suelo puede ser estudiado bajo las dos microscopios ópticos y electrónicos cuantitativamente utilizando diversos métodos micromorfológicos de suelos, incluyendo secciones delgadas y bloques pulidos (Brewer,1976, Fitzpatrick, 1993  y  Mitchell,   1993).La tela de suelos arcillosos compactados mecánicamente en los primeros estudios se ha deducido de los principios físico-químicos y pruebas indirectas de las pruebas de parámetros de ingeniería (Lambe,   1958a, Lambe, 1958b  y  Seed y Chan,   1959). Estos estudios concluyeron que los suelos de arcilla compactada en el lado seco del óptimo debido a su bajo peso unitario seco para el desarrollo de una tela al azar y que la compactación en el lado húmedo de óptima producido un arreglo más orientado de partículas como resultado de más plenamente desarrollado doble películas de agua de capa. También sugirieron que las cepas de cizalla desarrolladas durante la compactación podrían cambiar la tela de azar en bajos contenidos de humedad, donde la penetración del pisón y, por lo tanto, las cepas de cizallamiento son pequeñas, a paralelo o orientado al alto contenido de humedad, donde la penetración de estiba y las cepas de cizallamiento son grandes .En una forma más directa, (1956) de Mitchell trabajo, hecho con el microscopio de luz, utiliza la intensidad de la iluminación y la extinción como la platina del microscopio se gira, para definir el grado de orientación de tela en varios inalteradas (natural) y los suelos arcillosos remoldeados. Aunque su estudio no incluyó las pruebas de compactación, lo hizo muestran que remodelación produce un mayor grado de orientación en suelos arcillosos. Sin embargo, una visión directa suficientemente detallada y la cuantificación de la tela no se pudieron obtener ya que las partículas de arcilla individuales no podían resolverse en el microscopio.Sloane y Kell   (1966), de una manera más directa, sino cualitativamente, estudiaron el tejido del tercio medio de las muestras de suelo de arcilla caolinita compactados en un 3% por encima y debajo contenido óptimo de humedad utilizando microscopía electrónica. Ellos, en apoyo de Lambe   (1958a), llegaron a la conclusión de que los especímenes compactados a un contenido de humedad de moldeo del 3% por debajo de espectáculo óptima de un lugar alto grado de aleatoriedad en el tejido formado por los paquetes de caolín; mientras que, los especímenes compactados a un contenido de humedad de moldeo del 3% por encima de espectáculo óptima de un lugar alto grado de orientación.Diamond (1971) investigó las microestructuras de caolinita impacto compactado y ilita suelos arcillosos por mediciones de poros de tamaño de distribución, las determinaciones de orientación de rayos X o índices de orientación, y el microscopio electrónico de barrido, y llegó a la conclusión de que sólo hay un pequeño grado de preferente general

