Aanbeveling101
Uitvoering eninterpretatie
samendrukkingsproef
Voor deuitvoering endeinterpretatie vandesamendrukkingsproef wordtinNederland
NEN 5II8toegepast.
In
deze norm zijnvoorschriften opgenomenvoordeuitvoering van
de proef endeinterpretatie vandemetingen volgensdeAngelsaksische methode.
Daamaast bevatNEN5II8informatief deinterpretatie volgensKoppejan, waarinde
theorieen vanKeverling BuismanenTerzaghi toteen methode zijngecombineerd.
Ten aanzien vandeuitvoering endeinterpretatie vandesamendrukkingsproef heeft
CUR-commissie B83 ringonderzoek uitgevoerd.Hierbijzijndoor diverse laboratoria in
Nederland proevenuitgevoerd opkunstmatig aangemaakte kleimonsters. Uithetring-
onderzoek isgebleken datdeinterpretatiemethode vooralvolgens Koppejan, bepaling
van deconsolidatiecoefficient enbepaling vandegrensspanning nieteenduidig zijn.
Daarnaast bestaanerin Nederland kleineverschillen inde procedure vooruitvoering
van deproef.
De resultaten vanhetringonderzoek hebbentotdeconc1usie geleiddateen aanvulling
op ofwijziging vandenorm gewenst is.
Daamaast leidentechnische ontwikkelingen totaanpassing vanofaanvulling opdehui-
dige norm. Hetbetreft deontwikkeling vanheta,b,c-Isotachenmodel endetoepassing
van eindige elementen programma's. Hierinzijngrondmodellen opgenomendiespeci-
fieke parameters vereisen,waarbijeenduidigheid dienttebestaan tussenresultaten van
de samendrukkingsproef eninvoerparameters.
De huidige Nederlandse normwordt mogelijk vervangen ofaangepast. Optermijn komt
een Europese normhiervoor inde plaats. Tentijde vandeze rapportage wasdeze
Europese normalsconceptvoomorm beschikbaar(finaldraftprCEN ISOjTS 17892-5,
juli 2003). Indecember 2003ishiervan eenvemieuwde versieopgesteld (prCEN
ISOjTS 17892-5:2°°3); dezeisin mei 2004 viaNEN verspreid. Deuitvoering vande
samendrukkingsproef dientinprincipe tevoldoen aandetoekomstige Europesenorm.
Deze CUR-Aanbeveling isopgesteld doorCUR-voorschriftencommissie 77'CUR-
Aanbeveling samendrukkingsproef.
Op het moment vanverschijnen vandeze CUR-Aanbeveling wasdesamenstelling van
de commissie alsvoIgt: ing.B.H.P.A. The(voorzitter), mevr.drs.A.Bizzarri, ir.H.R.E.
Dekker, ing.P.G. vanDuijnen, dr.G.Greeuw, dr.ir.O.M. Heeres, prof.F.Molenkamp,
ing. C.Nijburg (coordinator), ing.WA Nohl, ir.P.J. Rebel, ir.H.W. Thijssen, ir.D.
Wilschut.
CUR-Aanbeveling 101
Inhoud
I.
Onderwerp
4
1.1.
Toepassingsge bied
4
2.
Termenendefinities
4
3-
Symbolen
5
3·1.
Algemene
symbolen
5
3.2.
Symbolen
methodeKoppejan
5
3-3.
Symbolen
Angelsaksische methode
6
3+
Symbolen
a,b,c-isotachenmethode
6
4· Proefprocedures
6
4·1.
Beginsel
6
4.2.
Procedure
6
5·
Monsterneming
7
6.
Proefstuk
7
6.1.
Prepareren
vanhetproefstuk
7
6.2.
Classificeren vanhetproefstukmateriaal
9
7·
Proef
10
7·1.
Omstandigheden
vandebeproevingsruimte
10
7.2.
Toestellen
enhulpmiddelen
10
7.2.1.
Samendrukkingstoestel
10
7.2.2.
Weeginrichting
12
7.2-3.
