Triaxiaalproeven
Triaxiaalproeven worden toegepast om de schuifsterkte van de grond te berekenen en de interne wrijvingshoek (Φ) en cohesie (C) te bepalen. Een belangrijk verschil met de DS-test is dat het afschuifvlak niet vooraf bepaald wordt, maar, net als bij de DSS, zal ontstaan op het zwakste punt. Bovendien kan de triaxiaalproef worden uitgebreid op elk type grond en onder verschillende condities met betrekking op de wijze van belasten en het wel of niet afvoeren van poriënwater. In de regel worden triaxiaalproeven uitgevoerd onder isotrope omstandigheden. Dat wil zeggen dat er geen rekening wordt gehouden met de gronddrukcoëfficiënt (verhouding tussen de aanwezige horizontale en verticale spanning in de grond). Indien hier wel rekening mee moet worden gehouden, worden de proeven onder anisotrope omstandigheden uitgevoerd (aanwezige gronddruk coëfficiënt moet bekend zijn).
Een triaxiaalproef kan normaal geconsolideerd (NC) of over-geconsolideerd (OC) worden uitgevoerd. Indien de proef OC wordt uitgevoerd, is de anisotrope consolidatiespanning meestal de huidige berekende terreinspanning. Als de triaxiaalproef NC moet worden uitgevoerd, is de anisotrope consolidatiespanning minimaal de grensspanning of de bovengrens van deze grensspanning. De gronddruk coëfficiënt (K0) is bij een OC proef, naast het volumegewicht, afhankelijk van de over consolidatie ratio (OCR) dat bepaald kan worden met een standaard samendrukkingsproef of een CRS proef. De K0 bij een NC proef is alleen afhankelijk van het volumegewicht van de grond.
Het basisprocedure voor de triaxiaalproeven is gelijk, ongeacht de specifieke condities. Een grondmonster wordt geprepareerd in de verhouding 1:2 (hoogte 2 maal de diameter). Dit monster wordt met een rubber vlies omhuld en in een perspex cel geplaatst. De cel kan op druk worden gezet door water. Tijdens de beproeving worden alle drukveranderingen die plaatsvinden in en rondom het monster vastgelegd. Het monster wordt tijdens de belasting met een constante snelheid axiaal vervormd totdat het bezwijkt.
In het geotechnisch laboratorium zijn 23 triaxiaal opstellingen aanwezig. Deze opstellingen staan opgesteld in een geconditioneerde ruimte.
Bij een UU-triaxiaalproef (ongeconsolideerd, ongedraineerd) wordt op het grondmonster een alzijdige spanning aangebracht. Daarna wordt een spanningsverschil aangebracht tussen de verticale spanning en de horizontale spanning (spanningsverschil tussen de hoofdspanningen), totdat het monster is bezweken. Er wordt geen drainage toegestaan. De meeste UU-proeven worden uitgevoerd onder isotrope spanningscondities (alle spanningen gelijk). Dit type proef wordt gedaan om de ongedraineerde sterkte van een samenhangende, slecht doorlatende grond (klei e.d.) te bepalen. Bij het berekenen van de proefresultaten zijn correcties op de deviator-spanning toegepast conform het artikel “Reduction of axial resistance due to membrane and side drains in the triaxial test” van de Greeuw et al. 2001.
Bij een CU-triaxiaalproef (isotroop geconsolideerd, ongedraineerd) wordt drainage toegestaan onder een alzijdige spanningsconditie, totdat het monster is geconsolideerd. Meestal gebeurt dit onder de spanningsconditie die overeenkomt met de terreinspanning van het grondmonster. Daarna wordt een spanningsverschil aangebracht tussen de horizontale spanning en de verticale spanning waarbij geen drainage wordt toegestaan. De proef wordt meestal uitgevoerd totdat het grondmonster is bezweken. Deze proeven worden in de praktijk het meeste gebruikt. Bij slecht waterdoorlatende gronden kan de consolidatie tot een week oplopen. Het principe van de proef is dat het grondmonster zo goed mogelijk wordt teruggebracht in de spanningsconditie zoals die was voordat het grondmonster werd genomen. Door tijdens het beproeven de poriedruk te meten, kan de effectieve korrelspanning goed worden berekend. Hieruit wordt de effectieve hoek van inwendige wrijving en de cohesie afgeleid. Bij het berekenen van de proefresultaten zijn correcties op de deviator-spanning toegepast conform het artikel “Reduction of axial resistance due to membrane and side drains in the triaxial test” van de Greeuw et al. Een membraan correctie is doorgevoerd op basis van de Greeuw et al. 2001.
Bij een CD-triaxiaalproef (isotroop geconsolideerd, gedraineerd) wordt drainage toegestaan onder een alzijdige spanningsconditie, totdat het monster is geconsolideerd. Meestal gebeurt dit onder de spanningsconditie die overeenkomt met de terreinspanning van het grondmonster. Daarna wordt een spanningsverschil aangebracht tussen de horizontale spanning en de verticale spanning waarbij drainage wordt toegestaan. De proef wordt meestal uitgevoerd totdat het grondmonster is bezweken. Dit type wordt gebruikt bij een belastingverhoging van de grond, waarbij geen poriënwateroverspanning kan ontstaan. Dit is voor goed doorlatende gronden, zoals zand.
Bij het berekenen van de proefresultaten zijn correcties op de deviator-spanning toegepast conform het artikel “Reduction of axial resistance due to membrane and side drains in the triaxial test” van de Greeuw et al. Een membraan correctie is doorgevoerd op basis van de Greeuw et al. 2001.
Bij een CIAU proef (eerst isotroop en vervolgens anisotroop geconsolideerd, ongedraineerd) wordt tijdens de isotrope fase drainage toegestaan onder een alzijdige spanningsconditie, totdat het monster is uit-geconsolideerd. Na deze isotrope fase wordt de anisotrope consolidatiefase gestart. Verschil met de isotrope fase is dat deze fase enkel een extra verticale spanningsverhoging teweeg brengt. De anisotrope consolidatiespanning wordt traploos aangebracht. De snelheid wordt zodanig gekozen dat het monster niet vroegtijdig bezwijkt. De anisotrope fase wordt vervolgens doorgezet totdat er een minimale volumeverandering plaatsvindt. De keuze van de extra verticale spanningsverhoging wordt bepaald door de toe te passen gronddrukcoëfficiënt (K-0). Het monster wordt door deze beide consolidatiefasen teruggebracht naar een situatie dat sterk overeenkomt met de in-situ situatie. Oftewel een betere simulatie van de condities in de bodem. Na de anisotrope consolidatiefase volgt een afschuiffase tot het monster is bezweken.
Bij het berekenen van de proefresultaten zijn correcties op de deviator-spanning toegepast conform het artikel “Reduction of axial resistance due to membrane and side drains in the triaxial test” van de Greeuw et al. Een membraan correctie is doorgevoerd op basis van de Greeuw et al. 2001.