orientación normal al eje de la compactación, con poca diferencia entre las muestras compactadas, ya sea seco o húmedo de óptima. Diamond compactado las muestras de una manera similar pero no del todo idénticos a los procedimientos de compactación estándar, porque el diámetro del martillo caída fue sólo ligeramente inferior a la del molde, con el fin de someter a todos los de la superficie de la muestra a cada impacto de manera que se evita el efecto perturbador de la penetración del martillo en la masa del suelo.Yoshinaka y Kazama (1973) estudiaron la microestructura de un suelo de arcilla de caolín compactada a contenidos de humedad de 4,27% (seco del óptimo), 25,9% (aproximadamente el óptimo) y 45,0% (en húmedo del óptimo) utilizando un microscopio electrónico de barrido, X- difracción de rayos o el índice de la tela, y las pruebas de permeabilidad, y concluyeron que el paralelismo o la orientación de las partículas en la masa de suelo en su conjunto aumenta a medida que los contenidos de humedad de moldeo aumenta. Sugirieron que en los lados secos y húmedos de las disposiciones óptimas, curvadas y plegadas de partículas, formando una similar de flujo arreglos paralelos son comunes, mientras disposición en paralelo en el contenido óptimo de humedad preferido es predominante, sin la presencia de estructuras fuertemente plegadas- . Tanto Diamond (1971) y Yoshinaka y Kazama (1973) sugirieron que el paralelismo o la orientación de las partículas de un suelo compactado por el método Proctor estándar es mala o muy mala.Se acepta generalmente que, para el mismo esfuerzo de compactación, la tela suelo se orienta cada vez más con el aumento de contenido de humedad de compactación; seco de óptima los suelos son siempre floculada (o orientadas al azar), mientras que en húmedo de óptima el tejido se vuelve más orientado (Lambe,   1958a, Seed y Chan, 1,959 y  Holtz y Kovacs,   1.981). Sin embargo, Mitchell (1993) declaró que un factor importante en la formación de un tejido en un suelo de grano fino compactado es si o no cepas de cizallamiento grandes son inducidas por el pisador compactación. Si el apisonador no penetra en el suelo, como es usual para la compactación en seco del contenido de humedad óptimo, entonces puede haber una alineación general de las partículas o grupos de partículas en planos horizontales. Sin embargo, si el suelo es suficientemente húmedo de óptima que el pisón de compactación penetra en el suelo como resultado de la falla del cojinete capacidad bajo el pisón, hay una alineación de las partículas a lo largo de las superficies de falla. Una serie de tales zonas se desarrolla como resultado de golpes sucesivos pisón, y puede formar una tela plegada y curvada, como se describe por Sloane y Kell (1966) y Yoshinaka y Kazama   (1973).El objetivo principal de este estudio fue investigar cómo los cambios en la estructura durante la compactación de un suelo arcilloso coherente en función de distintos contenidos de humedad de moldeo de una manera más directa y cuantitativa.Orientaciones de las partículas, los poros y otros componentes (en el total de 68,594 características) se midieron individualmente en las muestras de laboratorio compactados en diferentes contenidos de humedad inferiores (lado seco) y superiores (lado húmedo) el contenido de humedad óptimo. También se estudiaron los cambios de orientación en varias capas (superior, medio e inferior tercero) dentro de cada muestra compactada. Se sugiere alguna revisión de los conceptos con respecto a la orientación de las partículas durante la compactación.

2. Metodología

Especímenes de compactación proctor estándar artificiales con diferentes contenidos de humedad se prepararon mezclando un suelo de arcilla natural con 33.1% de arena mica moscovita de 0,125 a 1 mm de tamaño procedente de una roca de esquisto moscovita. El suelo arcilloso y la roca de esquisto moscovita se obtuvieron de la formación Handere del

Mioceno tardío a Plioceno edad (Schmidt 1961) y Niǧde rocas metamórficas de la tardía edad Cretácico   (Göncüoǧlu,  1986), afloramiento en la cuenca y del este tauridas Adana, respectivamente, en el sur Pavo.   El propósito de usar partículas de mica moscovita en placas era aumentar el número de constituyentes de partículas alargadas medibles en el suelo.Análisis de tamaño de partículas y las pruebas de límite de Atterberg se realizaron con el fin de clasificar las muestras de acuerdo con el Sistema de Clasificación de Suelos unificada (USCS). Se realizaron las pruebas después de la American Society of Testing Materials ASTM D 422-63   (2003), ASTM D 4318-00 (2003) y la norma ASTM D 427-98(2003), respectivamente.Siguiendo 698-00a ASTM D   (2003), proctor estándar (compactación) las pruebas se llevaron a cabo para determinar el contenido de humedad óptimo (ω opt) a la que la unidad de peso

seco (γ d) es mayor. Las muestras se compactaron en tres capas en el molde de compactación.Después de la compactación, los especímenes fueron recortados a fin de evitar la orientación debido a los efectos secundarios. Luego fueron cortadas en tres piezas iguales (parte superior, media e inferior tercero) secados al aire y primero y después se seca al vacío en un desecador de vacío hasta masa constante. La contracción de los especímenes durante este proceso era muy pequeña y de magnitud insuficiente para afectar a las características de la tela. Estas piezas fueron primero con resina epoxi de endurecimiento para los propósitos impregnado de vacío y, a continuación, hecha en aproximadamente 4 cm x 9 cm de tamaño grandes secciones delgadas. Las secciones delgadas se molieron en aceite ya que las muestras contenían una cantidad considerable de arcilla sensibles al agua.