Droogoven
13
7.2+
Verplaatsingsmeetinstrument
13
7.2.5.
Filtreerpapier
13
7·3·
Werkwijze
13
7·P·
Kalibreren
vanhetsamendrukkingstoestel
13
7.3.2.
Smeren
vanderingen terreductie vandewrijving
14
7·3·3-
Inbrengen
vanhetproefstuk
14
7·3·4·
Voorbelasten
vanhetproefstuk
15
7·3·5·
Belasten
vanhetproefstuk
15
7.3-6.
Belastingduur
17
7·3-7·
Registreren
vandesamendrukking
I7
7.3.8.
Registreren
vandetemperatuur vanhetproefstuk
18
7·3-9·
Ontlasten
vanhetproefstuk
19
8.
Parameterbepaling
19
8.1.
poriengetal
19
8.2.
Rek
20
8·3·
Consolidatiecoefficient
21
8.p.
MethodeCasagrande
22
8·302·
Methode
Taylor
23
8+
Temperatuurcorrectie
24
8·5·
Volumesamendrukkingscoefficient
mv
25
8.6.
Waterdoorlatendheid k
25
8·7·
Koppejan
25
8·7·1.
Samendrukkingsparameters
gebaseerdoplineaire rek
26
8.7.2.
Grensspanning
a'p
27
8.8.
Angelsaksische methode/NEN
27
8.8.1.
Primairesamendrukkingsparameters gebaseerdoplineaire rek
28
8.8.2.
8.8-3.
8.8+
8·9·
8·9·I.
8.9.
2.
8·9-3·
8·9+
9·
Primaire
samendrukkingsparameters gebaseerdopporiengetal
Grensspanning
a'p
Secundaire samendrukkingsindex C
a
a,b,c- isotachenmodel
De a,b,c parameters
Grensspanning
Consolidatiecoefficient, doorlatendheid
Omrekening parameters
Verslag Titels vanvermelde normenenliteratuur
Bijlage AZettingstheorie Koppejan
Bijlage BAngelsaksische methode/NEN Zettingstheorie
Bijlage CIsotachen Zettingstheorie CUR-Aanbeveling
101
29
3°
3
1
3
1
3
1
33
33
33
34
35
44
CUR-Aanbeveling 101
1.Onderwerp
Deze CUR-Aanbeveling beschrijftdemethode voordebepaling vandeeen-dimensiona-
Ie samendmkkingseigenschappen vangrond. Interpretatie vanderesultaten vindtplaats
op basis vandevolgende methoden:
- methode Koppejan; gecombineerde methodeKeverling BuismanenTerzaghi
- Angelsaksische methode
- a-b-c Isotachen methode
7.7. Toepassingsgebied
De CUR-Aanbeveling isbedoeld teworden toegepast voordebepaling vandesnelheid
en degrootte vandesamendmkking vangrond, waarbij degrond verticaal wordtbelast,
zijdelings volledigwordt gesteund enaan deboven- enonderzijde kandraineren.
Daamaast kunnenopbasis vandeze Aanbeveling samendmkkingsparameters worden
afgeleid voorbovengenoemde zettingstheorieen.
2. Termenendefinities
/nitifHe samendrukking:
Groottevandesamendmkking dieplaatsvindt tussenhetaan-
brengen vandevoorbelasting (Engels:seatingpressure) endeprimaire samendmkking.
Primaire samendrukking:
Deelvandetotale samendmkking datvolgens desamendmk-
kingstheorie vanTerzaghi optreedtendat afhankelijk isvan detijd.
Sewndaire (ofsew/airel samendrukking:
Samendmkking dieoptreedt nadefeitelijke pri-
maire samendmkking endie afhankelijk isvan detijd.
Consolidatie:
Tijdsafhankelijke samendmkkingvangrond onderuitdrijving vanhetover-
spannen porienwater.
Consolidatiecoefficient (c
v):
Parameter diebepalend isvoor detijdsduur dienodig isvoor
volledige consolidatie.
