Automaattiödometrin käyttöönotto Oulun yliopiston geoteknisessä laboratoriossa

Abstract

Tämän työn tavoitteena oli ottaa käyttöön Oulun yliopiston geotekniseen laboratorioon hankittu automaattiödometri suorittamalla sillä vakiomuodonmuutosnopeuskokeita häiriintymättömille savinäytteille. Kokeiden tuloksista määritettiin lineaarisella konsolidaatioteorialla yleisimpien painumalaskentamenetelmien vaatimat parametrit, ja niillä suoritettiin erilaisia painumalaskentoja, joilla koetulosten hajonnan vaikutusta arvioitiin. Käyttöönotto oli onnistunut; laitetta opittiin käyttämään, sen käyttämisen tueksi saatiin laadittua ohjeet ja kokeen suoritukseen liittyviä virhelähteitä saatiin selvitettyä.

Nyt tehtyjen kokeiden perusteella koemenettely on sopivalla laitteistolla helposti toistettava, ja sillä saadaan toisiaan vastaavia tuloksia. Perinteiseen portaittaiseen ödometrikokeeseen verrattuna koemenettely on nopeampi, eikä se automatisoinnin myötä vaadi kokeen aikaisia toimenpiteitä. Koemenettelyn luotettavuus on kuitenkin hyvin riippuvainen käytettävän näytteen laadusta, ja keskeisin riski kokeen epäonnistumisen kannalta onkin näytteen häiriintyminen. Koetulokset voivat olla riippuvaisia myös kokeessa käytetystä muodonmuutosnopeudesta. Koetulosten analysoinnin yhteydessä huomattiin, että yksittäisen kokeen epäonnistuminen voi olla haastava todeta, mikäli sitä ei voi verrata muihin vastaaviin kokeisiin. Yksittäinen ödometrikoe, jonka luotettavuutta ei pystytä arvioimaan vertailuaineiston avulla, voi olla suunnittelun kannalta siinä mielessä ongelmallinen, että se voi johtaa virheelliseen oletukseen maaperän ominaisuuksien tarkemmasta tuntemisesta. Maaperän painuman tarkan mallintamisen tulisi perustua kattavaan koeaineistoon, joka sisältää erilaisia ödometrikokeita eri syvyyksiltä sekä myös muita laboratorio- ja kenttäkokeita, jotta maaperän käyttäytymistä pystytään tarkastelemaan kokonaisuutena.

The aim of this work was to commission an automatic oedometer acquired by the geotechnical laboratory of University of Oulu by performing constant rate of strain tests on undisturbed clay samples. The results of the experiments were used to determine the parameters required by the most common settlement calculation methods using linear consolidation theory, and to perform various computations to evaluate the effect of variability in the experimental results. The implementation was successful; the use of instrument was learned sufficiently, instructions were developed to support its further use, and potential sources of error in the execution of the experiment were identified.

The experiments carried out show that with the right equipment, the experimental procedure is easily reproducible and gives fairly uniform results with quite homogeneous samples. Compared to the traditional incremental loading oedometer test, the test procedure is faster, and with automation does not require any action during the test. However, the reliability of the test procedure is highly dependent on the quality of the sample used while the main risk of failure is the disturbance of the sample. The test results may also depend on the rate of strain used in the test. When analyzing the test results, it was noted that it can be challenging to determine the failure of a single test if it cannot be compared with other similar tests. A single oedometer test which reliability cannot be assessed by reference data can be problematic from a design perspective as it may lead to an incorrect assumption of too accurate knowledge of soil properties. Accurate modelling of settlement should be based on comprehensive experimental data, including a range of oedometer tests at different depths, as well as other laboratory and field tests, in order to consider the behavior of the soil as a whole.