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Die traditionelle standardisierten Test für die Plastizitätsgrenze in Böden Bestimmung wird von Hand durchgeführt, und das Ergebnis wird auf den Bediener variiert. Ein alternatives Verfahren basiert auf Biegemessungen wird in dieser Studie dargestellt. Auf diese Weise können die Plastizitätsgrenze mit einem klaren und objektiven Kriterium gewonnen werden.
Der Gewinderollen-Test ist der am häufigsten verwendete Verfahren die Plastizitätsgrenze (PL) in den Böden zu bestimmen. Es wurde vielfach kritisiert, weil eine erhebliche subjektive Beurteilung von dem Betreiber, dass der Test durchführt, während seine Leistung beteiligt ist, die erheblich das Endergebnis beeinflussen können. Verschiedene alternative Methoden wurden vorgebracht, aber sie können nicht mit dem Standard-Rolltest in Geschwindigkeit, Einfachheit und Kosten konkurrieren.
In einer früheren Studie, die von den Autoren, ein einfaches Verfahren mit einer einfachen Vorrichtung die PL zu bestimmen, wurde vorgestellt (die "Fadenbiegetest" oder einfach "Biegetest"); Diese Methode der PL zu erhalten mit minimalem Bediener Störungen erlaubt. In der vorliegenden Arbeit wird eine Version des Original-Biegeversuch gezeigt. Die experimentelle Basis ist die gleiche wie die ursprüngliche Biegetest: Boden Fäden, die 3 mm im Durchmesser und 52 mm Länge gebogen sind, bis sie zu knacken zu starten, so dass sowohl die bending erzeugt und die damit verbundenen Feuchtigkeitsgehalt bestimmt werden. Jedoch ermöglicht diese neue Version die Berechnung von PL aus einer Gleichung, so ist es nicht notwendig, jede Kurve oder gerade Linie zu zeichnen diesen Parameter zu erhalten, und in der Tat kann die PL mit nur einem experimentellen Punkt erreicht werden (aber zwei experimentellen Punkte werden empfohlen).
Die PL Ergebnisse mit dieser neuen Version erhalten werden, sind sehr ähnlich zu denen durch die ursprüngliche Biegeversuch und der Standardrolltest durch einen erfahrenen Bediener erhalten. Nur in bestimmten Fällen hoher Plastizität bindigen Böden, gibt es eine größere Unterschied im Ergebnis. Trotzdem arbeitet die Biegetest sehr gut für alle Arten von Boden, sowohl Kohäsions- und sehr geringe Plastizität Böden, wobei letztere sind am schwierigsten über den Standard-Gewindewalzverfahren zu testen.
Fließgrenze (LL) und Plastizitätsgrenze (PL) die zwei wichtigsten Bodenkonsistenz Grenzen derjenigen , die durch Atterberg sind 1911 1. LL markiert die Grenze zwischen Flüssigkeit und Kunststoffzuständen und PL zwischen Kunststoff und halbfesten Zustände. LL ist nach mehreren Standards durch die Casagrande Methode auf der ganzen Welt erhalten 2,3 oder der Penetrationstest 4. Beide Verfahren sind mechanisch durch Vorrichtungen durchgeführt wird; dadurch ist minimal Betreiber Störungen beteiligt. Im Falle von PL, die so genannte "Gewinderolltest" ist die beliebteste und standardisierte Verfahren für die Bestimmung 2,5. Dieser Test basiert auf dem Boden in 3 mm Gewinde von Hand zu rollen, bis der Bediener den Boden zu bröckeln hält. Aus diesem Grund hat es sich vielfach kritisiert worden, weil die Geschicklichkeit und das Urteil des Betreibers eine wesentliche Rolle für das Ergebnis des Tests spielen. Standard-Rolltest wird vor allem durch viele unkontrollierte Faktoren beeinflusst, wie zumals der Druck aufgebracht wird , die Kontaktgeometrie, die Reibung, die Geschwindigkeit der Walzen, die Größe der Probe und der Bodenart 6,7. Die American Society of Testing and Materials (ASTM) entwickelt , um die ASTM D 4318 - Standard, der eine einfache Vorrichtung enthält , um zu minimieren haben die Betreiber Interferenz 2,8, jedoch signifikante Unterschiede in manchen Böden berichtet, wenn die manuelle Rolltest gegen den Test zu vergleichen nach ASTM D4318 Einrichtung 9 durchgeführt.
PL ist ein sehr wichtiger Parameter für geotechnische Zwecke, da Plastizitätsindex (PI) von ihr (PI = LL - PL) erhalten wird; PI wird verwendet , um den Boden gemäß dem Plasticity Diagramm in ASTM D 2487 10 gezeigt , zu klassifizieren , basierend auf der Erforschung von Casagrande 11,12. Fehler in der PL negativ beeinflussen diese Klassifikation 13, und aus diesem Grund wird ein neuer Test für PL Bestimmung erforderlich.
Pfefferkorns Test, Kegel penetrometer, Kapillar - Rheometer, sind Drehmoment - Rheometer oder Spannungs-Dehnungs - Tests einige Beispiele für alternative Methoden zur Boden Plastizität 14 zu messen, aber diese sind nicht ausreichend , um die PL zu erhalten. Mit dem speziellen Fall des Falles Kegel Tests haben eine große Anzahl von Forschern versucht , eine neue Methodik für PL Bestimmung Designs mit unterschiedlichen penetrometer 15-20 zu definieren, aber ohne eine wirkliche Einigung. Darüber hinaus ist alles davon basiert auf der Annahme , daß die Scherfestigkeit an der PL 100 mal ist , dass an den LL 21, die 22 nicht wahr ist.