Vo/umesamendrukkingscoefficient (m
v):
Volumeverandering pervolume enper dmkver-
andering, alsgevolg vandesamendmkking vangrond bijdie dmkverandering.
Poriengetal (voidratio) (e):
Verhouding tussenhetvolume vandeporien enhet volume
van devaste delen vandebeschouwde hoeveelheidgrond.
Poriengehalte (n):
Verhouding tussenhetvolume vandeporien enhet totale volume van
de beschouwde hoeveelheidgrond.
Grensspanning
(o'p):Hoogste korrelspanning waaraaneengrondmonster inhet terrein
ooit onderworpen isgeweest.
Opmerking
In het spanningsgebied lagerdandegrensspanning isgrond minder samendmkbaar
dan inhet gebied hogerdandegrensspanning.
Porienwateroverspanning
(flu):Waterspanningsverhoging tenopzichte vandeeindtoe-
stand vandeporienwaterspanning.
Rek
(Ev):
Verhouding tussendehoogteverandering endebeginhoogte vaneenproefstuk.
Natuurlijke rek
(EvH):
Verhouding tussendehoogteverandering endemomentane hoogte
van eenproefstuk.
CUR-Aanbeveling101
3. Symbolen
3.1. Aigemene symbolen
symbool naam eenheid
C
v
CV;IO
e
eo
fT
g
H
Ho
Hi
Hf
Ho%
Hso%
Hroo%
kro
ms
mv
n
ps
pw
consolidatiecoefficient
consolidatiecoefficient bijeen grondtemperatuur van
10°C
poriengetal (Engels:voidratio)
initieel poriengetal
correctiefactor voorconsolidatie-coefficient voorgrondtemperatuur T
zwaartekrachtversnelling
momentane hoogtevanhetproefstuk
hoogte vanhetmonster vooraanvang vandeeerste belastingtrap
hoogte vanhetmonster vooraanvang vandebetreffende belastingtrap
hoogte vanhetmonster aanheteinde vandebetreffende belastingtrap
proefstukhoogte bij°
%
consolidatie bijdebetreffende belastingtrap
proefstukhoogte bij
50
%
consolidatie bijdebetreffende belastingtrap
proefstukhoogte bij
100
%
consolidatie bijdebetreffende belastingtrap
waterdoorlatendheid vanhetproefstuk bijeen grondtemperatuur van
10
°C
massa vandevaste gronddelen vanhetproefstuk
volumesamendrukkingscoefficient
poriengehalte
grensspanning
zweldruk
spanning ophet proefstuk
temperatuur vandegrond
temperatuur vanhetproefstuk
tijdstip inhet lineaire gedeelte vandesecundaire samendrukkingsfase
tijd benodigd voor
50
%
consolidatie vanhetproefstuk
tijd benodigd voor
90
%consolidatie vanhetproefstuk
volume vandeporien vanhetproefstuk
volume vandevaste gronddelen vanhetproefstuk
volume vandeporien endevaste gronddelen vanhetproefstuk
volume vanhetporienwater inhet proefstuk
verandering vanhetporiengetal
verandering vandehoogte vanhetproefstuk
spanningsverhoging
tijdstoename porienwateroverspanning
verticale rek-verandering
verticale rek
natuurlijke verticalerek(Hencky)
volumieke massavandevaste gronddelen
volumieke massavanhetporienwater
m/s
2
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
m/s
kg
I/MPa
kPa
kPa
kPa °C
°C
s
s
s
m
3
m
3
m
3
m
3
mm
kPa s
kPa
kg/m
3
kg/m
3
3.2. Symbolen Koppejanmethode
symbool naam eenheid
primaire samendrukkingscoefficient onderdegrensspanning
primaire samendrukkingscoefficient bovendegrensspanning
secundaire samendrukkingscoefficient onderdegrensspanning
secundaire samendrukkingscoefficient bovendegrensspanning
referentietijd; td
=
I
dag s
of dag
15
CUR-Aanbeveling 101
3.3.Symbolen Angelsaksische methode
symbool naam eenheid
Cc primaire samendrukkingsindex (compressibilityindex)
C
a
secundaire samendrukkingsindex (coefficientofsecondary compression)
Csw zwelindex (swellingindex)
CR primairsamendrukkingsgetal (compressionratio)
RR primairherbelastingsgetal (recompressionratio)
SR zwelgetal (swellratio)
td referentietijd; td
=
I
dag sof dag
3.4. Symbolen a,b,c-isotachenmethode
symbool naam eenheid
a
b C
L
Ekra samendrukkingsparameter
isotachenmodelonderdegrensspanning
samendrukkingsparameter isotachenmodelbovendegrensspanning
kruipparameter isotachenmodel
referentietijd;
I
dag
initiele kruipreksnelheid dag
S-l
4. Proefprocedures
4.1. Beginsel
Een proefstuk vangrond wordtineen cilindrische houdergeplaatst envervolgens verti-
caal belast. Tijdens hetbelasten draineert hetproefstuk verticaalzowelnaarboven als
naar beneden. Deverticale belasting wordtintrappen aangebracht.