Los acimutes de ejes de las partículas orientadas (principalmente partículas de mica moscovita), poros y otros componentes tales como algunos dominios de arcilla se midieron en la parte superior, media y tercera piezas inferiores de las secciones delgadas según Brewer   (1976), después de que fueron escaneadas en los programas informáticos adecuados. El método de las mediciones aquí es similar a las de Cetin (2004) y Cetin y Söylemez   (2004). Las mediciones se evaluaron en dos maneras: (1) se encontraron sus promedios con respecto a la horizontal, (2) los porcentajes de las mediciones, cayendo en los rangos de 0-10º, 10-20º, 20-30 °, y así sucesivamente, desde la horizontal se determinaron. Los patrones de orientación podrían ser presentados gráficamente trazando los datos en diagramas de rosa, según lo sugerido por Brewer   (1976). Las secciones delgadas también se examinaron ambos bajo polarización cruzada ya la luz polarizada en un plano con el fin de delinear los aspectos generales de las estructuras del suelo a través de las secciones delgadas.La mezcla de partículas de mica moscovita en placas aumentó el número de componentes de partículas alargadas medibles, considerablemente. Lafeber sugirió que 400 a 500 mediciones darían una buena representación de la distribución de poros en un diagrama de rosa (Barton,   1.974). Se midieron las Orientaciones de más de 2000 funciones en cada una de las secciones delgadas preparadas fuera de la parte superior, media y tercera piezas inferiores de cada espécimen compactado, dando un total de mediciones para cada muestra compactada de más de 7000. Un total de 68,594 características (principalmente partículas de mica muscovita), cuyos ejes largo varió desde alrededor de 50 micras a 1 mm, se midieron en el estudio.

3. Resultados y discusión

3.1. Clasificación de suelos

Los índices de suelo y curvas de distribución de tamaño de partículas, tanto de la natural y artificial (mezcla) suelos se presentan en la Tabla 1 y Fig.   1, respectivamente.   Según el USCS, el suelo arcilloso natural y preparado artificialmente clasificar suelo como CL y CL-ML, con medio y ligero plasticidad, respectivamente. La mayoría de los minerales de arcilla son esmectitas y el resto son caolinitas (Yucesoy,   1998).

Mesa 1.

Algunos índices de suelosPropiedades Suelo Natural Suelo artificial

Contenido de agua (%) 12.0 20.0

Límite líquido (%) 38.0 24.0

Límite plástico (%) 22.0 18.0

Límite de contracción (%) 21.3 16.4

Índice de plasticidad (%) 16.0 6.0

Gravedad específica 2.70 2.74

Los tamaños de partícula (%)

 Grava 0.0 0.0

 Sand 5.0 45.0

 Limo 42.0 29.0

 Greda 53.0 26.0

El tipo de suelo (USCS) CL CL-ML

Descripción Arcilla limosa Arena limo-arcilla

Opciones de tabla

Fig. 1. 

Curvas de distribución de tamaño de las partículas de arcilla natural y suelos artificiales.Opciones Figura

3.2. Prueba de compactación

La curva de compactación obtenido a partir de la prueba estándar Proctor (compactación) se muestra en la Fig.   2  y la porosidad, la relación de vacíos y el grado de cambios de saturación durante la compactación se ilustran en la Fig.   3.  El peso máximo de la unidad en seco de 17,26 kN / m

3 se obtiene a un contenido de humedad óptimo de 13,3%. El proceso de compactación se puede dividir en dos fases, dividido por el contenido de humedad óptimo. Como se ve en la Fig.   3, ya que el contenido de humedad, y por lo tanto el grado de saturación, aumenta hasta el contenido de humedad óptimo, la proporción de huecos y la disminución de porosidad y por lo tanto la unidad aumenta de peso.   En el contenido de humedad óptimo, la proporción de huecos y porosidad son más bajo y por lo tanto, la unidad de peso seco es el más alto. Más allá del contenido óptimo de humedad, lo que aumenta el contenido de humedad y, por lo tanto, el grado de saturación, no causa más densificación. La proporción de huecos y porosidad empiezan a disminuir a medida que el contenido de humedad aumenta. Cuanto mayor sea el contenido de humedad o grado de saturación, mayor será la proporción de huecos y porosidad.