Barnes 23,24 entwickelte ein Gerät , das die Walzbedingungen der Bodenzylinder in einem Versuch , emuliert ein klares Kriterium für PL Bestimmung festzulegen. Dennoch sind einige Mängel bei diesem Ansatz identifiziert, wie seine Komplexität, Testdauer und vor allem die fragwürdigen Mittel von 25 PL zu berechnen. Der Erfolg der Standard-Rolltestliegt in seiner Einfachheit, schnelle Leistung und niedrigen Kosten, so wird keine alternative Methode in der Lage sein, sie zu ersetzen, es sei denn, es diese drei Anforderungen und anderen, wie zum Beispiel eine hohe Genauigkeit und geringe Betreiber Interferenz erfüllt.
In einer früheren Studie , die von den Autoren wurde eine neue PL Ansatz 25 vorgeschlagen: die ursprüngliche Fadenbiegeversuch (oder einfach Biegeversuch) erlaubt die PL aus einem Diagramm erhalten werden , in der sie die Beziehung zwischen Wassergehalt und der Biegeverformungen dargestellt wurde. Die Autoren erhalten und aufgetragen mehrere experimentelle Punkte für jeden Boden (das gewählte Protokoll diese Punkte zu bekommen war die gleiche wie die in der vorliegenden Arbeit angedeutet), so dass die Korrelation der Punkte auf zwei Arten definiert werden können, ohne in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen die korrekte Definition des Punktes Pfad: als einer parabolischen Kurve, die Biegelinie (Abbildung 1A) genannt, und als zwei sich schneidende geraden mit unterschiedlichen Neigung, mit dem Namen der steifen Kunststoffleitungund die Soft-Kunststoff-Linie. Die steifen Kunststoffleitung ist der steilste eine und PL aus sie als Feuchtigkeitsprozentsatz der Grenzpunkt das mit der y-Achse (1B) entspricht , berechnet. In diesem Grenzpunkt erzeugt die Biegung Null ist, die in Übereinstimmung mit dem Konzept der Plastizitätsgrenze, dh., PL ist der Feuchtigkeitsgehalt , bei dem die Bodenverformungen unter dieser Schwelle zu widerstehen (halbfesten Zustand) nicht geeignet ist , aber es hat bear sie darüber (Plastik Zustand). Obwohl in der ursprünglichen Studie konnte die PL nicht direkt durch die Biegekurve erhalten werden (dies ist nicht die y-Achse schneidet), war diese Leitung sehr nützlich, weil man bedenkt, dass die Biegelinie und die Schnittlinien folgen sehr ähnliche Wege, die Biege Kurvengleichung aus den experimentellen Daten erhalten wurde verwendet , um zusätzliche Punkte zu erhalten, erstens korrigieren jede Abweichung, und zum anderen mit den Test durchzuführen nur einige Punkte , wie in 1B gezeigt. < / P>
Abbildung 1. Graphische Darstellung der BW Punkte in einem getesteten Bodens durch den ursprünglichen Biegetest. (A) Die Korrelation der Punkte als eine parabolische Kurve dargestellt ist , die Biegelinie , deren Gleichung gestattet enthalten. (B) Die Korrelation der Punkte wird definiert durch zwei sich kreuzende Linien und andere zusätzliche Punkte hinzugefügt werden (sie von der Biegekurve Gleichung berechnet wurden). B-Werte werden als B erhalten = 52,0-D und PL (wobei D der mittlere Abstand zwischen den Spitzen zum Zeitpunkt der Rissbildung in mm gemessen ist) als der Wassergehalt, berechnet entsprechend dem Grenzpunkt des steifen Kunststoffleitung mit die y-Achse. Diese Zahl wurde von Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate 25 geändert.k "> Bitte hier klicken, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Alle waren die Ergebnisse in sehr guter Übereinstimmung mit denen erreicht durch die traditionellen Gewindewalzverfahren durch einen erfahrenen Bediener. Jedoch blieb die ursprüngliche Biegeversuch langsamer als die standardisierten Gewinderolltest. In einem Versuch, weitere Testzeit sparen, eine Ein-Punkt-Version wurde vorgebracht. Es wurde auf die durchschnittliche Biegesteigung basierend (m) in den Böden 24 getestet erhalten, die 0,108 war (m ist die Steigung der Biegekurve , wenn sie in doppelt logarithmischem Maßstab dargestellt ist; m wird auf der Biegekurvengleichung in 1A) . Mittels einer Gleichung, wo dieser Faktor enthalten war, sowohl die steifen Kunststoff und Kunststoff-Weich Linien wurden graphisch aufgetragen, und somit wurde die PL geschätzt. Diese Ergebnisse wurden auch stark korreliert sowohl mit dem Multi-Punkt-Biegeversuch und dem Standard-Rolltest. Trotz dieser Ein-Punkt-Version noch schneller als das traditionelle Test, wurde die PL Berechnung komplexer, weil Plotten erforderlich war. Aus diesem Grund wird auf der Grundlage der statistischen Kriterien eine neue Gleichung für PL Berechnung wurde in dieser Studie entwickelt, so dass Plotten nicht erforderlich ist, und die Ergebnisse können mit nur einem Punkt erreicht werden, während das Versuchsprotokoll dasselbe wie das ursprüngliche Biegung ist Test. Diese neue Version erfüllt die notwendigen Anforderungen an die veralteten Gewindewalzverfahren zu ersetzen.
