volumeverandering. Volumeveranderingen kunnen, en dikwijls in veel grotere mate, in
zand echter ook worden veroorzaakt door een heel andere factor, namelijk wanneer
bij ont- of belasting veranderingen in richting en grootte optreden in de schuifspanningen
en daardoor in de korrelstapeling van het bodemmateriaal. Dan treedt bij losgepakt
zand volumeverkleining op, en bij vastgepakt zand volumevergroting. De schuifspanningen
kunnen uitsluitend door het korrelskelet worden opgenomen, en niet door het water in de
poriën tussen de korrels, dat echter wel de gevolgen van de volumeverandering onder
vindt. Omdat het zeer weinig samendrukbaar is, zal het water zich tegen de wijziging
van het poriënvolume verzetten; daardoor ontstaat er een vergroting van de waterdruk.
Bij losgepakt zand doet deze wateroverdruk de onderlinge korrelwrijving verminderen;
de schuifweerstand van de grond neemt dan af, en het is mogelijk dat hij zich over een
bepaald gebied gaat gedragen als een vloeistof. Nu is er zettingsvloeiing opge
treden. Bij vastgepakt zand het omgekeerde. Het volume van de bodem neemt toe, en de
ondergrond wordt steviger. Hier bestaat dus geen gevaar voor zettingsvloeiing. Natuurlijk
is het van het grootste belang om vast te stellen of zand los- dan wel vastgepakt is. Dit
hangt af van het poriëngehalte dat het zand in het terrein heeft. Het poriëngehalte
waarbij toeneming van de schuifspanning nog juist geen volumeverkleining ten gevolge
heeft, en waarbij een losse pakking overgaat in een vaste, wordt de kritieke dichtheid
genoemd. Vergelijking van een in het terrein gemeten poriëngehalte met de vastgestelde
kritieke dichtheid van dat soort zand leidt tot het antwoord op de vraag of het zand
los- dan wel vastgepakt is.
Bepaling van de kritieke dichtheid
In het laboratorium bestudeert men het gedrag van een zandmonster onder invloed
van een verandering van de schuifspanning, om vast te stellen waar de kritieke dichtheid
van dat monster ligt.
Een zandmonster, dat door middel van een boring is verkregen, wordt ontzout en ge
droogd, en daarna in het beproevingsapparaat aangebracht. Hierbij wordt het korrel
materiaal gestort in een rubberzak die tijdens het storten gesteund wordt door een
ommanteling. Is de zak voldoende gevuld, dan wordt het monster afgesloten met een
plastic kop. Vervolgens wordt zoveel lucht uit de poriën tussen het zand gezogen, dat het
monster voldoende stijfheid krijgt om los te staan, en de steunende ommanteling kan
worden weggehaald. Aangezien het soortelijk gewicht van zand bekend is, kan door
weging en volumemeting het poriëngehalte van het droge zand aan het begin van de
proef bepaald worden. De alzijdige onderdruk in het droge monster wordt hierbij ge
bracht op 0,5 kg/2. De proef bestaat nu hierin, dat op de kop van het monster een
verticale, vanaf nul langzaam toenemende belasting wordt uitgeoefend, en gelijktijdig
de onderdruk in de poriën verminderd, en wel zodanig dat de som van de spanningen
gelijk blijft. Tijdens het gehele belastingverloop wordt de volumeverandering van het
monster gemeten door middel van een vloeistof die het monster buiten de zak omhult.
Er van uitgaande dat volumewijzigingen bij deze wijze van belasten uitsluitend door
verandering in de schuifspanningen worden veroorzaakt, bepaalt men een verband
tussen de gemeten volumeverandering en de schuifspanningen. Door deze proef te her
halen bij verschillende initiële poriëngehaltes, kan de invloed van dat gehalte worden
nagegaan. Men begint met een monster met een groot initieel poriëngehalte, en wordt er
een volumeverkleining gevonden - het zand is dan blijkbaar losgepakt - dan wordt het
initiële poriëngehalte daarna in stappen verkleind door bij het begin van de proef het
monster te trillen of aan te stampen. Men verkleint het poriëngehalte net zo lang totdat
11