Fig. 2. 

Curva de compactación Proctor Estándar de suelo artificial.Opciones Figura

Fig. 3. 

La porosidad, nula relación y el grado de los cambios de saturación durante la compactación.Opciones Figura

3.3. Análisis de corte fino

Fig.   4  muestra la curva de compactación se muestra en la Fig.   2, junto con los diagramas de rosa de los ángulos promedio con respecto a la horizontal y los porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° para las tres piezas (parte superior, media e inferior tercero) y para todos juntos para especímenes compactados tanto en seco y en húmedo del óptimo.   Fig.   5  muestra los resultados de las mediciones gráficamente y Fig.6 muestra fotografías de las microestructuras que son típicos para algunos de los especímenes examinados compactados.

Fig. 4. 

Rose diagramas de medidas de orientación en la parte superior (top rosa en cada grupo de cuatro rosas), medio (segunda Rose), inferior (tercera Rose) tercera zonas y las tres zonas (inferior rosa) a diferentes contenidos de humedad de compactación. N  = número de mediciones ; m  = ángulo medio (°); y  = porcentaje de orientaciones entre 0 ° y 10 ° respecto a la horizontal (%).Opciones Figura

Fig. 5. 

Los cambios de ángulos promedio con respecto a la horizontal y porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° de la parte superior, media, tercera zonas de fondo y las tres zonas a diferentes contenidos de humedad de compactación.Opciones Figura

http://www.sciencedirect.com.bdatos.usantotomas.edu.co:2048/science/article/pii/S0013795207000610#gr6

Fig. 6. 

Fotos de microestructuras que son típicos para terceros zonas medias compacta a contenidos de humedad de (a) 7,3%, (b) 8,6%, (c) 10,2%, (d) 12,0%, (e) 14,1%, (f) 16,3% , (g) 18,7%, y (h) 20,8%. Todas las fotos fueron tomadas con luz de polarización cruzada. Longitudes de fotos son de 2,5 mm. Dirección del eje de compactación es vertical.Opciones Figura