1. Sammeln, Trocknen und Sieben Sie die Testprobe
2. Bereiten Zwei Nasse Boden Balls
3. Führen Sie den Biegetest
Abbildung 2. Zeichnungen und Abmessungen in mm des Gewindes Gießer und den Stahl Drücker (A) Seitenansicht, (B) Draufsicht und (C) Unteransicht des Themas Gießer. (D) Vorderansicht und (E) Draufsicht auf den Stahl Drücker. Diese Zahl hat sich von Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate 25 geändert. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Abbildung 3. Schematische Darstellung , wo das Biegen und Tipps Abstand Messtechniken detailliert sind. (A) Anfangsposition der Stahl Drücker, der Boden Gewinde und der zylindrische Teil des Fadens Gießer auf der Glasplatte. (B) Übliche Biegetechnik mittels einer annähernd kreisförmigen Bahn von der Mitte zu den Spitzen , die sehr durchgeführt wird carefully (siehe Pfeile Pfad). (C) Übliche Spitze Technik zur Abstandsmessung eines Fadens, der in seinem zentralen Teil geknackt hat. (D) Soil Thread, seinem mittleren Drittel und Biegetechnik wurde rissig, um um die andere Spitze verfolgt werden (die durch die Pfeile angedeutet). (E) Übliche Spitze Technik zur Abstandsmessung eines Fadens, der aus seiner zentralen dritten geknackt hat. (F) Boden Thread , in dem Spitzen in Berührung kommen , und kann einen geschlossenen Ring bilden. (G) Biegetechnik durchgeführt werden , wenn der Boden Faden über einen geschlossenen Ring zu biegen in der Lage ist und (H) Spitzenentfernungsmessverfahren für diesen letzteren Fall. Diese Zahl hat sich von Moreno-Maroto & Alonso-Azcárate 25 geändert. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
4. Bestimmen Sie den Feuchtigkeitsgehalt (W) des Bodens
5. Berechnen der Biege bei Cracking (B) und der Feuchtigkeitsgehalt (W)
6. Berechnen Sie die Kunststoff-Limit (PL)
Die PL - Gleichung in dem Schritt 6.1 des Protokolls gezeigt wurde durch eine statistische Untersuchung der in einer früheren Untersuchung der Autoren 25 (Tabelle 1) getestet 24 Böden erreicht. Das Ziel war es, die wahrscheinlichste Biege Steigung (der Ausdruck m in der Biegekurvengleichung, die in Figur 1A angezeigt) kennen auf der Biegelinie und der Mittelwert von B , an dem PL entsprechend dem ursprünglichen Biegetest erhalten wurde (das Original Test wurde mit mehr als 3 experimentellen Punkte durchgeführt und Diagramme wurden benötigt , um die PL zu erhalten, wie in Abbildung 1) dargestellt ist . Der B - Wert an die PL entsprach , wurde durch die nächste Gleichung berechnet, die von der Biegekurve der Gleichung (1A) abgeleitet wurde:
B PLob = 10 ((log PL ob - log z) / m)
wo, PL ob die PL mit dem Original - Multi-Point erhaltenen Testbiege 25; B PLob ist der Wert bei Rißbildung in der Biegekurve des Biegens auf den Feuchtigkeitsgehalt von PL ob entspricht; z ist die Konstante der Biegekurvengleichung (siehe 1A) , und m ist die Biegeneigung (siehe 1A). Die durchschnittliche m ist 0,108 mit einer Standardabweichung von 0,032 und die mittlere B PLob ist 2.135 mm mit einer Standardabweichung von 0,901 , wie in Tabelle 1 und in einer schematischen Weise in Fig . 4 die PL mit der neuen Biege Verfahren zur wurde gezeigt , berechnet jeden experimentellen Punkt mit der Gleichung in dem Schritt 6.1 des Protokolls gezeigt, so war die endgültige PL für jede Probe der Mittelwert dieser Ergebnisse (der Hinweis in Schritt 6.3 zu sehen).