Op verschillende tijdstippenwordtdeoptredende samendrukking vanhetproefstuk
geregistreerd.
Toelichting
In bepaalde gevallen,zoalsbijhet meten vandewaterspanning tijdensdeproef,
kan hetwenselijk zijnhetproefstuk verticaalniettwee- maareenzijdig telaten
draineren.
4.2. Procedure
De bepaling vandesamendrukkingsparameters bestaatachtereenvolgens uit:
- monsterneming volgenshoofdstuk 5;
- behandeling vanhetproefstuk volgenshoofdstuk 6;
- uitvoering vandeproef volgens hoofdstuk 7;
- parameterbepaling volgenshoofdstuk 8;
- verslaglegging volgenshoofdstuk 9.
CUR-Aanbeveling101
5. Monsterneming
De monstememing moetvolgens 5.2.1vanNEN 5II9:1991 plaatsvinden.
De gestoken monsters dieneneenvoldoende grotediameter tehebben. Eendiameter
exact gelijk aandebenodigde proefstukdiameter isniet wenselijk voorNederlandse
(slappe) grond;hetgestoken ongeroerde monsterdientminimaal eencirca
I
mm grote-
re diameter tehebben dandeproefstukhouder.
Toelichting
In NEN 5II9worden eisenentoepassingsvoorwaarden gegevenvoorboren en
monstememing ingrond. Dezenorm geefttevens eenklasse-indeling voorde
verkregen grondmonsters, afhankelijkvandesoort grond endewijze vanmon-
stememing. Perklasse wordtdegeschiktheid vanhetgrondmonster aangegeven
voor debepaling vandegrondsoort endegeotechnische eigenschappen. Ten
behoeve vaneen samendrukkingsproef isin principe monsterklasse
I
vereist.
Klasse
I
monsters kunnenwordenverkregen meteenopen monstersteekappa-
raat eneen zuiger monstersteekapparaat, beidemetgebruik vandunwandige
monsterbussen; ookmet behulp vaneenBegemann-apparaat kunnenklasse
I
monsters wordengestoken.
Voor niet-cohesieve grondsoortenishet steken vaneengrondmonster vanklas-
se
I
niet mogelijk. Indat geval dient menuiteen grondmonster vantenminste
klasse 3een proefstuk teprepareren.
Na monstemame dienthetmonster inde monsterbus hermetisch(luchtdicht)teworden
afgesloten. Indieneenmonsterbus nietvolledig gevuldis,dient eenaanvulling plaatste
vinden zodanig datdemonsterbus geheelgevuld is(het monster inde monsterbus mag
niet verschuiven). Eenmonsterbus kanbijvoorbeeld opgevuldwordenmeteenplastic
zak gevuld metlos(droog) zand.Voorkomen moetworden datdoor deaanvulling vande
monsterbus hetmonster eenhogere belasting ondergaat dandeinitiele korrelspanning.
