Sự khác biệt giữa thử nghiệm cắt trực tiếp và thử nghiệm ba trục là gì?

Khi nói đến việc đánh giá sức mạnh của đất, hai phương pháp phòng thí nghiệm được sử dụng rộng rãi xuất hiện trong tâm trí: thử nghiệm cắt trực tiếp và thử nghiệm ba trục . Cả hai đều là những công cụ thiết yếu trong kỹ thuật địa kỹ thuật, nhưng chúng khác nhau đáng kể về cách chúng được tiến hành, những gì chúng đo lường và kết quả của chúng đáng tin cậy như thế nào trong các điều kiện khác nhau. Hiểu những khác biệt này là chìa khóa để chọn phương pháp phù hợp cho các mục tiêu và ràng buộc của dự án của bạn.

Thiết lập và thiết bị kiểm tra

Sự khác biệt rõ ràng nhất nằm ở cách mỗi thử nghiệm được thiết lập và thiết bị được sử dụng.

Kiểm tra cắt trực tiếp:

• Sử dụng một hộp cắt ¹ chia theo chiều ngang thành hai nửa.
• Tải trọng bình thường được áp dụng theo chiều dọc và một nửa hộp được di chuyển theo chiều ngang cho đến khi thất bại.
• Thiết bị đơn giản hơn, dễ vận hành.

Bài kiểm tra ba trục:

• Sử dụng mẫu đất hình trụ ² được đặt trong màng cao su, được đặt trong buồng ba trục ³ .
• Giới hạn với áp suất chất lỏng và được tải theo trục thông qua một pít -tông.
• Thiết bị phức tạp hơn, nhưng cung cấp kiểm soát và dữ liệu chi tiết hơn.

Kiểm soát các điều kiện thoát nước

Một sự khác biệt quan trọng khác là khả năng mô phỏng các điều kiện thoát nước ⁴ Yếu tố quan trọng trong hành vi sức mạnh của đất.

Kiểm tra cắt trực tiếp:

• Kiểm soát hạn chế thoát nước.
• Có thể được chạy dưới dạng thoát nước hoặc không thoát nước, nhưng áp lực lỗ rỗng không được đo ⁵ .
• Ít thích hợp cho các loại đất bão hòa hoặc gắn kết trong đó áp lực lỗ rỗng đóng vai trò chính.

Bài kiểm tra ba trục:

• Kiểm soát tuyệt vời của thoát nước và áp lực lỗ rỗng.
• Có thể mô phỏng các điều kiện thoát nước, không thoát nước hoặc không thoát nước (Cu).
• Áp lực lỗ rỗng có thể được đo trực tiếp ⁶ , cho phép phân tích căng thẳng hiệu quả.

Điều này làm cho bài kiểm tra ba trục linh hoạt hơn và chính xác hơn cho hành vi đất sét và phân tích ổn định lâu dài .

Phân phối căng thẳng và mặt phẳng thất bại

Làm thế nào căng thẳng được áp dụng và làm thế nào đất thất bại về cơ bản khác nhau giữa hai thử nghiệm.

Kiểm tra cắt trực tiếp:

• Áp dụng ứng suất không đồng nhất ⁷ do hiệu ứng biên.
• Mặt phẳng thất bại được xác định trước , xảy ra dọc theo giao diện giữa các nửa hộp.
• Có thể không phản ánh các bề mặt thất bại tự nhiên trong lĩnh vực này.

Bài kiểm tra ba trục:

• Cung cấp phân phối ứng suất đồng đều ⁸ theo mọi hướng (trừ trục).
• Mặt phẳng thất bại phát triển tự nhiên trong mẫu vật.
• Đại diện nhiều hơn của các đường dẫn căng thẳng thực tế và thất bại trong lĩnh vực.

Thử nghiệm ba trục cung cấp mô phỏng tốt hơn hành vi đất ngoài đời thực khi tải .

Độ chính xác và ứng dụng dữ liệu

Cuối cùng, giá trị của một bài kiểm tra đi vào chất lượng kết quả của nó và mức độ chúng áp dụng cho các vấn đề trong thế giới thực.

Kiểm tra cắt trực tiếp:

• Cung cấp các ước tính nhanh về các thông số cường độ cắt (sự gắn kết và góc ma sát).
• Lý tưởng cho đất hạt và điều tra sơ bộ .
• Độ chính xác thấp hơn để phân tích căng thẳng hiệu quả.

Bài kiểm tra ba trục:

• dữ liệu toàn diện, đáng tin cậy hơn .
• Thích hợp cho thiết kế tiên tiến, độ ổn định độ dốc, kè và nền tảng .
• Có thể được sử dụng cho cả phân tích căng thẳng toàn bộ và hiệu quả.

Chọn phương pháp dựa trên loại đất, độ phức tạp của dự án và độ chính xác mong muốn .

Phần kết luận

Mặc dù cả các xét nghiệm cắt trực tiếp và ba trục đều đánh giá cường độ đất, chúng khác nhau rất nhiều về độ chính xác, kiểm soát và khả năng ứng dụng . Sử dụng thử nghiệm cắt trực tiếp để đánh giá nhanh, chi phí thấp về đất không gắn kết và chuyển sang thử nghiệm ba trục cho các thiết kế quan trọng trong đó lịch sử căng thẳng, thoát nước và vấn đề căng thẳng hiệu quả. Sự lựa chọn đúng đắn dẫn đến các thiết kế an toàn hơn và các quyết định kỹ thuật có căn cứ tốt hơn.