Damitil | PL ob (original Multi-Point bigsamkeitstest) | z | m | B PLob |
M1 | 19.1 | 18,375 | 0,113 | 1,408 |
M2 | 15.9 | 13,900 | 0,139 | 2,630 |
M3 | 19.7 | 18,136 | 0,097 | 2,346 |
M4 | 12.4 | 10,772 | 0,129 | 2,977 |
M5 | 21.8 | 20,985 | 0,061 | 1,868 |
M6 | 13.6 | 14,125 | 0,093 | 0,665 |
M7 | 14.9 | 14,846 | 0,124 | 1,030 |
M8 | 32.8 | 33,759 | 0,193 | 0,861 |
M9 | 52.9 | 54,097 | 0,072 | 0,733 |
M10 | 20.9 | 20,851 | 0,057 | 1,042 |
M11 | 12.9 | 11,279 | 0,133 | 2,745 |
M12 | 24.3 | 22,481 | 0,130 | 1,819 |
M13 | 36.2 | 33,906 | 0,072 | 2,482 |
M14 | 17.5 | 14,990 | 0,129 | 3,321 |
M15 | 15,0 | 13,337 | 0,101 | 3,201 |
M16 | 15.4 | 13,952 | 0,101 | 2,658 |
M17 | 16.8 | 14,727 | 0,099 | 3,782 |
M18 | 15.6 | 15,448 | 0,079 | 1,132 |
M19 | 11.6 | 9,932 | 0,145 | 2,917 |
M20 | 19.2 | 17,617 | 0,085 | 2,752 |
M21 | 11.5 | 9,901 | 0,140 | 2,914 |
M22 | 15.9 | 15,020 | 0,087 | 1,924 |
M23 | 17.4 | 16,111 | 0,095 | 2,248 |
M24 | 14.3 | 13,343 | 0,120 | 1,781 |
Durchschnittlich | 0,108 | 2,135 | ||
Std. Dev. | 0,032 | 0,901 |
Tabelle 1. Datenquelle , aus der die Gleichung , die die PL zu bestimmen erhalten M1 bis M24 sind die 24 Bodenproben in dieser statistischen Studie verwendet. PL ob das Ergebnis von PL mit dem Original - Multi-Point erhaltenen Testbiege 25; z und m die Konstante und die Biege Neigung der Biegekurvengleichung mit dem ursprünglichen Biegetest erhalten jeweils 25 und B PLob ist der Wert des Biegens an der Biegekurve Rißbildung auf den Feuchtigkeitsgehalt von PL ob entspricht. Der Mittelwert und Standardabweichung (Std. Dev.) M und B PLob sind angegeben.
Abbildung 4. Schematische Darstellung der Durchschnittsbiegung bei Rissbildung (B) , bei der PL in der Biegekurve eintritt. PL wird von der Cutoff - Punkt des steifen Kunststoffleitung mit der y-Achse erhalten wird , unddass PL-Wert wird in der Biegekurve aufgetragen, um zu wissen, seine Biege bei Rissbildung (B) in der Kurve entspricht. Daher B = 2.135 bezieht sich auf den Mittelwert B in 24 Böden und m erhalten = 0,108 ist der Mittelwert der Biegelinie in den 24 Böden Biege Hang. Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Die PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest (PL nb) vorgeschlagen , in diesem Papier erhalten werden , und diejenigen , auf die ursprüngliche Biegetest (PL ob) und der Standardwalztest durch einen erfahrenen Operator (PL st) entsprechen , sind in Tabelle 2 gezeigt. Neben den 24 Böden in der bisherigen Forschung untersucht (Böden M1 bis M24) 25 weitere 6 verschiedenen Böden (Böden S1 bis S6) wurden getestet , um die Durchführbarkeit des Verfahrens mit unabhängigen Böden zu überprüfen, das heißt , Diese anderen Böden nicht in der ursprünglichen statistischen Studie wurden die PL-Gleichung, und zusätzlich zu bekommen, nur zwei experimentellen Punkte wurden in diesen Böden erhalten, wurde daher PL in Schritt 6.3 wie gezeigt berechnet. Die geringe Standardabweichung und Variationskoeffizient (CV) Werte in Tabelle 2 sind indikativ gezeigt eine gute Wiederholbarkeit des Verfahrens, dh die PL Ergebnisse von jedem experimentellen Punkt erhaltenen sehr ähnlich zueinander mit dem neuen Biegeverfahren; in der Tat haben alle Böden außer M8 einen CV-Wert von weniger als 10, so dass die Streuung der Ergebnisse ist, kann als gering eingeschätzt werden. Gemäß Figur 5 sind die PL Ergebnisse durch die neue Biegetest erhalten hoch mit dem ursprünglichen Biegetest (R 2 = 0,9648) und dem Standard - Gewinderolltest (R 2 = 0,9531) korreliert, und die meisten Ergebnisse sind ganz in der Nähe verteilt die 1: 1-Linie, was darauf hindeutet, dass die Ergebnisse sehr ähnlich sind, auch in sehr niedrigen Plastizität Böden (die am schwierigsten zu Test durch einen Bediener).
Abbildung 5. Grafische Darstellung und R 2 der PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest gegen andere PL Verfahren erhalten. (A) Darstellung der Ergebnisse PL erreicht durch die neue Biegeversuch gegen den ursprünglichen Biegeversuch 25 in 24 Böden. (B) Darstellung der Ergebnisse PL erreicht durch die neue Biegeversuch gegen den Standard - Gewinderolltest in 30 Böden. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.
Wenn die beiden Biegetests verglichen werden (5A) nur im Boden M8 ist ein größerer Unterschied ob PLdiente, während die Böden M8, M9 und S4 die drei sind , die größer PL Variationen zeigen , wenn die neue Biegetest mit dem herkömmlichen Gewindewalzen - Test (5B, Tabelle 2) verglichen wird. In diesen Proben überschätzt die neue Biegetest, die Ergebnisse, vor allem in M8 und S4, die zwei Böden mit besonderen Eigenschaften: Einerseits wurde M8 in der früheren Autoren Studie als eine ungewöhnliche Boden berichtet, weil trotz der Tatsache, dass es hoch hat LL und PI, es weist eine schlechte Beständigkeit gegenüber Biegung , die durch ihre Zusammensetzung verursacht werden könnte (es hat viel Calcit mit Smektit - Ton kombiniert) 25 und auf der anderen Seite, S4 ist ein Sepiolith , das eine sehr seltene Ton ist in die sehr hohe Werte von PL und PI sind normal 26. Böden M8, M9 und S4 haben gemeinsam hohe PL-Werte (größer als 30). Diese Tatsache legt nahe, dass die neue Biegeversuch das PL Ergebnis in Bezug auf die Standard-Gewinderolltest überschätzen könnte oder dieoriginal Biegeversuch in einigen sehr hohen PL Böden, obwohl es nicht in anderen hochKunstStoffBöden, wie beispielsweise M12, M13 und S1 passiert hat, in der Ergebnisse sehr ähnlich oder sogar etwas niedriger als die mit den anderen Tests erhalten.
