Útépítésnél alkalmazott tömörítési eljárások XXII.

Szakcikkek - 2011-06-21 18:17:35 nyomtatás cikk nyomtatása



Tömörségvizsgálati eljárások V.

Folyamatos tömörségmérés II.


A talaj vibrációs modulusának meghatározása

A talaj merevsége (a terhelés és az összenyomódás hányadosa) nem független paraméter, cél a vibrációs modulus meghatározása. A hengereken alkalmazott mérési módszer szerint a k merevségből határozzák meg az Evib merevségi modulust, Hertz elasztikus-kontakt elmélete alapján. Hertz 1895-ben fedezte fel a jelenséget, majd Lundberg fejlesztette tovább 1939-ben.



E: Young modulus [MN/m2]
L: Dob szélessége [m]
R: Dob sugara [m]
ν: Poisson tényező [-] (0.35)

A vibrációs modulus meghatározása kísérleti úton is megtörténhet, melynek során célszerű a nyomólapos (DIN 18134) és a henger-kísérlet eredményeit összehasonlítani.
Mielőtt az eredményeket összevetjük, visszatérve a nyomólapos szabványkísérletre, a kapott adatok a következő formában jelennek meg:



A merevség (kB) meghatározása

A dinamikus talajtömörítő gép nemlineáris lengéseket (oszcillációkat) végez, melyek jellemző értékei analitikusan leírhatók. Az ábrák egy elméleti, összevont paramétermodellt mutatnak a vibrációs henger és a talaj közti kölcsönhatásra.
A kölcsönhatásokat leíró FB erő meghatározása:



Ahol:
md - a dob tömege (kg)
xd - a dob függőleges mozgása
x..d - a dob gyorsulása (m/s2)
mf - a keret tömege (kg)
mu - kiegyensúlyozatlan tömeg (kg)
ru - mu támadáspontjának sugara (m)
mu*ru - forgótengely tömegnyomatéka (kg∙m)
Ω=2 π ∙f
t - eltelt idő (sec)
g - nehézségi gyorsulás (m/sec2)
f - forgótengely frekvenciája (Hz)





A lefelé ható erő pozitív előjelű. Az inercia erő mindig negatív kell, hogy legyen. Ha az altalajt, mint rugóból és csillapítóból álló rendszert vizsgáljuk, az FB erő leírható:



Ahol:
kB ~a talaj merevsége (kN/m)
dB ~csillapítási tényező (kN∙s/m)
x.d ~dob sebessége (m/s)

A dob gyorsulása, valamint a gerjesztése és a lengés közti fázisszög mérhető. Így lehetséges az FB erő meghatározása. Az egyenlet jobb oldalán minden ismert. Behelyettesítve a két egyenletből a talajmerevség meghatározható, mivel minden más mennyiség ismert, kivéve a csillapítási tényezőt. Ez a paraméter általában felvett érték, 20%.
Alternatívaként az erő konszolidációs görbéje (ábra) meghatározható és a görbe terhelési szakaszon vett iránytangense számítható, mint a tömör anyag dinamikus terhelése.



Laboratóriumi mérésnél a DIN 18134 szabvány szerint kell eljárni. Ebben a kísérletben azt a deformációt vizsgálják, amit egy kör alakú nyomólap függőleges terhelés hatására okoz a talajban. Evib értékének meghatározása Ev1 (1. felterhelés) és Ev2 (2. felterhelés) alapján történik. A mérés három szakasza (felterhelés – leterhelés - felterhelés) egy hiszterézis hurkot határoz meg. A későbbiekben ez a hiszterézis többször szóba kerül majd, mint az egyes tömömrítőhengerek gépjellemzője.



(MN/m)

A nyomólap átmérője: 300mm
A mérési tartomány: 400-600mm



A folyamatos tömörségmérés előnyei:

- Drága és időigényes tesztek számának csökkentése
- A megismételt tömörítési járatok arra a területre koncentrálhatók, ahol arra ténylegesen szükség van, nagy hatékonyságot érve el ezáltal.
- A tömörítési eredmények magas szintű dokumentálása
- A sebesség és a rezgésjellemzők automatikus állíthatósága miatt nagyobb hatásfok és maximális tömörség érhető el.
- Járatszámok csökkenése (üzemanyag megtakarítás, hosszabb alkatrész-élettartam)
- Változatos munkakörülmények között alkalmazható (vékony/vastag rétegeknél, különböző víztartalom mellett, különböző mechanikai tulajdonságokkal rendelkező talajoknál)
- A talaj egyenletes tömörítése
- Nincs szétosztályozódás, túltömörítés
- Jobb felületminőség
- A tömörítési paraméterek számszerűsítése, szabvánnyal való összehasonlítása laboratóriumi mérés nélkül
- Gépkezelő bizonytalanságának kiküszöbölése
- Egyszerű működtetés
- A gép élettartamának megnövekedése azáltal, hogy a „double jump” jelenséget kiküszöböli

Hátrányai:

- Érzékeny elektronikus egységekből áll, melyeknek mostoha körülmények között kell működniük
- A gépkezelőknek továbbképzést kell biztosítani
- Befektetés szempontjából jóval nagyobb költségeket jelent
- Csak a hagyományos laboratóriumi módszerekkel együtt alkalmazható

Lambert Zoltán diplomaterve alapján
Konzulens: Dr. Balpataki Antal


A Szakcikkek rovat további cikkei:

Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával IV.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok XI.
Útrehabilitáció hidegmaró alkalmazásával III.
Földmunkagépek minőségi vizsgálata I.
Építőgépeken alkalmazott újszerű vezérlési módok X.



A gépnet.hu legfrissebb hírei:

Az SSAB öt új termékcsaládot vezet be az egyedi ügyféligények kielégítésére
Strenx acél: magasság határok nélkül
Melior Laser: beszállítói pozíció új iparágakban
Laser Plus: acél, ami tökéletes simaságot garantál
Ruukki Laser Plus – tökéletes sima felület a lézervágás után



Legolvasottabb a gépneten:

BOSCH DLE 50 digitális lézeres távolságmérő TESZT!
Új anyagtípus: bórral ötvözött acél
Prémium termékek és szolgáltatások prémium vevőknek
„Az év gépe 2010” választás nyertesei
Geotermikus hőerőmű Iklódbördöcén