Sterkte- en deformatieproeven

CRS Proef 

Bij een CRS proef wordt er een grondmonster ingebouwd in een stalen ring welke zich in een cel bevindt waarin water om het monster heen onder druk gezet kan worden. Hiermee kan er voor gezorgd worden dan het monster tijdens de proef volledig is verzadigd. Deze conditie kan niet gegarandeerd worden bij een samendrukkingsproef. Nadat het monster volledig is verzadigd wordt ook bij een CRS proef een series van trappen toepast door de verticale belasting op het monster te verhogen of te verlagen of een fase waarin er geen belasting wordt toegepast maar de hoogte constant wordt gehouden (relaxatiefase). Tijdens de trappen wordt de belasting toepast terwijl er een constante zetting van het monster wordt gehanteerd. 

De resultaten van de proef resulteren o.a. in de a,b,c-isotachen en Nen-Bjerrum parameters. 

Triaxiaalproef 

Voor het bepalen van de (ongedraineerde) schuifsterkte van de ondergrond zijn triaxiaalproeven een zeer nauwkeurige en geavanceerde methode. Naast het bepalen van de (ongedraineerde) schuifsterkte kan o.a. ook de interne wrijvingshoek en de cohesie worden berekend. Deze parameters worden in vele ondergrondmodellen gebruikt voor het bepalen van bijvoorbeeld faalmechanisme van dijken. 

Bij de uitvoering van de triaxiaalproeven zijn er diverse keuze mogelijkheden voor de uitvoering van de proef. Zo kunnen de proeven isotroop en anisotroop worden uitgevoerd. Bij een isotrope belasting wordt het monster alzijdig en uniform geconsolideerd. Er wordt dus geen rekening gehouden met een eventuele verhoogde bovenbelasting tijdens een consolidatiefase. Dit gebeurd bij een anisotrope proef juist wel. Daarnaast kan er gekozen worden om de proef overgeconsolideerd of normaal geconsolideerd uit te voeren. Bij een overgeconsolideerde proef is het uitgangspunt voor de bovenbelasting de terreinspanning tijdens de anisotrope consolidatie. Bij een normaal geconsolideerde triaxiaalproef wordt de grensspanning aangehouden als bovenbelasting tijdens de anisotrope consolidatie. 

In het geotechnisch laboratorium van SOCOTEC hebben wij 18 opstellingen voor het uitvoeren van diverse soorten triaxiaalproeven waarbij monsters met een diameter van 67 of 50 mm ingezet kunnen worden. Het betreft de volgende type triaxiaalproeven: 

• Ongeconsolideerd en ongedraineerde (UU) triaxiaalproef 

• Geconsolideerd en gedraineerde (CD) triaxiaalproef 

• Geconsolideerd en Ongedraineerde (CU) triaxiaalproef

• De UU triaxiaalproeven worden in Nederland veelal uitgevoerd op niet of slecht permeabele cohesieve gronden (klei en silt) waarbij de proef aanvankelijk isotroop wordt belast. Daarna wordt de bovenbelasting incrementeel verhoogd onder ongedraineerde omstandigheden totdat het monster bezwijkt   

Bij CD triaxiaalproeven worden vaak monsters ingezet met lage/geen cohesie en met goede permeabiliteit. Het monster wordt veelal alleen isotroop geconsolideerd waarna de bovenbelasting wordt opgevoerd totdat het monster bezwijkt of indien gewenst wordt de proef doorgezet tot een bepaald rekpercentage is behaald. Tijdens het verloop van de proef geldt dat de grond zich onder gedraineerde omstandigheden bevindt. 

Voor het uitvoeren van CU triaxiaalproeven worden meestal niet of slecht permeabele cohesieve gronden (klei en silt) gebruikt en in veel mindere mate ook organische gronden. Het monster wordt altijd eerste isotroop geconsolideerd en optioneel dus ook anisotroop geconsolideerd. Hierna wordt de bovenbelasting opgevoerd totdat het monster bezwijkt of indien gewenst wordt de proef doorgezet tot een bepaald rekpercentage is behaald. 

Direct Simple Shear (DSS) Proef 

De (ongedraineerde) schuifsterkte kan afgeleid worden onder compressieve omstandigheden zoals bij een triaxiaalproef maar kan ook worden bepaald onder omstandigheden waarin schuifrek wordt toegepast. In het geotechnisch laboratorium van SOCOTEC hebben wij 2 opstellingen waarmee schuifrek toegepast kan worden door middel van de Direct Simple Shear (DSS) methode. Beide apparaten bevinden zich in een geconditioneerde laboratoriumruimte. 

Bij deze proef wordt een cohesief monster ingebouwd in het apparaat waarbij er een stapel ringen om het monster geplaatst wordt. Door het gebruik van deze ringenstapel kan de deformatie in het monster zich natuurlijk gedragen zonder dat er een vooraf opgelegd schuifvlak aanwezig is zoals bij een Direct Shear (DS) proef het geval is. 

Tijdens de uitvoering van de proef wordt het monster initieel geconsolideerd onder overgeconsolideerde of normaal geconsolideerde omstandigheden, waarna het monster wordt afgeschoven tot het gewenste rekpercentage is bereikt. Tijdens het afschuiven wordt het onderstel van het apparaat met constante snelheid horizontaal verplaatst waarbij de hoogte van het monster gelijk gehouden wordt zodat er sprake is van een constant volume tijdens het afschuiven. 

Laboratorium Vane Proef 

In het geotechnisch laboratorium van SOCOTEC kunnen we gebruik maken van de zogenaamd lab vane apparaat om de indicatieve ongedraineerde schuifsterkte te bepalen. De proef toont gelijkenis met de Torvane proef, met het verschil dat de vinnen van de lab vane volledig/diep in het monster worden gedrukt. Om te bepalen welke draaiveer en vaneblad gebruikt moet worden, dient vooraf aan de uitvoering een Torvane proef gedaan te worden. Tijdens de uitvoering wordt het vaneblad met behulp van het apparaat in het monster gebracht. Vervolgens wordt met een constante snelheid het vaneblad gedraaid totdat de weerstand verdwijnt. De weerstand kan vervolgens afgelezen worden en gebruikt worden om de indicatieve ongedraineerde schuifsterkte te berekenen. 

De resultaten van de lab vane proef zijn uiteraard een stuk nauwkeuriger dan een Torvane proef en zijn ook heel geschikt voor organische gronden. De lab vane testen zijn een mooie aanvulling bij een onderzoeksproject waarbij ook field vane testen worden gedaan. 

Valconusproef 

In het geotechnisch laboratorium van SOCOTEC kunnen we gebruik maken van het valconusproef voor het bepalen van de indicatieve ongedraineerde schuifsterkte van de grond. De methode die we hiervoor volgen staat beschreven in de NEN-EN-ISO 17892-6. 

Het bepalen van de ongedraineerde schuifsterkte kan op zowel geroerd als ongeroerd materiaal worden uitgevoerd. Uiteraard levert de proef op geroerd materiaal een andere waarde op dan op ongeroerd materiaal. De in-situ ongedraineerde schuifsterkte is beter te vergelijken met de uitkomsten van de proef op een ongeroerd materiaal. Het bepalen van deze indicatieve waarde is een mooie aanvulling bij een proevenverzameling waarin bijvoorbeeld ook triaxiaalproeven zijn voorzien.