Tabelle 2. PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest und Vergleich mit anderen Tests erreicht wird . In den ersten drei Spalten der Name des Bodens, seiner Lage und einer allgemeinen Beschreibung angegeben sind. Die Spalte "Experimental points" gibt die Anzahl der Punkte verwendet , um die PL zu bestimmen (für Böden M1 bis M24 mehr als 3 Punkte werden verwendet, weil diese Punkte die gleichen wie jene , erhalten in dem ursprünglichen Biegeversuch 25) sind. PL, LL und PI (PI = LL-PL)beziehen sich auf Kunststoff - Grenze, Liquid Limit 3 und Plasticity Index ergibt bzw., und die Indices ob, st, nb siehe "Original Biegeversuch 25", "Standard - Gewinderolltest 2,5" und "neuen Biegetest" jeweils (letztere eine, die Aufgabe dieser Studie). Die Standardabweichung und der Variationskoeffizient der PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest erhalten werden angegeben als "Std. Dev. PL nb" und "CV (%) PL nb" sind. Der Unterschied zwischen den PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest und die beiden anderen Methoden erreicht wird , auch, sowie die Klassifizierung Casagrande 10 (fett jene Symbole , in denen die Klassifizierung unterscheidet) enthalten. NA = Nicht anwendbar. Bitte hier klicken , um eine größere, einheitliche Version dieser Tabelle anzuzeigen.
Doch die Ähnlichkeit zwischen dem neuen Biegetest und die beiden anderen Methoden ist in Tabelle 3 bestätigt , wo nach , dass beide Böden hohe Plastizität Kontrolle (Böden M8, M9, M12, M13, S1 und S4) und Low- mittlere Plastizität Böden (der Rest der Böden) werden in der Regel verteilt nach Shapiro-Wilk-Test (p-Werte sind größer als 0,05 ist, die alpha-Ebene), ein T-Tests von Student gibt an, dass es keine signifikanten Unterschiede zwischen den neuen Biegeverfahren sind Ergebnisse und die erzielten sowohl durch die anderen ursprünglichen Biegetest und dem Gewinderolltest traditionellen (die erhaltenen p-Werte sind auch größer als die 0,05 alpha-Ebene). In Tabelle 2 sind die LL von der Casagrande Verfahren 3 erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls dargestellt, so dass sowohl die Plastizitätsindex (PI) und die Klassifizierung Casagrande 10 zu jedem PI - Wert entspricht ebenfalls präsentiert werden. Nur in drei Böden (M8, M15 und S4) die Einstufung ändert, wenn der neue Biegetest verwendet wird, aber die PLErgebnis in M15 ist ganz ähnlich den anderen beiden Methoden in Bezug auf. In den Fällen von M8 und S4, Klassifizierung wechselt von CH zu MH und CH / MH an MH jeweils dh., Mit dem neuen Biegetest M8 und S4 als hohe Plastizität Schluffe betrachtet werden (sie werden hohe Plastizität Tonen betrachtet , wenn die andere PL Ergebnisse werden berücksichtigt) aufgenommen, die im Einklang mit der Bibliographie 25,26 sein könnte, so scheint es , auch gültig sein.
Variable | p-Wert |
Shapiro-Wilk - Test für PL ob von hoher Plastizität Böden | 0,700 |
Shapiro-Wilk - Test für PL st von hoher Plastizität Böden | 0,753 |
Shapiro-Wilk - Test für PL Anzahl der hohe Plastizität Böden | 0,703 |
Shapiro-Wilk-Test für PL ob von niedriger bis mittlerer Plastizität Böden | 0,708 |
Shapiro-Wilk - Test für PL st von niedriger bis mittlerer Plastizität Böden | 0,563 |
Shapiro-Wilk - Test für PL Anzahl der niedriger bis mittlerer Plastizität Böden | 0,252 |
Student-T bilateralen Test für hohe Plastizität Böden: PL nb vs PL ob | 0,345 |
Student-T bilateralen Test für hohe Plastizität Böden: PL nb vs PL st | 0,237 |
Student-T bilateralen Test für Low-Medium Plastizität Böden: PL nb vs PL ob | 0,861 |
Student-T bilateralen Test für Low-Medium Plastizität Böden: PL nb vs PL st | 0,065 |
Tabelle 3. Statistische Studie zu prüfen , ob es signifikante Unterschiede zwischen den PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest erreicht und die beiden anderen Methoden für einen Alpha-Wert von 0,05. Die Indices ob, st, nb siehe "Original Biegeversuch 25" "Standard - Gewinderolltest 2,5" und "neuen Biegetest" bezeichnet. Da die Böden sehr heterogen sind, zwei verschiedene Populationen unterschieden: hohe Kunststoffböden (die die Proben M8, M9, M12, M13, S1 und S4), und mittlere und niedrige Plastizität Böden (der Rest der Böden). Die p-Werte eines Shapiro-Wilk-Test werden für jede Art von Ergebnissen gezeigt. Shapiro-Wilk statistischen Test ist notwendig zu wissen, dass die Ergebnisse normal verteilt sind, was eine notwendige Bedingung ist, auszuführen war ein Student-T-Test (in diesem Fall die Shapiro-Wilk-Test durchgeführt, um die Software SP mitSS Statistik). In fett erzielten die p-Werte Ergebnisse mit einem T-Tests von Student, in dem die PL Ergebnisse mit der neuen Biegetest erhalten werden mit denen der ursprünglichen Biegetest erhalten verglichen und Faden Test, um ins Rollen zu prüfen, ob signifikante Unterschiede bestehen.
