Constant volume simple shearproef - Bepaling van de geotechnische eigenschappen van veen

Constant volume simple shearproef

De effectieve cohesie (c') en de effectieve hoek van inwendige wrijving (φ') kunnen worden bepaald aan de hand van de resultaten van 2 of meer simple shearproeven op deelmonsters uit 1 monster.

De simple shearproef op veen wordt in een aantal stappen uitgevoerd:

1. Neem een cilindrisch monster met een hoogte van tenminste 15 cm
2. Verdeel dit monster in tenminste 3 deelmonsters met een hoogte van ca 5 cm
3. Consolideer ieder deelmonster voor, bijvoorbeeld in een samendrukkingsapparaat, bij verschillende effectieve normaalspanningen (σc')Bij het voorconsolideren van het deelmonster kan een samendrukking van meer dan 50% voorkomen; de verticale slag van een simple shearapparaat is hiertoe vaak niet toereikend. Daarnaast is de resterende hoogte van het deelmonster vaak onvoldoende voor een simple shearproef. Door nu een deelmonster met een hoogte van 2 a 3 maal de vereiste monsterhoogte voor het simple shearapparaat voor te consolideren in een samendrukkingsapparaat blijft voldoende monster over om de simple shearproef op uit te voeren
4. Trim ieder deelmonster op de vereiste hoogte voor het simple shearapparaat
5. Herconsolideer het deelmonster in het simple shearapparaat bij dezelfde effectieve normaalspanning als waaronder het monster is voorgeconsolideerd (σc'). Indien het simple shearapparaat dit toelaat kunnen stap 3) en 4) worden overgeslagen en kan het deelmonster direct in het simple shearapparaat worden geconsolideerd. Let erop dat na de consolidatie voldoende hoogte overblijft voor het uitvoeren van de proef (ca 20 mm)
6. Voer de proef uit als constant volumeproef conform de handleiding bij het simple shearapparaat (bijvoorbeeld [Geonor 1968]) met een afschuifsnelheid van 0,8 mm/uur
7. Bepaal de maximale schuifspanning tijdens de proef (Tf) en de bijbehorende effectieve normaalspanning (σ'f)
8. Bepaal bij een schuifvervorming (y) van 10% de schuifspanning (𝜏10%) en de effectieve normaalspanning (σ'10%)

De effectieve cohesie (c') en de effectieve hoek van inwendige wrijving (φ') worden nu bepaald door de gevonden punten (σ'f-𝜏f of σ'10%-𝜏10%) uit te zetten in een spanningsgrafiek. Ingeval van resultaten van 2 simple shearproeven op deelmonsters wordt een lijn getrokken door deze punten (figuur 4.1). De effectieve cohesie (c'f of c'10%) is nu de intersectie van deze lijn met de schuifspanningsas; de effectieve hoek van inwendige wrijving (φ'f of φ'10%) is gelijk aan de hoek tussen deze lijn en de normaalspanningsas.

Figuur 4.1 c' en φ' uit 2 waarnemingen

Ingeval van resultaten van 3 of meer simple shearproeven op deelmonsters wordt een lijn bepaald door middel van het toepassen van lineaire regressie op deze punten (figuur 4.2). De effectieve cohesie (c'f of c'10%) en de effectieve hoek van inwendige wrijving (φ'f of φ'10%) worden nu op identieke wijze bepaald als bij 2 resultaten van simple shearproeven.

Figuur 4.2 c' en φ' uit 3 waarnemingen

Uit de proef kan ook de ongedraineerde schuifsterkte (fundr of cu of su) als functie van de consolidatiespanning (σ'c) worden bepaald, respectievelijk bij bezwijken (𝜏f) of bij een schuifvervorming van 10% (𝜏10%).