Ödometrikokeen automatisointiohjelmisto

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli kehittää Tampereen teknillisen korkeakoulun pohjarakennuslaboratoriossa rakennettua automatisoitua ödometrikoelaitteistoa varten kolmen ödometrikoetyypin ohjaus- ja tulostenkäsittelyohjelmat. Automatisoitaviksi koemenetelmiksi oli valittu portaittainen koe ja kaksi portaattomaan kuormituslisäykseen perustuvaa koemenetelmää: vakiomuodonmuutoskoe (CRS-koe) sekä huokosvedenpaineohjattu koe (CC-koe). Työssä on selvitetty kirjallisuuteen perustuen erilaisia ödometrikokeiden suoritus- ja tulkintatapoja, esitelty automatisoidun ödometrilaitteiston rakenne ja kehitettyjen ohjausohjelmien toiminta sekä laitteiston toiminnan testaamiseksi suoritetun 54 ödometrikoetta käsittäneen testikoesarjan tulokset. Kunkin koetyypin ohjausohjelmalla todetaan voitavan suorittaa kolme alkamis- ja päättymisajankohtien sekä kokeiden ohjausehtojen suhteen toisistaan riippumatonta samanaikaista ödometrikoetta. Yksittäisen kokeen edistymistä voidaan portaattomien koemenetelmien yhteydessä seurata kuormituskokoonpuristuma ja kuormitus-huokospainekuvaajien avulla, portaittaisessa kokeessa numeeristen kuormitus- ja huokospainetietojen perusteella. Aiemmin suoritettujen ödometrikokeiden tuloksista voidaan ohjelmilla määrittää konsolidaatiojännitykset sekä kokoonpuristuvuusparametrit m ja á. CRS- ja CC-kokeiden tuloksista voidaan lisäksi piirtää suhteellisen kokoonpuristuman, kokoonpuristuvuusmoduulin, konsolidaatiokertoimen, huokosvedenpaineen ja muodonmuutosnopeuden kuvaajat näytteessä vallinneen tehokkaan pystyjännityksen funktiona. Testikoesarjan perusteella havaitaan automatisoitujen koemenetelmien antavan homogeenisella materiaalilla lähes samanlaisia arvioita tutkittavan maakerroksen kokoonpuristumalle kuin tavanomaisen portaittaisen ödometrikokeen perusteellakin saadaan. Konsolidaatiojännitykselle antavat automatisoidut koemenetelmät sen sijaan tavanomaista koetta suurempia arvoja, ja ero on sitä suurempi, mitä nopeammin koe suoritetaan. Konsolidaatiokertoimelle saadaan portaattomilla koemenetelmillä jonkin verran suurempia ja automatisoidulla portaittaisella kokeella samansuuruisia arvoja kuin tavanomaisella kokeella. Automatisoiduilla koemenetelmillä lyhenevät ödometrikokeiden kestoajat tavanomaisen kokeen yhdestä viikosta jopa noin kymmeneen tuntiin ja vielä tätäkin lyhyemmiksi. Hitaasti konsolidoituvilla materiaaleilla huokosvedenpaineohjattu koe todetaan sopivimmaksi koemenetelmäksi, ja se voidaan suorittaa näillä jopa huokosvedenpaine-kuormitussuhteella 45 %. Hyvin vettäläpäisevillä maalajeilla CRS-koe on sen sijaan suositeltavin koemenetelmä. /Kir09