Die Atterberg Ausrollgrenze 1 ist ein sehr wichtiger Parameter in Böden, vor allem weil es weit verbreitet für geotechnische Zwecke 10,11,12 verwendet wird. Die Standard - Gewinderolltest für PL Bestimmung wurde weithin kritisiert , weil es in hohem Maße abhängig von der Geschicklichkeit und Beurteilung des Betreibers ist, die den Test und damit neue Ansätze führt den PL zu erhalten beansprucht 6,7,9,13,15- 20, 23-25. Jedoch ist die Einfachheit, niedrige Kosten und schnelle Performance des Standard-PL-Test geben ihm einen Vorteil gegenüber den erfolglosen Alternativen bisher vorgeschlagen, trotz der Tatsache, dass die Subjektivität des Operators in den meisten alternativen Methoden reduziert, wie die von Herbst Kegel durchgeführt 15-20.
Das Verfahren in dieser Studie präsentiert (der Fadentest Biege oder einfach Biegeversuch) beruht auf der Messung Deformationen des Biegens, so dass die subjektiven Beurteilungen vom Operator 25 minimiert. Dies ist ein sehr schnelles Verfahren, da nur ein Versuchspunkt ist erforderlich, die PL durch eine Gleichung zu berechnen (obwohl zwei Datenpunkte, um zu empfehlen sind genauer zu sein), und es ist auch kostengünstig, da nur ein sehr einfaches Gerät erforderlich ist führen Sie den Test aus.
In Bezug auf das Protokoll, gibt es einige wichtige Schritte, die berücksichtigt werden sollen: In Schritt 1.3 kann die Trocknungszeit nicht vorbestimmt werden, da sie von der Art und Menge der Boden und sein Feuchtigkeitsgehalt abhängen, so sollte der Boden getrocknet werden, bis sie richtig aufgeschlüsselt werden können und gesiebt (die von einigen Stunden bis zu mehreren Tagen kann dauern), denn wenn der Boden nass ist es haften kann während der Disaggregation und die Aggregate auf dem Sieb nach den Schritten 1.4 und 1.5 beibehalten werden, um Mörtel kann . In jedem Fall kann die Bedienungsperson wahrnehmen Labor wenn der Boden durch Berühren mit den Fingern einfach trocken ist. In Bezug auf die Schritte 2.1 bis 2.3, für bindige Böden (mainly Tone) wird empfohlen, dass mindestens eine der Kugeln gewisse Steifheit zeigt, die, daß der Feuchtigkeitsgehalt auf der PL ist in der Nähe hinweisen. Im Falle von Böden mit geringer oder sehr geringer Kohäsion (hauptsächlich Schluffe und sandigen Böden), sollte der Boden Ball Konsistenz weich sein, aber ohne ein Übermaß an Wasser (diese weiche Konsistenz erforderlich ist, da in geringer Plastizität Böden sind die Boden Fäden in der Regel zu schwierig bei Wassergehalten zu formen, in dem der Boden Konsistenz steif wird). Es ist wichtig, dass die Menge an Wasser zu markieren, die in diesen Schritten hinzugefügt wird, hängt von der Art des Bodens abhängig, so muß die Bedienungsperson nach eigenem Ermessen entscheiden, wenn der Boden die geeignete Konsistenz hat der Test ordnungsgemäß durchzuführen, weil der Boden Gewinden zu trocken sind schwierig zu formen, wenn der Boden (es könnte zerbröckeln) oder zu feucht (es könnte klebrig sein), auch wenn der Schritt 3.5.1.1 folgt. Im Schritt kann 2.4 die Temperierungsperiode verlängert werden (zum Beispiel in hoher Plastizität Tone) oder kurzEnEd (in geringen Plastizität Böden), sondern um die Kriterien der 24-Stunden-Zeitraum ist eine gute Option, da die PL Testimplementierung und seine Ergebnisse zu vereinigen kann mit diesem Faktor beeinflusst werden (Böden zeigen in der Regel mehr Plastizität, wenn diese Zeit verlängert wird). In Bezug auf den Schritt 3.2 wird empfohlen, dass die Oberfläche der Masse abgeflachten Boden mit Plastikfolie abgedeckt, um bleibt den Wasserverlust durch Verdunstung zu minimieren, vor allem in sandigen Böden, die Wasser schnell verlieren kann, so dass, wenn die Bodenmasse nicht gedeckt rollte der erste Boden Fäden größer Feuchtigkeitsgehalte als die am Ende des Schritt 3 nur aus diesem Grund erhalten gehen kann, nachdem ein Boden Faden geformt und in den Behälter gestellt, sollte es sofort (für mit einem Uhrglas Beispiel abgedeckt werden ) während der Schritt 3 (siehe Schritt 3.6.4.1).