Es claro que el patrón de orientación en la etapa muy seco (7,28% de humedad) de la curva de compactación es casi al azar, con un ángulo medio a la horizontal de 43 ° para las tres zonas (Fig.   4). Sólo 13,2% de las mediciones mostraron una orientación preferida entre 0 ° y 10 °. Los huecos son grandes, generalmente interconectados y orientado al azar. La estructura del suelo muestra esencialmente el mismo aspecto general, a través de las secciones delgadas (Fig.   6  a).Como aumenta el contenido de humedad, el patrón de orientación muestra claro cambio de las orientaciones casi aleatorios. En primer lugar, los ángulos promedio a la horizontal se convierten en 45 °, 38 ° y 35 ° dentro de la parte superior, tercera zonas media e inferior (promedio es de 39 °), respectivamente, a un contenido de humedad de 8,58% (Fig.   4   y  Fig. 5 la). Además, los porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° incremento de 9,8%, 15,4% y 18,5% en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio es de 14,6%), respectivamente (Fig.   4   y  Fig. 5 b ). Entonces, en un contenido de humedad de 10,19%, los ángulos promedio a la horizontal se convierten en 39 °, 35 ° y 33 ° dentro de la parte superior, tercera zonas media e inferior (promedio es de 36 °) y los porcentajes de las mediciones de orientación entre los 0 ° y 10 ° incremento de 10.4%, 16.3% y 19.1% en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio es de 15,2%), respectivamente. Este patrón sigue siendo básicamente la misma hasta que el contenido de humedad óptimo.En todo el contenido óptimo de humedad, los ángulos de la media a la horizontal se convierten en 32 °, 30 ° y 24 ° en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio siendo 29 °), respectivamente (Fig.   4   y  Fig. 5 a). Además, las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 y 10 ° incremento de 15,3%, 20,9% y 25,1% dentro de la parte superior, media y tercera zonas de fondo (promedio es de 20,4%), respectivamente (Fig.   4   y  Fig. 5 B). Esto indica que los aumentos de orientación preferida como el contenido de humedad aumenta hasta que el contenido de humedad óptimo se alcanza lo que significa que las partículas, los poros y otros constituyentes tienden a ser paralelas entre sí.Cuando se pasa el contenido óptimo de humedad, sin embargo, el grado general de orientación preferida comienza a disminuir de nuevo. Los ángulos promedio al inicio horizontal para aumentar y los porcentajes de las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 y 10 ° en todas las tres zonas comienzan a disminuir de nuevo (Fig.   4   y  Fig.   5). En primer lugar, los ángulos promedio a los aumentos de horizontal a 41 °, 39 ° y 36 ° en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio es de 39 °), respectivamente, con un contenido de humedad del 16,28% Fig.4  y  Fig.   5  a). Además, los porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° disminución de 8,7%, 10,4% y 11,6% en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (media siendo 10,2%), respectivamente (Fig.   4   y  Fig. 5 b ). Entonces, en un contenido de humedad de 18,76%, los ángulos promedio a la horizontal se convierten en 47 °, 43 ° y 39 ° dentro de la parte superior, tercera zonas media e inferior (promedio es de 43 °), y los porcentajes de las mediciones de orientación entre 0 ° y 10 ° disminución de 7.5%, 8.4% y 10.4% en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio

es de 8,8%), respectivamente. Por último, en el extremo húmedo de la curva de compactación a un contenido de humedad de 20,84%, los ángulos promedio a la horizontal se convierten en 52 °, 50 ° y 47 ° dentro de la parte superior, tercera zonas media e inferior (promedio es de 50 °), mientras los porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° se reducen a 5,2%, 6,3% y 4,5% en la parte superior, media y tercera zonas inferiores (promedio es de 5,3%), respectivamente.Todos los valores anteriores para la parte superior, tercera zonas media e inferior indican que el grado de orientación es consistentemente mayor en las terceras zonas inferiores compactada tanto en seco como en húmedo de óptima; el grado de orientación aumenta hacia la parte inferior de las muestras compactadas en contraposición a los resultados de Yoshinaka y Kazama (1973) (Fig. 5  y  Fig.   7).

Fig. 7. 

Fotos de microestructuras que son típicos para (a) la parte superior, (b) Media, y (c) los terceros zonas inferiores de muestras compactadas en el 8,6% de humedad. Diagramas de Rose de las mediciones se incluyen para la comparación. Todas las fotos fueron tomadas con luz de polarización cruzada. Dirección del eje de compactación es vertical. N  = número de mediciones; m  = ángulo medio (°); y  = porcentaje de orientaciones entre 0 ° y 10 ° respecto a la horizontal (%). Longitudes de fotos son de 2,5 mm. Dirección del eje de compactación es vertical.Opciones Figura

El peso unitario seco frente a la curva de humedad se vuelve hacia abajo y, y el grado de compactación disminuye a medida que aumenta el contenido de humedad, lo que resulta en una mayor proporción de huecos y menor peso unitario seco. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, menor es el porcentaje de las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 ° y 10 ° y el más alto promedio de los ángulos respecto a la horizontal y por lo tanto, menor es el grado general de orientación preferida.

