FI96243C - Menetelmä ja laite rakeisten maamassojen ominaisuuksien mittaamiseksi - Google Patents

Description

96243

Menetelmä ja laite rakeisten maamassojen ominaisuuksien mittaamiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä rakeisten 5 maamassojen ominaisuuksien, kuten elastisten, plastisten ja viskoottisten muodonmuutosvastusten mittaamiseksi kuormituksen alaisina, jonka menetelmän mukaisesti - massasta otettua näytettä puristetaan sylinterissä vakiovoimalla sylinterin tasomaisen pohjalevyn ja kan- 10 silevyn välissä, - pohja- ja kansilevyjen kohtisuorat keskiakselit poikkeutetaan kulman verran sylinterin keskiakselista samassa tasossa samaan suuntaan, - muokataan näytettä vakiopuristuksen alaisena mails nittujen levyjen välissä muuttamalla levyjen asentoja kiertyvästi sylinterin keskiakselin suhteen levyjen säilyessä yhdensuuntaisina, ja - mitataan näytteen muodonmuutoksia ja vastaavia jännityksiä.

20 Maamassoilla tarkoitetaan tässä yhteydessä soraa, hiekkaa, murskeita kalliomurske mukaanluettuna, jäykkää tuoretta betonia ja sentapaisia rakeisia aineosia.

Maarakentamisessa tarvitaan tietoa maamassan soveltuvuudesta kulloinkin kyseessä olevaan tarkoitukseen, ku- 25 ten maamassojen muuttumisesta tienrakennuksessa liikenne- kuormien alla, rakennusten perustusten käyttäytymisestä maanjäristysalueilla, merenpohjan kantavuudesta öljynporauslautan jalan alla ja rakeisen massan käyttäytymisestä kuljetuksessa ja tiivistyksessä.

30 Kuorman alaisena maamassoissa tapahtuu elastisia eli palautuvia muodonmuutoksia. Jos kuorma on riittävän suuri, se aiheuttaa maamassassa myös plastisia eli palautumattomia muodonmuutoksia, jotka usein johtavat rakenteen vaurioitumiseen.

35 Jos massassa on jäykkiä viskoottisia aineosia, se 2 96243 käyttäytyy visko-elastoplastisesti, jolloin viskoottinen muodonmuutosvastus ilmenee samalla tavalla kuin plastinen vastus. Tämä ilmiö tunnetaan hyvin sellaisten tien pinnoituksessa käytettyjen massojen, joihin on sekoitettu bitu-5 mia kuten asfaltin yhteydessä. Viskoottisen vastuksen erikoispiirteenä on se, että se pienenee, jos liukunopeutta pienennetään tai näytteen lämpötilaa nostetaan. Näiden toimenpiteiden avulla voidaan viskoottinen ja plastinen vastus erottaa toisistaan.

10 Kun laitteen tai rakennuksen perustus mitoitetaan kantamaan jaksollisia kuormituksia, työssä on tavoitteena se, että pohjamaassa ei tapahdu haitallisia palautumattomia (plastisia) muodonmuutoksia. Tätä varten on tärkeää, että massan sekä elastinen että plastinen käyttäytyminen 15 voidaan mitata mahdollisimman luotettavasti varsinkin näiden kahden ilmiön raja-alueella. Aikaisemmilla menetelmillä mitatut lujuudet ja tiedot massan käyttäytymisestä ovat olleet suuripiirteisiä, koska mittaaminen on ollut työlästä ja epätarkkaa.

20 Rakentamisessa pyritään kustannusten takia välttä mään suurten maamassojen siirtoja. Siksi halutaan tiedot kaikkien rakennuspaikkaa lähellä olevien käyttökelpoisten massojen ominaisuuksista. Rakennustyössä sekoitetaan usein eri massoja, esimerkiksi soraa ja mursketta, toisiinsa. 25 Tällöin on sekoitetun massan ominaisuuksia kontrolloitava jatkuvilla mittauksilla. Myös näissä mittauksissa on tärkeää, että massan elastinen ja plastinen käyttäytyminen voidaan mitata erillisinä.

Asfaltin kehittämisessä, tutkimuksissa ja teiden 30 pinnoittamisessa on lisäksi tärkeää tuntea massan viskoot-tiset ominaisuudet, jotta kiviaineksen tiivistysominaisuu-det, bitumin määrä ja viskositeetti voitaisiin suhteuttaa toisiinsa asfalttimassan valmistuksessa.

Maamassan elastisia ja plastisia muodonmuutoksia ja 35 jännityksiä jaksollisissa kuormituksissa mitataan labora-

II

3 96243 torioissa yleisesti mm. leikkausrasian (Shear box) ja ns. kolmiakselilaitteen (Tri-axial tester) avulla. Näissä kokeissa on monia käytännön vaikeuksia. Niissä liike tapahtuu yhteen suuntaan edestakaisin. Sellaisen jaksollisen 5 liikkeen järjestämiseen tarvitaan monimutkaiset ja kalliit laitteet. Suurten muodonmuutosten eli plastisen alueen tutkiminen ei ole erityisen tarkkaa, koska muodonmuutos-kenttä on kummankin laitteen näytteessä kovin epähomogeeninen. Näistä ja muistakin syistä johtuen tuloksissa on 10 paljon hajontaa, joten niihin ei voi paljoa luottaa.