Eine der Beschränkungen des Tests ist, daß die Biegebewegung manuell ausgeführt wird; da gibt es keine Vorrichtung, es zu tun (das Gewinde Gießer und den Stahl-PUshers werden einfach als stützende Punkte verwendet wird). Die Biegebewegung sollte glatt und progressiv sein , wie in 3B gezeigt (der Boden Thread sollte nicht alles auf einmal gebogen werden, es sei denn , der Boden in der Nähe der PL, wo es kaum biegt, wie so oft in bindigen Böden), so dass diese Bewegung sollte mehr als einmal wiederholt werden. Daher ist der Schritt 3.6.3 kritisch für das Ergebnis des Tests, weil, wenn das Biegeverfahren nicht ausreichend ist, sollte der Boden Faden reißen könnte, bevor er oder sogar die Risse aus dem mittleren Drittel des Gewindes (diese letzteren erscheinen könnte Fall tritt häufig auf, wenn der Boden eine weiche Konsistenz hat, vor allem in sandigen Böden und Schlämmen). Diese Mängel sind auf der einen Seite gelöst, durch Biegen zwei oder mehr Threads (Schritt 3.8), um zu prüfen, ob alle Messungen recht ähnlich sind, und andererseits durch den Faden Biegen, wie in dem Schritt 3.6.3.1 angezeigt, wenn Knacken tritt in der Nähe der Gewindespitzen. Nach dem Biegen ist es wichtig, hervorzuheben the Gewindespitzen während der Spitzenentfernungsmessung (Schritt 3.6.4) bewegen können. Es gibt zwei Möglichkeiten, es zu verhindern: 1) entfernen Sie die Stahl Drücker während der Messung (jedoch sind die Stahl Drücker manchmal so platziert, dass die Messung behindern könnten) oder 2) drücken, um die Gewindespitzen leicht gegen die Glasplatte mit den Fingern und entfernen Sie die Stahl Drücker den Spitzenabstand richtig zu messen. In Bezug auf den Schritt 3.6.4.2 die Biegetechnik, die diesen Schritt gibt, ist schwieriger als die im Schritt 3.6.3 erläutert zu implementieren. Aus diesem Grund, wenn möglich, ist es bevorzugt, den Boden Ball mit einer Menge an Wasser, bei der D <0 mm vermieden wird (dies tritt normalerweise auf, wenn der Boden sehr nass und auch in niedrigen Kohäsions Böden) herzustellen.
Die Ergebnisse mit der neuen Biegetest erhalten in 30 Böden sind in sehr guter Übereinstimmung mit den von einem hoch Erfahrung des Bedieners erhalten sowohl durch die Standard - Gewindewalzverfahren 2,5 Und die vorherige Multi-Point - Version des Biegetests (die vorherige Version war langsamer als die neue und plante die PL 25 zu erhalten erforderlich). Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die neue Biegetest sehr gut nicht nur in bindigen Böden arbeitet, aber auch in niedrigen und sehr geringe Plastizität Böden, die die Bodenarten am schwierigsten Test durch Labor Operatoren sind. Nur in besonderen Fällen von sehr hoher Plastizität Böden mit PL-Werte größer als 30 (wie Böden M8, M9 und S4), die neue Biegetest konnte die PL Ergebnisse in Bezug auf die Standard-Gewinderolltest oder dem ursprünglichen Biegeversuch überschätzen. Wenn das PL Ergebnis größer als 30 ist und der Boden ist klar bindigen (es kann leicht von Hand gerollt werden), ein guter Weg, um herauszufinden, ob wir einen Boden dieser Art stehen, ist durch: (1) die Überprüfung der beiden PL Ergebnisse in dem Schritt 6.1 dargestellt ist, da in diesen besonderen Fällen die Differenz zwischen den beiden PL Ergebnisse mit der Gleichung sehr groß sein kann (sogar von mehr als4 Prozentpunkte) , die auch in großen Standardabweichungen und Variationskoeffizienten ergibt (wie die für die Boden M8 in Tabelle 2 angegeben) und einer viel steileren Biege Steigung indikativ sein kann als m = 0,108 (beispielsweise m für die Boden M8 in Tabelle siehe 1) und (2) überprüfen der B - Werte, weil trotz der Tatsache , dass diese Böden (wie M8 und S4) sind sehr kohäsiv (rollten sie leicht werden kann) die Biegeverformungen neigen dazu , klein zu sein (beispielsweise B <5 mm oder sogar B <2 mm, so für eine größere B Werte Boden klebrig und schwierig wird) zu handhaben , welche , dass diese Böden umfasst im PL B Werte aufweisen könnte viel niedriger als der Durchschnitt B = 2,135 mm (siehe B PLob von Böden M8 und M9 in Tabelle 1). In diesen besonderen Fällen ( bei denen es sehr ungewöhnlich), die Verwendung der Original - Mehrpunkt - Biegeversuch 25 könnte gerechtfertigt sein, wenn auch aus statistischer Sicht wäre es nicht , da die Studen obligatorisch seint-T - Test (Tabelle 3) zeigt , dass die Unterschiede zwischen den Verfahren nicht von Bedeutung sind und daher würde die neue Biegetest für eine Vielzahl von Böden, auch für diejenigen mit sehr hoher Plastizität und Besonderheiten gelten.