Los resultados indican que el proceso de compactación se puede dividir en dos fases, dividido por el contenido de humedad óptimo. A contenidos de humedad mucho más bajos que el óptimo, la orientación de las partículas, los poros y otros elementos de tela es casi al azar. La estructura se caracteriza principalmente por el borde de punta y el borde de cara contactos de McConnachie (1974) entre las partículas y / o dominios.Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el número de contactos cara de arista. Los poros están interconectados, y ambos de los poros y partículas y / o dominios muestran orientaciones aleatorias. Los tamaños de los poros orientados perpendicularmente a la dirección de carga, que es vertical, parecen disminuir más que los de los huecos orientados paralelamente a la dirección de carga. Aumentos de compactación a medida que aumenta el contenido de humedad, lo que resulta en una relación de vacíos menor y mayor peso específico seco hasta el contenido de humedad óptimo.El contenido óptimo de humedad es un punto de inflexión, hasta que la estructura del suelo muestra un creciente grado de orientación preferida. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el porcentaje de las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 ° y 10 ° y menor promedio de los ángulos respecto a la horizontal. En particular, las partículas en plaquetas brillantes largos parecen comenzar la reordenación o reorientar a sí mismos en una nueva posición más estable. Contactos Edge-borde entre las partículas y / o dominios en la fase seca de la curva de compactación convertido principalmente de canto de la cara y cara cara contactos cercanos al contenido óptimo de humedad. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el número de contactos cara a cara. A contenidos de humedad más altos, las partículas y / o dominios siguen reorientar o reorganizar sí mismos, cada vez más cerca juntos, y los contactos cara de arista disminución en el número a expensas de los contactos cara a cara.

Más allá del contenido óptimo de humedad, la estructura está representada principalmente por largas cadenas de paquetes orientados de manera diferente en la forma de trayectorias curvas como se describe por Sloane y Kell   (1966), o curvado y doblado disposiciones paralelas-como flujo de partículas como se describe porYoshinaka y Kazama   (1973), con principalmente los contactos cara a cara entre las partículas y / o dominios en los paquetes (Fig.   8). Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el número de contactos cara a cara. Este no fue el caso en una medida considerable en el lado seco del óptimo, pero sí aumentó en el óptimo como películas de agua de doble capa más gruesa desarrollados y cepas de corte se hizo más grande. Sloane y Kell (1966) observaron que las trayectorias curvas eran menos evidentes en las muestras

compactadas en seco de óptimo, más evidente en aquellos compactado en óptima y algo menos evidente en los compactada en húmedo del óptimo. Debido a que el método de compactación involucrado penetración de la estiba en el suelo durante la compactación es posible que estas trayectorias representan zonas de deformación por esfuerzo cortante grande que causan los paquetes para orientar en la dirección de mayor tensión según lo sugerido por Sloane y Kell   (1966). A pesar de que existe un alto grado de orientación preferida de la tela en cada paquete individual, los ángulos promedio al aumento horizontal y los porcentajes de la orientación entre 0 ° y 10 ° disminución. Esto es debido a que los paquetes son en sí mismos orientados en diferentes direcciones como el contenido de humedad aumenta, haciendo que los espesores de película de agua y, por lo tanto, para aumentar la movilidad. Esto hace que el grado general de orientación preferida a disminuir. En los mayores contenidos de humedad de moldeo, penetraciones son mayores con cepas de cizallamiento más grandes, causando así más de las trayectorias en diferentes direcciones. A diferencia deSloane y Kell   (1966), golpes pisón sucesivas, junto con las películas de agua más gruesas que causan una mayor oportunidad para la movilidad, no causaron las trayectorias a aplanarse en el lado húmedo del óptimo. Shear cepas causantes de las trayectorias parecen estar ocurriendo principalmente entre las partículas de arcilla y / o dominios, ya que, bajo presión, se comportan de una manera dúctil en contraposición a las partículas de mica moscovita que se comportan de una manera frágil como se muestra en Cetin   (2004).

Fig. 8. 

Vista general del área delgada secciones de la muestra compactada a 20,8% de humedad que muestra trayectorias curvas que son típicas de las estructuras

observadas en húmedo del óptimo. Flecha muestra eje de compactación hacia abajo.Opciones Figura

El principal factor en la formación de la tela en las muestras compactadas era si o no cepas de cizallamiento grandes fueron inducidos por el pisador de compactación, como se sugiere Mitchell   (1993). Cuando el pisón de compactación no penetrar en el suelo, como era habitual en el lado seco del óptimo, la alineación general de las partículas o grupos de partículas estaba en planos horizontales. Sin embargo, cuando el suelo estaba suficientemente húmedo de apisonador óptima o la compactación penetrado el suelo como resultado de la falla del cojinete capacidad bajo el pisón, hubo una alineación de las partículas a lo largo de las superficies de falla. Zonas similares desarrollados como resultado de golpes repetidos pisón, y una tela doblada o curvada forman como en Sloane y Kell (1966) y Yoshinaka y Kazama   (1.973).