FI-patenttijulkaisusta 75672 on aikaisemmin tunnettu menetelmä ja laitteisto jäykän, rakeisen massan ominaisuuksien, erikoisesti tiivistettävyyden mittaamiseksi. Tämän menetelmän mukaisesti massasta otetaan painoltaan tun-15 nettu näyte, puristetaan näytettä kahdelta vastakkaiselta suunnalta vakiovoimalla ja leikkaustiivistetään näytettä vakiopuristuksen alaisena kahden keskenään yhdensuuntaisen, asentoaan kiertyvästi vaihtavan kaltevan tason välissä leikkaustiivistyksen kohdistamiseksi näytteeseen. Näyt-20 teen tilavuus mitataan tiivistymisen alussa ja määrätyn tiivistystyön jälkeen ja verrataan näytteen tilavuudenmuu-tosta kokeellisesti määriteltyihin raja-arvoihin.

Mainitulla tunnetulla menetelmällä mitataan kaltevien tasojen kiertymistä vastustavan momentin suuruus 25 näytteestä, niin että saadaan tieto eri massojen plastisista muodonmuutoksista ja jännityksistä. Maamassojen elastisten muodonmuutosten aiheuttamat elastiset jännitykset on vuorostaan mitattu edellä kuvatuilla laboratorio-laitteilla.

30 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada mene telmä, joka mahdollistaa massan elastisten, plastisten ja myös viskoottisten ominaisuuksien mittaamisen luotettavalla tavalla. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, että näyttees-35 tä mitataan näytteen muodonmuutoksia vastustavia voimia 4 96243 sekä kulmapoikkeaman (näytteen säteen) suunnassa elastisen ja mahdollisen viskoottisen muodonmuutosvastuksen määrittämiseksi että kulmapoikkeaman kiertosuunnassa plastisen ja mahdollisen viskoottisen muodonmuutosvastuksen määrit-5 tämiseksi.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan massan elastista ja plastista käyttäytymistä seurata erillisinä tapahtumina saman mittauskierroksen aikana. Tämän ansiosta tulevat massan elastiset ja plastiset jännitykset mita-10 tuiksi todellisia olosuhteita vastaavassa tilanteessa, koska käytännössä massa joutuu yhtäaikaisesti sekä elastisia että plastisia muodonmuutoksia aiheuttavien kuormien alaiseksi.

Kun massan muodonmuutos on elastinen, niin myös 15 jännitykset ovat elastisia. Kun muodonmuutos on suurempi ja osaksi plastinen, massassa on molempia jännityksiä. Kun kuorma poistuu, palautuvat muodonmuutokset jäävät jäljelle, mutta molemmat jännitykset poistuvat. Plastinen jännitys on palautumattoman muodonmuutoksen "vastus". Kun esi-20 merkiksi tien rakennekerrosten käyttäytymiselle tehdään matemaattinen malli, tarvitaan tieto samanaikaisesti samassa tiiviydessä sekä elastisista jännityksistä että muodonmuutoksesta ja plastisesta muodonmuutosvastuksesta. Jotta tähän tarkoitukseen saadaan jatkuva, aukoton tieto 25 jännityksistä ja muodonmuutoksesta, on edullista mitata ne samanaikaisesti. Erillisten luotettavien yksittäisten mittaustietojen saaminen nykyisillä menetelmillä on ollut kovin työlästä, koska on ollut pakko tehdä useita kokeita eri laitteilla. Näytteiden valmistuksessa jää niiden ti-30 heyksiin virheitä, ja tulokset ovat olleet epäluotettavia.

Kun massojen sekä elastinen että plastinen käyttäytyminen tunnetaan, niiden kantavuutta ja käyttöominaisuuksia voidaan vertailla ja esimerkiksi tienrakennukseen valita kelvollisia massoja.

35 Keksinnön kohteena on myös laitteisto edellä seli-

II

5 96243 tetyn mukaisen menetelmän soveltamiseksi käytännössä, ja tälle laitteistolle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 5.

Keksinnön mukaisella laitteistolla on keksinnön mu-5 kainen menetelmä toteutettavissa ja menetelmän tarjoamat edut saavutettavissa yksinkertaisin välinein.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot IA ja IB esittävät kaavamaisesti keksinnön 10 mukaisen menetelmän toimintaperiaatetta, kuvio 2 esittää edestä nähtynä erään keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävän laitteiston rakennetta täyttöasennossa, ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaisen laitteen erästä 15 yksityiskohtaa suuremmassa mittakaavassa, kuviot 4 ja 5 esittävät keksinnön mukaisen laitteiston ensimmäistä sovellutusmuotoa, ja kuviot 6 ja 7 esittävät keksinnön mukaisen laitteiston toista sovellutusmuotoa.