Trotz der besonderen Fällen über einige hoch Kunststoff Böden, die neue Biegetest vorgeschlagen in diesem Papier im Zusammenhang gezeigt (basierend auf einer früheren Studie von den Autoren 25) ist präzise, schnell, billig und einfach, was es geben einen Vorteil gegenüber der traditionelle Testgewindewalzen und auch über andere alternative Verfahren zur PL - Bestimmung (wie solche auf Basis von Kegel Penetrometern 15-20). Die Umsetzung der neuen Biegetest in geotechnische und Boden Laboratorien würde eine Verbesserung der PL Testleistung beinhalten, weil zusätzlich zu den oben genannten Merkmalen, jetzt die Kriterien, die der PL zu erhalten und zu berechnen wäre klar, die Fähigkeit oder Erfahrung des Bedieners würde not sein ein entscheidender Faktor für den Test richtig die Durchführung und die subjektive Interpretation von dem Bediener auch minimiert werden würde. Auf diese Weise , dass die möglichen Fehler mit dem Standard - Gewindewalzverfahren begangen werden (zB solche , in denen das Ergebnis PL größer ist als der LL, etwas , das theoretisch nicht möglich ist) und dass wirken sich negativ auf die Casagrande Klassifizierung 13, könnte Gemieden werden. Obwohl ein Ringversuch erforderlich wäre, ist zu erwarten, dass die Ergebnisse zwischen verschiedenen Betreibern sehr ähnlich sind mit der neuen Biegeprüfung, die etwas in vielen Fällen nicht geschieht, wenn der traditionelle Test Gewindewalzen durchgeführt wird, insbesondere bei niedriger Plastizität Böden, in denen die Geschicklichkeit und Erfahrung des Bedieners sind entscheidend in das Endergebnis. Aus diesen Gründen hat der Biegeprüfung Potenzial, um standardisiert werden, um eine echte Alternative zu werden unangebrachter Gewinderolltest in geotechnische und Boden Laboratorie ersetzens auf der ganzen Welt.
The authors have nothing to disclose.
This research has been partially funded by a grant (Beca de Investigaciòn Ambiental) from the Servicio de Medio Ambiente de la Diputaciòn Provincial de Toledo (gran number 133/10) and the research project PEII-2014-025-P of the Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Shovel | Any | NA | It is preferable a round point metal shovel so that it can penetrate easily in the soil. |
Trowel | Any | NA | It should be easy to handle both in field and laboratory, so approximately 500 g of soil should be the maximum of soil that could pick up. |
Polyethylene bags | Any | NA | The size of the bags depends on the collected soil volume. If we were interested in preserving the natural moisture, use sealing tape to close the bag. |
Soil splitter | PROETISA | S0012 | It is not mandatory, because the quartering can be performed with the shovel, but in case of using it: it must be big enough to split several kg of sample in the cases of soils with large amounts of gravel or pebbles. |
Oven | SELECTA | 2001254 | The oven must be able to maintain constant temperature and should have some sort of slot or outlet opening to facilitate the release of water vapor. |
Lab trays | Any | NA | Metal trays are preferred over plastic because the first ones tolerate the oven temperatures better than the second ones. |
Mortar and pestle | MECACISA | V112-02 | A ceramic mortar is valid. It is recommended to use a rubber covered pestle because if the pestle was of other different materials (like metal or a ceramic), it could break the sand particles. |
0.40 mm sieve (or 0.425 mm sieve) | FILTRA | 0,400 (or 0,425) | Make sure that the sieve mesh is in perfect conditions of use (it should not be neither broken or worn). |
Brush | Any | NA | It is useful for passing the soil during the sieving. |
Wash-bottle | Any | NA | It should have an approximate capacity of one litre and it should be easy to control the amount of water that it releases. |
Distilled water | Any | NA | Distilled water can be purchased or obtained by filtering from tap water (in this last case, a filtering system is necessary). |
Nonabsorbent smooth glass plate | Any | NA | The plate should have a minimum area of approximately 30 × 30 cm. |
Metal spatula | Any | NA | The metal blade of the spatula must be flexible. Dry it with a paper after water-cleaning to prevent rusting. |
Latex gloves | Any | NA | Latex, vinyl, nitrile or other impermeable materials are valid. They should be thin enough to sense the soil with the hands. |
Cling film | Any | NA | Normal cling film is valid. |
Airtight bags | Any | NA | Remove the air before closing them. |
Thread molder | Any | NA | It is a tool designed in this experiment (drawings with dimmensions are included in this paper). |
Steel pushers | Any | NA | It is a tool designed in this experiment (drawings with dimmensions are included in this paper). |
Damp cloth | Any | NA | A normal damph cloth is valid. |
Roll of paper | Any | NA | Normall rolls of paper used to dry hands are valid. |
Caliper | Any | NA | It must have an accuracy of at least 0.1 mm. |
Paper and pen | Any | NA | Paper and pen are used to write the results. |
Containers with covers | Any | NA | Small cylindrical glass containers are valid. If they do not have covers, watch glasses can be used as covers. Covers are useful to avoid the loss of water during the test and also to prevent the dry soil absorbs moisture from the air after oven drying. |
Precision or analytical balance | BOECO | BPS 52 PLUS | It must have an accuracy of at least 0.01 g. |
Protective gloves | Any | NA | Protective gloves are used to catch the metal trays from the oven. |
Tongs | Any | NA | Tongs are used to catch the hot containers from the oven. |
Desiccator | MECACISA | A036-01 | A normal glass desiccator with silica gel is valid to prevent the dry soil absorbs moisture from the air after oven drying. |
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