«

»

Imbunatatirea caracteristicilor fizice si mecanice ale loessului compactat prin adaos de materiale minerale

Share

caracteristicile loessurilor fig 4In Romania, zonele care au caracteristici geotehnice bune ale terenului de fundare sunt din ce in ce mai reduse. Astfel, a aparut necesitatea fundarii pe terenuri din categoria celor considerate ca fiind dificile, dupa ce au fost aplicate, in prealabil, o serie de metode de imbunatatire. Una dintre ele, des utilizata in ve­derea imbunatatirii pamanturilor sensibile la umezire, este cea a realizarii de perne sau coloane din material local compactat. In vederea imbunatatirii caracteristicilor de comportament mecanic ale materialului pus in opera, a fost realizat un amestec optim de material local cu nisip si eventual, bentonita pentru limitarea permeabilitatii.

 

Pamanturile sensibile la umezire (PSU) sunt pamanturi coezive macroporice nesaturate, care, la contactul cu apa, sufera modificari bruste si ireversibile ale structurii interne, reflectate prin tasari suplimentare cu caracter de prabusire (colaps) si scaderi ale valorilor parametrilor geotehnici de comportament mecanic [1]. Din aceasta categorie fac parte loessurile, pamanturile loessoide si alte pamanturi preponderent prafoase, cu porozitate marcant neuniforma.

Pamanturile sensibile la umezire ocupa aproximativ 10% din intreaga suprafata a uscatului, respectiv 13 milioane km2, fiind mai raspandite in Asia (16% din total) si America de Nord (10%). in Romania, pamanturile loessoide (sensibile la umezire) ocupa aproximativ 19% din teritoriul tarii (cca. 40.000 km2 – fig. 1 dupa Popescu D., 1965) [1].

Printre metodele utilizate, in vede­rea imbunatatirii pamanturilor sensibile la umezire, se numara si realizarea de perne sau coloane din material local compactat. Acestea au ca scop reducerea sau eliminarea sensibilitatii la umezire a pamantului care alcatuieste terenul de fundare pe diferite adancimi.

In numeroase articole si carti de specialitate, apare ideea realizarii unui amestec intre pamantul local si diferite materiale minerale [2] [3], in vederea imbunatatirii acestuia.

Pornind de la aceasta idee, in laboratorul de Geotehnica si Fundatii al Universitatii Tehnice de Constructii Bucuresti, a fost propus si realizat un program experimental care sa permita obtinerea, in cazul unui PSU, a unui amestec optim de materiale, fara sensibilitate la ume­zire, in scopul introducerii in solutii de tipul pernelor sau coloanelor.

 

CARACTERISTICILE GEOTEHNICE ALE MATERIALULUI STUDIAT

Materialul de baza utilizat in cadrul programului experimental provine din zona Casimcea, judetul Tulcea. Toate incercarile de laborator au fost realizate pe probe medii de loess obtinute prin amestecul de materiale din diferite foraje si de la diferite adancimi care, prezentand alcatuiri si proprietati geotehnice asemanatoare (tabelul 1), indepli­neau conditiile pentru a fi conside­rate pamanturi sensibile la ume­zire (im300 > 2%).

 

REZULTATELE PROGRAMULUI EXPERIMENTAL

Programul experimental [4] a urmarit realizarea unui amestec de loess cu nisip si bentonita, in vederea imbunatatirii valorilor parametrilor geotehnici de comportament mecanic, a eliminarii sensibilitatii la umezire cu limitarea permeabilitatii.

In acest scop, s-au propus urmatoarele amestecuri de loess cu nisip 1-2 mm (Un=1,5) si in final, cu un adaos de bentonita sub forma de pulbere:

• 80% loess amestecat cu 20% nisip (1-2 mm);

• 60% loess amestecat cu 40% nisip (1-2 mm);

• 50% loess amestecat cu 40% nisip (1-2 mm) si 10 % bentonita (sub forma de pulbere). Atat pe proba medie de loess cat si pe toate amestecurile s-au realizat incercari Proctor normal.

Pentru fiecare din amestecurile studiate au fost realizate cate doua incercari Proctor pentru validarea rezultatelor obtinute (tabelul 2).

Pe baza datelor din tabelul 2 si figura 2 se remarca faptul ca densitatea maxima in stare uscata a probei compactate creste odata cu procentul de nisip adaugat, in timp ce umiditatea optima de compactare scade. Proba la care a fost adaugata si bentonita pastreaza aceeasi ten­dinta de crestere a starii de indesare si reducere a umiditatii, pentru optimul de compactare raportat la proba medie de loess.

Pentru toate amestecurile reali­zate, pe probele compactate la umiditatea apropiata de cea optima de compactare s-au realizat urmatoarele determinari:

• compresibilitate in edometru pe probe, la o umiditate apropiata de cea optima (pe ramura ascendenta a curbei Proctor);

• compresibilitate in edometru pe probe, la umiditati apropiate de cea optima de compactare, dar pe ramu­ra descendenta a curbei Proctor;

• determinarea coeficientului de permeabilitate in permeametrul cu gradient variabil.