De afsluiting vandemonsterbus kanbijvoorbeeld plaatsvinden metdeksels dieworden
afgeplakt. De monsters dienenrechtstandig teworden vervoerd metdezelfde orientatie alsinde
grond. Demonsters dienenopeen schokabsorberend materiaaltestaan; voorkomen
dient teworden datmonsterbussen tegenelkaar oftegen andere materialen botsen.
Ook deopslag vandemonsters dientverticaal tegebeuren. Demonsters mogennietin
het zonlicht wordenbewaard ofin een ruimte waarvorst kanvoorkomen. Indienmon-
sters inmonsterbussen langerdan
2
dagen worden bewaard voordatzegebruikt wor-
den, dient deopslag ineen koele ruimte plaatstevinden
(w°C).
Indienmonsters gekoeld
zijn bewaard, dienthetmonster tezijn geacclimatiseerd voordatdeproef kanstarten
(acclimatisatie circa
I
uur). Nahet uitdrukken vandeinhoud vaneenmonsterbus dient
het materiaal onderplastic teworden bewaard (nietineen alte droge ruimte). Hetmon-
ster tenbehoeve vandesamendrukkingsproef dientbijvoorkeur dezelfdedagteworden
ingebouwd inhet samendrukkingsapparaat.
6. Proefstuk
6.1. Prepareren vanhetproefstuk
De ruimte waarinhetproefstuk wordtgeprepareerd, moetzozijn, datergedurende de
preparatie geenverloop vanhetvochtgehalte vanhetproefstuk groterdan
0,2
%
kan
optreden.
Druk deproefstukhouder (voorzienvaneensnijrand) direct,gelijkmatig enrechtlijnig in
het monster.
Indien vantoepassing, kandediameter vanhetmonster mettrimmen teruggebracht
worden toteen diameter dieminimaal enkelemillimeters groterisdan degewenste
CUR-Aanbeveling 101
proefdiameter.Vervolgenskanhetmonster inde samendrukkingsring voorzienvaneen
snijrand wordengedrukt. Hiertoewordthetmonster ineen trimtoestel geplaatst(figuur
I). Draai hetmonster rondentrim hetstapsgewijs doormetbehulp vanijzerdraad ofsta-
len liniaal telkens voorzichtig eenklein gedeelte vandebuitenzijde vanhetmonster afte
schrapen. Het ijzerdraad ofde stalen liniaal moetlangs tweeverticaal staandestavenworden geleid.
Het afschrapen moetzolang worden doorgezet totdatdebenodigde middellijn, totop
enkele millimeters na,isverkregen.
A-A
draaip1atE!4 en1,365 voor
PlOO' Ombijeen gloeiverlies van0%dewaarde 2,65tekrijgen dientdezewaarde voor
po
gekozen teworden,
7. Proef
7.7. Omstandigheden vandebeproevingsruimte
De beproeving vaneenproefstuk moetgeschieden ineen vertrek waaringeentempera-
tuurschommeling vanmeer dan
±2
°C optreedt.
De toestellen mogennietworden blootgesteld aantrillingen meteenversnelling groter
dan
0,02
m/s
2 ,
noch aandirect zonlicht.
7.2. Toestellen enhulpmiddelen
Meetapparatuur moetzijngekalibreerd metgeijkte hulpmiddelen
7.2.1. 5amendrukkingstoestel
- Proefstukhouder
Dit iseen houder metstijve wanden, waarineencilindrisch proefstukopgenomen moet
kunnen worden. Dehouder moetaandeboven- enonderzijde vanhetproefstuk kunnen
worden voorzien vanporeuze platenofstenen.
Opmerking
In plaats vaneenvaste proefstukhouder magookeenzogenoemde "zwevende"houder
worden gebruikt. Dehouder kanhierbij geenwrijvingskrachten aandeomgeving over-
CUR-Aanbeveling101
dragen, waardoor dewrijving tussendehouder enhet proefstuk nihilis.
De proefstukhouder moetgemaakt zijnvanmateriaal, datniet gecorrodeerd wordtdoor
de tebeproeven grond.
De binnenzijde vandehouder, dieincontact staatmethetproefstuk, moetgladzijn
(ruwheidseis Ra
Reacties