Een Buigen Test voor het bepalen van de Atterberg Plastic Limiet in bodems

Liquid Limit (LL) en Plastic Limit (PL) zijn de twee belangrijkste bodem consistentie grenzen van die gedefinieerd door Atterberg in 1911 ^1. LL markeert de grens tussen vloeistof en plastic staten, en PL tussen kunststof en semi-vaste toestanden. LL wordt verkregen over de hele wereld volgens verschillende normen via de methode Casagrande ^2,3 of penetratietest ^4. Beide methoden worden mechanisch uitgevoerd door apparaten; daardoor, minimale operator interferentie is betrokken. In het geval van PL, de zogenaamde "thread rolproef" is de meest populaire en standaardmethode voor de bepaling daarvan ^2,5. Deze test is gebaseerd op de glooiende bodem tot draden van 3 mm met de hand tot de exploitant van oordeel de bodem te verkruimelen. Om deze reden is veel kritiek omdat de vaardigheid en het oordeel van de bediener een cruciale rol bij de uitkomst van de test spelen. Standaard walsen test belangrijker beïnvloed door vele ongecontroleerde factoren, zoalsde uitgeoefende druk, de contactgeometrie, de wrijving, de snelheid van de rollen, de omvang van de steekproef en de grondsoort ^6,7. De American Society for Testing and Materials (ASTM) ontwikkelde de ASTM D 4318-standaard die een eenvoudig apparaat om de operator storing ^2,8, maar significante verschillen zijn gemeld in sommige bodems bij het ​​vergelijken van de handmatige rollende test tegen de test te minimaliseren omvat uitgevoerd door de ASTM D4318-inrichting ^9.

PL is een belangrijke parameter voor geotechnische doeleinden, aangezien plasticiteitsindex (PI) eruit worden vervaardigd (PI = LL – PL); PI wordt gebruikt om de bodem overeenkomstig de plasticiteit overzicht weergegeven in ASTM D 2487 ^10, gebaseerd op het onderzoek van Casagrande ^11,12 classificeren. Fouten in de PL negatief beïnvloedden deze indeling ^13, en daarom, wordt een nieuwe test voor PL bepaling vereist.

Pfefferkorn test, kegel penetrometer, capillaire rheometer, torsie rheometer of stress-strain tests zijn enkele voorbeelden van alternatieve methoden voor het meten bodem plasticiteit ^14, maar deze zijn niet voldoende om de PL verkrijgen. Met de speciale instantie van val kegel tests een groot aantal onderzoekers getracht definiëren een nieuwe methode voor PL bepaling met verschillende ontwerpen penetrometer ^15-20, maar zonder het bereiken van een werkelijke overeenkomst. Bovendien, al is gebaseerd op de veronderstelling dat de schuifsterkte van de PL 100 maal die zijn de LL ^21, wat niet waar ^22.

Barnes ^23,24 ontwikkelde een apparaat dat de glooiende voorwaarden van de bodem cilinders in een poging om een duidelijk criterium voor PL bepaling vast geëmuleerd. Toch zijn enkele tekortkomingen met deze benadering, zoals de complexiteit testduur en vooral de twijfelachtige berekeningswijze voor de PL ^25. Het succes van de standaard rolling-testligt in de eenvoud, snelle prestaties en lage kosten, zodat geen andere wijze kunnen vervangen, indien zij aan deze drie vereisten en anderen, zoals hoge nauwkeurigheid en lage operator interferentie zijn.

In een eerder onderzoek door de auteurs, werd een nieuwe PL benadering voorgesteld ^25: de oorspronkelijke draad buigtest (of eenvoudig buigtest) kon de PL wordt verkregen uit een grafiek waarin de relatie tussen watergehalte en buigvervormingen was vertegenwoordigd. De auteurs verkregen en uitgezet enkele experimentele punten voor elke bodem (het protocol gevolgd om deze punten was hetzelfde als de in het onderhavige document), waardoor de correlatie van de punten op twee manieren kan worden gedefinieerd zonder dat op enigerlei wijze de juiste definitie van het punt weg: als een parabolische curve, de naam van de buigen curve (Figuur 1A), en als twee snijdende rechte lijnen met verschillende helling, genaamd de stijve plastic-lijnen de soft-plastic lijn. De stijve kunststofleiding is de steilste één en PL werd berekend als het vochtpercentage overeenkomt met het afsnijpunt van de met de y-as (Figuur 1B). In dit scheidingspunt het buigen geproduceerde nul, wat overeenkomt met het concept van uitrolgrens, dwz., PL is het vochtgehalte waarbij de grond is niet bestand tegen vervormingen onder deze drempel (halfvaste toestand) maar het draagt ze erboven (plastic state). Hoewel in de oorspronkelijke studie, de PL konden niet rechtstreeks door de buigkromming verkregen (dit niet snijden de y-as), deze regel was erg handig omdat aangezien de buig- curve en de kruisende lijnen vergelijkbaar pad volgen, de buigende krommevergelijking verkregen uit de experimentele gegevens werd gebruikt om extra punten elke afwijking te verkrijgen, enerzijds, corrigeren, en anderzijds op de proef met enkele punten voeren zoals getoond in figuur 1B. < / P>

Figuur 1. Grafische weergave van de BW punten in een geteste grond door de oorspronkelijke buigproef. (A) De correlatie van de punten wordt voorgesteld als een parabolische kromme, genaamd de buigkromming waarvan de vergelijking wordt opgenomen. (B) De correlatie van de punten wordt bepaald door twee elkaar kruisende lijnen en andere extra punten toegevoegd (ze werden berekend uit de buigende krommevergelijking). B verkregen zoals B = 52,0-D (waarbij D de gemiddelde afstand gemeten tussen de punten op het moment van scheuren in mm) en de PL wordt berekend als het watergehalte overeenkomt met het afsnijpunt van de stijve kunststof conform de y-as. Dit cijfer is gewijzigd ten opzichte van Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate ^25.k "> Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.

Alle resultaten waren zeer goed overeen met die bereikt door de traditionele draad rollen methode door een zeer ervaren operator. Echter, de oorspronkelijke buigproef bleef langzamer dan de gestandaardiseerde draad rollen testen. In een poging om verder te bezuinigen testtijd, werd een één-punt-versie naar voren gebracht. Het was gebaseerd op de gemiddelde buigen helling (m) verkregen in de 24 geteste bodem, die was 0,108 (m de helling van de buigkromming wanneer het wordt weergegeven in dubbele logaritmische schaal; m op het buigen krommevergelijking in figuur 1A) . Door middel van een vergelijking waarin de factor was opgenomen, werden zowel de stijve kunststof en zacht plastic grafisch lijnen getekend, en zo werd de PL geschat. Deze resultaten werden ook sterk gecorreleerd met zowel de multi-point buigproef en de standaard rolling-test. Ondanks dit ene punt version zijnde nog sneller dan de traditionele test, de PL berekening was complexer omdat plotten noodzakelijk was. Daarom, op basis van statistische criteria een nieuwe vergelijking voor PL berekeningen ontwikkeld in deze studie, zodat plotten niet nodig en de resultaten kunnen worden verkregen met slechts één punt, terwijl de experimentele protocol is hetzelfde als de oorspronkelijke verbuiging proef. Deze nieuwe versie voldoet aan de vereisten voor de verouderde draad rollen methode te vervangen.