4.conclusion

Especímenes suelo arcilloso mezclado con arenas mica moscovita se pueden utilizar para estudiar la orientación de las partículas, los poros y otros constituyentes durante la compactación de suelos cohesivos. Partículas de mica moscovita en placas aumentaron el número de componentes de partículas alargadas medibles considerablemente.

El patrón de orientación en la etapa muy seco de la curva de compactación es casi al azar. Los huecos son grandes, generalmente interconectados y orientado al azar. Como aumenta el contenido de humedad, el patrón de orientación muestra claro cambio de las orientaciones casi aleatorios. Los ángulos promedio a la disminución horizontal y los porcentajes de las medidas de orientación entre 0 ° y 10 ° incremento (es decir, los preferidos aumentos de orientación) hasta que el contenido de humedad óptimo.

Contactos Edge-borde entre las partículas y / o dominios en el escenario muy seco de la curva de compactación primero se convierten principalmente de canto cara y luego se convierten en cara cara contactos cercanos al contenido óptimo de humedad. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el número de contactos cara a cara.

Alrededor del contenido de humedad óptimo, donde la densificación o unidad de peso seco es más alta, los ángulos promedio a la horizontal se convierten en la más baja y las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 ° y 10 ° y, por lo tanto, el grado general de la orientación preferida, se convierten el más alto.

Desde este punto en adelante, sin embargo, los ángulos de promedio al inicio horizontal para aumentar y porcentajes de las mediciones que muestran una orientación preferida entre 0 ° y 10 ° comienzan a disminuir de nuevo, lo que indica que aumentan aún más el contenido de humedad no causa orientación preferida en general adicional.

La estructura más allá del contenido de humedad óptimo se caracteriza principalmente por cadenas largas de paquetes orientados de manera diferente en la forma de trayectorias curvas y cara a cara sobre todo los contactos entre las partículas y / o dominios en los paquetes. Cuanto mayor sea el contenido de humedad, mayor es el número de contactos cara a cara. Aunque existe un alto grado de orientación de la tela preferido en cada paquete individual, los ángulos promedio al aumento horizontal y los porcentajes de la orientación entre 0 ° y 10 ° disminución, debido a que los paquetes son ellos mismos orientados en diferentes direcciones como aumenta el contenido de humedad haciendo que los espesores de película de agua y, a su vez, para aumentar la movilidad. Esto hace que el grado general de orientación preferida a disminuir. A mayores

contenidos de humedad de moldeo, las penetraciones pisón son mayores, la producción de cepas de cizallamiento más grandes, causando así más trayectorias en diferentes direcciones. Por otra parte, el grado de orientación aumenta hacia la parte inferior de las muestras compactadas en contraposición a los resultados de Yoshinaka y Kazama   (1973).Finalmente, los resultados concuerdan con estudios previos que, al mismo esfuerzo de compactación, con el aumento de contenido de humedad de compactación, la tela de suelo seco óptima se orientadas al azar, pero se orienta cada vez más hacia el óptimo.Sin embargo, como el contenido de humedad aumenta en el lado húmedo de óptimo, el grado general de orientación preferida disminuye en comparación con la opinión generalmente aceptada que sugiere lo contrario. En otras palabras, el grado general de orientación preferida es la más alta en el contenido de humedad óptimo, no en el extremo húmedo de la curva de compactación.

Agradecimientos

Este estudio fue apoyado financieramente en parte por la Fundación Çukurova Universidad Investigación (Proyecto Nº: FBE2002D47, MMF2003BAP17 y MMF200043). Los autores agradecen a dos anónima Ingeniería Geológica revisores para su revisión crítica del manuscrito.

Referencias

1.