第五章 膠結不良砂岩淺基礎模型承載試驗
5.2 淺基礎模型承載試驗流程與方法
試體養治完成後,依照試驗條件謹慎修整試體表面並繪製網格,
再 將 模 型 試 驗 盒 之 兩 面 側 壁 組 裝 , 模 型 試 驗 盒 置 於 油 壓 致 動 器 MTS-244.41S 試驗儀之下進行試驗,承載試驗採應變伺服控制(加載 速率為 0.3mm/min),於試驗過程中透過觀察窗以數位相機記錄基礎 破壞裂縫之發展。膠結不良砂岩之淺基礎模型承載試驗流程如圖 5.
2,詳細說明如下:
1. 人造試體準備:如第 4.2 節說明,依照試驗條件進行試體切削 修整並繪製網格。如照片 5. 3 所示,以基腳中央兩側各 15cm 繪製 1cm×1cm 方格,其餘範圍則繪製 5cm×5cm 方格,以便 觀察基礎表面變形與定性上的描述。
2. 試驗盒模具組立:本承載試驗為模擬平面應變狀況,首先於 側鋼壁面上塗抹潤滑油及保鮮膜作為試體與側鋼壁間之潤滑 層。試驗盒為試體模具(照片 4. 3)組裝兩面側鋼壁,其中一面 側剛壁鑲有強化玻璃觀察窗(詳見照片 5. 4)。兩面對向之側鋼 壁分別以螺桿及螺絲固定束制(如照片 5. 5),並要求試體與側 鋼版完全接觸以達試體束制良好條件。
3. 模型基腳及量測儀器架設:模型基腳置於基礎中央,於基腳 上方架設球型座及荷重計,並將試驗盒移動至油壓致動器
MTS-244.41S 試驗儀之下(如照片 5. 6 所示)。將已校正過之量 測儀器,依量測目的進行架設,並確認所有儀器設備裝置完 成以及量測信號無誤。
4. 計時器及攝影儀器架設:於觀察窗旁安放計時碼錶及觀察窗 前架設數位相機,試驗開始後每 30 秒之間隔拍攝試驗破壞過 程。拍攝照片中計時碼錶顯示之時間,可對應 MTS-244.41S 紀錄之時間與載重,以便瞭解基礎破壞發展模式與承載曲線 的關係。
5. 承載試驗施作:試驗時以 0.3mm/min 固定速度將模型基腳向 下壓,試驗過程中由資料擷取系統隨時紀錄基礎承載荷重與 基腳沉陷量,另以數位相機定時拍攝記錄基礎破壞過程。當 荷重計觀測之承載荷重明顯下降時,即表示試體破壞,承載 試驗完成並停止試驗。
6. 試驗盒拆模並觀察試體:試驗完成後將試驗盒之鋼模拆除,
以數位相機拍攝基礎破壞狀態,再由試體最上部裂縫開始,
逐一向下將破壞分離的岩塊小心剝除,觀察並拍攝其破壞深 度、範圍及破裂面形狀。
7. 試體取樣:依物理及力學試驗所需之試體進行取樣,如 4.3.1 節所述。
8. 試驗材料試驗:為檢核模型之相似律,試體取樣後進行相關 物性試驗及力學試驗,詳見第 4.3 節。
圖 5. 2 淺基礎模型承載試驗流程圖
照片 5. 3 網格照片
照片 5. 4 側鋼版之強化玻璃觀察窗
照片 5. 5 試體盒組裝完成照片
照片 5. 6 試驗盒移動架設照片