Heeft u vragen? U kunt ons ook bellen op tel: 0318-695315

Handboek Zandboek
Deze tekst is gepubliceerd op 30-07-15

Gesteunde compressieproeven: triaxiaalproef, celproef en samendrukkingsproef

In cohesieloos materiaal, zoals droog zand en grind, doet zich normaal gesproken uiteraard geen cohesie voor. Hierdoor is het bij voorbaat onmogelijk een monster in de proefopstelling van de vrijeprismaproef te plaatsen zonder dat onmiddellijk bezwijken optreedt. Dergelijke monsters dienen zijdelings te worden gesteund, bijvoorbeeld door ze te omgeven met een vloeistof die een zogenaamde steunspanning uitoefent. Tussen monster en vloeistof bevindt zich dan een rubber membraan. Zo ontstaat de zogenaamde gesteunde compressieproef (Engels: confined compression test). Wanneer de vloeistof wordt aangebracht in een afsluitbare cel, kan elke gewenste steunspanning worden aangebracht door de vloeistof onder druk te brengen. De bekendste laboratoriumopstellingen waarbij een gewenste omgevingsspanning in de vorm van een celspanning kan worden aangebracht, zijn de triaxiaalproef en de celproef.
De triaxiaalproef en de in Nederland gangbare variant daarop, de zogenaamde celproef, worden uitgevoerd op monsters met soortgelijke afmetingen als de monsters bij de vrijeprismaproef. De traditionele triaxiaalproef wordt in principe verplaatsingsgestuurd (Engels: strain-controlled) uitgevoerd, dat wil zeggen met behulp van een tevoren gekozen constante verticale vervormingssnelheid.
Bovendien wordt gedurende de gehele proef een constante alzijdige druk op het gehele monster gehandhaafd door de celspanning constant te houden. De grootte van die druk wordt tevoren gekozen en dient in overeenstemming te zijn met de in het terrein heersende horizontale grondspanning. Ondanks die steunspanning zal het monster onder invloed van de toenemende verticale belasting niet alleen verticaal, maar ook horizontaal deformeren, zij het in geringere mate dan bij de vrijeprismaproef, waar de steunspanning geheel ontbreekt. De bezwijkbelasting zal, vanwege de weerstand van de celdruk, hoger liggen dan bij een vrijeprismaproef op een vergelijkbaar monster.
Behalve op monsters met een diameter van 65 - 66 mm, worden ook wel triaxiaalproeven uitgevoerd op monsters met kleinere of grotere diameters. Kleinere monsterafmetingen worden meestal toegepast bij klei- of rotsmateriaal, waarbij het moeilijk is om een intact (ongescheurd) monster van normale afmetingen te verkrijgen. Grotere monsterafmetingen zijn gebruikelijk bij beproeving van relatief grove materialen zoals grind, steenslag en dergelijke.
De celproef wordt krachtgestuurd (Engels: stress-controlled) uitgevoerd. Dit houdt in dat eerst een tevoren gekozen verticale belasting wordt aangebracht en dat de vervormingen als gevolg daarvan worden geregistreerd. Het monster wordt daarbij zijdelings ondersteund door de celdruk, die in tegenstelling tot de situatie bij de triaxiaalproef, alleen horizontale druk op de zijwand van het monster uitoefent. Deze druk wordt bij het aanbrengen van de bovenbelasting niet, zoals bij de triaxiaalproef, op een constant niveau gehouden. In het gesloten celsysteem kan bij de celproef de celdruk ten gevolge van horizontale deformatie van het monster wel oplopen. In het tweede deel van de proef wordt, ter bepaling van de bezwijksterkte, die horizontale spanning voorzichtig afgelaten bij gelijkblijvende bovenbelasting totdat de kritieke combinatie tussen verticale en horizontale spanning wordt bereikt en het monster bezwijkt.
De samendrukkingsproef of oedometerproef wordt in het algemeen uitgevoerd op een relatief laag monster met een hoogte van circa 20 mm. Ook hierbij bedraagt de monsterdiameter gewoonlijk 65 - 66 mm, al bestaan er ook grotere en kleinere monsterhouders. Als regel vindt de oedometerproef krachtgestuurd plaats.
Anders dan bij de triaxiaalproef of de celproef kan het monster in de samendrukkingsproef in het geheel niet zijdelings deformeren. Hierdoor zullen de horizontale spanningen op het monster in deze proefopstelling veel hoger zijn dan bij de eerder genoemde proeven en treedt geen bezwijken op.
De proef simuleert in principe het vervormingsgedrag van een funderingsgrondslag onder een in horizontale zin oneindig uitgestrekte belasting, zoals bijvoorbeeld bij ophogingen over een zeer grote oppervlakte. In die gevallen treden geen horizontale vervormingen van de ondergrond op. Bij belastingen met een contactoppervlak van beperkte afmetingen, zoals ten gevolge van strip- of plaatfunderingen of door wielen, zullen wel horizontale vervormingen van de ondergrond optreden; deze situatie wordt in de ongesteunde of gesteunde compressieproef gesimuleerd.