In urma testelor derulate, s-au observat diferente ale densitatii in stare uscata pe esantioanele utilizate, desi acestea proveneau din aceeasi proba compactata, fiind insa prelevate de la cote diferite (fig. 3).

O posibila explicatie ar putea fi aceea ca densitatea, in stare uscata, obtinuta din incercarea Proctor este una medie, ea variind pe inaltimea cilindrului compactat din cauza modu­lui de executare a acestei incercari.

In figura 4 este prezentat mo­delul teoretic al variatiei densitatii in stare uscata pe inaltimea probei, iar in figura 5 sunt prezentate valorile masurate in 5 sectiuni ale probei compactate, valori diferentiate cu cca. 5% pentru w si 8% pentru d.

Se poate observa ca valorile masurate confirma modelul teoretic si ca valorile medii obtinute din incercarea Proctor corespund, in general, bazei probei compactate.

Prin suprapunerea curbelor de compresiune-tasare, din incercarile edometrice realizate pe probe naturale (necompactate) si a celor rea­lizate pe probele compactate la umiditatea optima a diferitelor ames­tecuri (fig. 6), se poate observa imbunatatirea caracteristicilor de deformabilitate (reducerea compresibilitatii).

In cazul tuturor amestecurilor realizate, pe baza curbelor de compresiune-tasare duble (pe probe la umiditatea de compactare si pe probe inundate initial) s-a putut trage concluzia ca sensibilitatea la ume­zire a fost eliminata in urma compactarii.

Rezultatele obtinute din incercarile edometrice, pe toate probele analizate, au fost sintetizate in functie de valorile modulilor edometrici (tabelul 3).

Astfel, se observa ca aceleasi valori ale modulilor edometrici (ex: M200-300 = 10.000 – 11.000 kPa si M200-300 = 23.000 – 25.000 kPa) pot fi obtinute pentru valori mai mici ale umiditatii, dar la o stare de indesare mai buna pe probele cu adaos de 20% nisip comparativ cu probele medii de loess.

Pentru plaja de valori M200-300 = 12.000 – 15.000 kPa se observa ca adaosul suplimentar de nisip (de la 20% la 40%) nu mai modifica nici umiditatea si nici starea de indesare.

In cazul amestecului cu bentonita, se poate observa ca valori aproximativ egale ale modulilor edometrici pot fi obtinute la o stare de indesare mai buna decat in cazul probei medii de loess dar mai redusa decat in cazul amestecurilor cu nisip in diferite proportii, aspect confirmat si de valorile obtinute din incercarile Proctor (fig. 2).

Programul experimental a urmarit si evaluarea coeficientului de permeabilitate pentru amestecurile realizate prin incercarile de permeabilitate, in permeametrul cu gradient variabil, efectuate pe probele compactate la umiditatea optima de compactare.

Pentru proba medie de loess au fost obtinute valori ale coeficientului de permeabilitate de ordinul 10-5 cm/s, acestea crescand pana la valori de ordinul 10-4 cm/s in cazul amestecului cu 40% nisip, in timp ce pentru amestecul cu adaos de bentonita valorile masurate sunt mai mici de 10-9 cm/s.

 

CONCLUZII

In etapa actuala a cercetarii, au rezultat prin incercari specifice de laborator o serie de observatii care arata posibilitatea desensibilizarii pamanturilor sensibile la umezire, prin amestecuri cu diferite materiale minerale.

Pentru obtinerea unui amestec optim trebuie avute in vedere, de asemenea, cerintele privind comportarea materialului tratat ca teren de fundare, limitand tasarile si permeabilitatea in functie de tipul si ce­rintele structurii.

 

BIBLIOGRAFIE

1. NP 125 Normativ privind fundarea constructiilor pe pamanturi sen­sibile la umezire colapsibile (2010);

2. Olinic E., Contributii la reali­zarea sistemelor de etansare ale depozitelor de deseuri, Teza de doctorat, Bucuresti (2010);

3. Feng T., Swelling characteristics of immersed sand-bentonite mixtures, J. Cent. South Univ. Technol, 15(s2): 203-208 (2008);

4. Burlacu C., Testarea si stabilirea unor compozitii de materiale in vederea folosirii lor ca material de umplutura pentru perne sau coloane. Raportul 3 de cercetare in cadrul studiilor doctorale, Bucuresti (2012).

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 96 – septembrie 2013, pag. 30

Autori:
asist. univ. dr. ing. Aurelian Catalin Burlacu,
s. l. ing. Ernest Olinic,
prof. univ. dr. ing. Sanda Manea – Universitatea Tehnica de Constructii Bucuresti, Departamentul de Geotehnica si Fundatii

 



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2013/09/10/imbunatatirea-caracteristicilor-fizice-si-mecanice-ale-loessului-compactat-prin-adaos-de-materiale-minerale/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.