Tijdens een sondering wordt de waterspanning vaak samen gemeten met de puntweerstand en de mantelwrijving. Dit is echter niet de hydrostatische spanning op de diepte van de conuspunt, maar de dynamische waterspanning. De dissipatietest helpt om deze metingen te corrigeren.
Dit artikel is ingekort. U kunt de volledige versie downloaden.
Een van de basisprincipes van sonderen is dat de conus met een constante snelheid van 2 cm/s naar beneden wordt geduwd. Terwijl de conus naar beneden beweegt bouwt zich wateroverspanning op rondom de conuspunt. Dit betekent dat de conus de dynamische waterspanning (normaal gesproken u2, zie Figuur 2) meet, wat een opsomming is van de wateroverspanning (Δu) en de hydrostatische spanning (u0).
Wanneer de sondering wordt gestopt, begint deze wateroverspanning weg te vloeien en met verloop van tijd is de gemeten waterspanning terug op het niveau van de hydrostatische spanning. De snelheid waarmee dat gebeurt is afhankelijk van de consolidatiecoëfficiënt, die weer afhangt van de samendrukbaarheid en doorlatendheid van de grond.
Afbeelding 1: Een sondering dissipatietest waar waterspanning wordt geregistreerd tegen de tijd
Afbeelding 2: Filter locaties | Bron: ASTM D5778
De handelswijze voor het uitvoeren van een dissipatietest is erg eenvoudig. Natuurlijk is de test afhankelijk van het gebruik van een piëzoconus, zodat de waterspanning wordt gemeten. Om een dissipatietest uit te voeren pauzeert de gebruiker eenvoudigweg de sondering, maakt de klemmen van de sondeerbuis los en start de dissipatietest in de CPT acquisitiesoftware.
Het is belangrijk dat dit allemaal snel gebeurt; zodra de sondering is gestopt vindt de afname van de wateroverspanning plaats, of het nu wordt gemeten of niet. De test is voltooid wanneer de waterspanningsmetingen constant blijven en de hydrostatische druk weergeven op de diepte waar de conus zich bevindt.
Een belangrijk onderdeel van de procedure begint voorafgaand aan de test: de verzadiging of ontluchting van de piëzoconus. Als het verzadigingsproces niet goed is uitgevoerd, zal het waterspanningsrespons niet de daadwerkelijke dynamische waterspanning weergeven. De data van de dissipatietest kan dan dus inaccuraat zijn.
Het type grond dat u aantreft tijdens de sondering bepaalt hoeveel wateroverspanning opbouwt tijdens de sondering en ook de tijd die nodig voor die opgebouwde druk om af te nemen. In vrij doorlatende materialen, zoals schoon zand en grind, kan de waterspanning wegvloeien voor de
bewegende conus. Dit betekent dat er weinig, zo niet geen, wateroverspanning wordt gegenereerd en de gemeten dynamische waterspanning vrijwel gelijk zal zijn aan de hydrostatische waterspanning.
Dat heeft als gevolg dat een dissipatietest in zand snel voltooid zal zijn. Het kan zelfs zo snel zijn dat tegen de tijd dat de sondeerbuizen losgeklemd zijn de wateroverspanning al volledig is weggevloeid. In zulke gevallen moeten de test iets dieper worden herhaald, zonder de sondeerbuizen te klemmen.
Afbeelding 2: Waterspanningsrespons 3tijdens gedraineerde vs. ongedraineerde sondering | Bron: Cone Consultants Ltd, UK
In langzaam drainerende materialen, zoals klei en slib, kan de waterspanning niet wegvloeien terwijl de conus voortbeweegt. Daar bouwt de spanning dus ook makkelijk op. Dit betekent dat de wateroverspanning hoog is, langzaam afneemt, en de test dus ook langer zal duren.
Een mogelijke toepassing van de dissipatietest is om de hydrostatische waterspanning op een zekere diepte te beoordelen. De hydrostatische gradiënt kan dan worden gebruikt om het grondwaterniveau terug te berekenen. Als dit het doel is, hangt de testduur af van de tijd die nodig is om de volledige wateroverspanning te laten verdwijnen. Hoewel een dissipatietest op elke gewenste diepte kan worden uitgevoerd, heeft het alleen zin om de test uit te voeren in een zand- of grindlaag; waar de geleidbaarheid van de bodem veel hoger is dan in een slib- of kleilaag. Het uitvoeren van de test in zand of grind zou niet meer dan een paar minuten duren, terwijl in slib- of kleilagen de test al snel uren of zelfs meer dan een dag zou duren.
Een andere toepassing van de test is om de hydraulische geleidbaarheid vast te stellen van de bodemlaag waar de conus zich bevindt. In dat geval moet de test worden uitgevoerd in die specifieke grond, maar het is normaal gesproken voldoende om 50% dissipatie (t50, Afbeelding 5), te bereiken en dan de correlatie getoond in afbeelding 6 te gebruiken om de hydraulische geleidbaarheid te bepalen.
Afbeelding 5: Berekening van t50 | Bron: Cone Consultants Ltd, UK
Afbeelding 3: Analyse van t50 | Bron: Parez and Fauriel (1988). "Le piezocone ameliorations apportees a la reconnaissance de sols." Revue Francaise de Geotech 44: 13-27
Voor de uitvoering van een dissipatietest is geen aanvullende apparatuur nodig vergeleken met een standaard piëzoconus sondering (CPTu). Het kan op elk moment tijdens een sondeertest worden uitgevoerd. En, zoals het geval is met sondeerresultaten in het algemeen, zijn de resultaten direct. Dit betekent dat de uitkomst van de test kan worden meegenomen bij de verdere uitvoer van het sondeerprogramma op die specifieke locatie.
Het uitvoeren van een dissipatietest is een nuttige toevoeging aan het sondeerprogramma op een specifieke locatie en zou moeten worden beschouwd als een standaard onderdeel van elke sondering.