20 Piirustusten kuviossa IA esitetty massanäyte 1 on lieriömäinen ja suljettu pohjan 7a ja kannen 6a väliin. Pohja ja kansi ovat keskenään samansuuntaiset, mutta lieriön keskiviiva A poikkeaa kulman a verran pohjan ja kannen normaalin suunnasta B. Tämä poikkeama a on lieriön 25 liikekulma.

Näytettä pyöritetään pohjan normaaliin B yhtyvän pyörimisakselin C ympäri liikekulman säilyessä muuttumattomana, jolloin liikekulma kiertää tasaisesti näytteen pyörimisakselin C ympäri. Pohja ja kansi pysyvät saman-30 suuntaisina, mutta eivät pyöri keskipisteensä (normaalin B) ympäri, vaan siirtyvät liikekulman mukana.

Kuvio IB esittää massanäytettä poikkileikattuna. Näytettä pyöritettäessä mainitulla liikekulmalla pyörimisakselin ympäri syntyy massaan leikkausvoimia, joiden 35 resultantti FR poikkileikkauspinnassa on kulman a eli 6 96243 näytteen säteen suuntainen ja kiertää tämän kulman mukana. Jos muodonmuutos on täysin elastinen, palautuu liikekulma nollaksi ja resultantti FR nollaksi, kun massanäytteen pyörittäminen lopetetaan ja näyte vapautetaan.

5 Kun massanäytettä pyöritetään suuremmalla liikekul- malla pyörimisakselin C suhteen, vaikuttavat massan poikkileikkauspinnassa sekä elastisten leikkausvoimien resultantti FR että plastisten leikkausvoimien resultantti FT. Elastinen resultantti FR vastustaa elastista muodonmuutos-10 ta eli liikekulman muuttumista. Plastinen resultantti FT vastustaa muodonmuutosta eli liikekulman pyörimistä. Plastisen resultantin suunta on liikekulman liikeradan D tangentin suuntainen, kuten kuviossa IB on esitetty. Nämä kaksi voimaa eli näytteessä vallitsevaa jännitystä voidaan 15 erottaa toisistaan vaikutussuuntansa perusteella.

Puristusvoima, jonka alaisena näyte pidetään mittauksen aikana, on samaa suuruusluokkaa kuin se, millä massa tulee kuormitetuksi käyttökohteessa. Esim. tienrakennuksessa on suurin paine kuorma-auton pyörän alla n. 20 0,6 - 1 MPa.

Pyörimisnopeuden on oltava niin pieni, että kiihty-vyysvoimat eivät häiritse mittauksia. Suurimmat nopeudet ovat esim. 80 - 150 kierr./min. Asfalttia tutkittaessa bitumin viskositeetti tekee massan jäykäksi, jolloin sopiva 25 nopeus on 10 - 30 kierr./min.

Liikekulma on tavallisesti 1° - 3° silloin, kun massan halutaan tiivistyvän. Pelkästään elastista aluetta tutkittaessa voidaan liikekulma valita pienemmäksi, esim. 0,2° - 0,5°.

30 Elastinen voimaresu1tantti FR ja plastinen voimare- sultantti FT voidaan mitata FI-patentissa 75672 esitetyn tapaisella laitteistolla sopivasti muunnettuna. FI-paten-tin mukaisessa laitteistossa massanäyte pysyy mittauksen aikana pyörimättömänä samoin kuin ympyrän muotoinen pohja-35 levy ja kansilevy. Vain ylämäntä ja alamäntä, joissa on il 7 96243 viistotut päät, joilla männät painautuvat pohja- ja kansi-levyjä vasten, pyörivät näytteen keskiakseliin yhtyvän pyörimisakselin ympäri.

Kuviossa 2 on esitetty periaatteellisesti FI-paten-5 tissa 75672 kuvattu laite, joka on muunnettu niin, että sitä voidaan käyttää keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen. Viitenumeron 1 avulla kuvioon 2 on merkitty periaatteellisesti laitteen runko. Viitenumeroiden 2 ja 3 avulla kuvioon 2 on puolestaan merkitty voimansiirtoväli-10 neet, esimerkiksi ketjut tai hammashihnat ja viitenumeron 4 avulla väliakseli, joiden avulla ylä- ja alamännän 6, 7 pyörimisakseleiden 5b, 5a pyörimisliike on synkronoitu yhteen. Mittauslaitteiston ylä- ja alamäntien 6, 7 pyöritys-koneistojen yhteyteen on sovitettu epäkeskolaitteet 8, 9, 15 joiden avulla mäntien keskiakselit saadaan poikkeutetuksi liikekulman verran näytteen keskiakseliin yhtyvän pyörimisakselin C suhteen. Ylä- ja alamäntien epäkeskolaitteita pyöritetään synkronisesti kuten edellä on todettu, jolloin pohja 7a ja kansi 6a kiertyvät liikekulman mukana pyöri-20 misakselin ympäri pyörimättä itse keskiakseleidensa ympäri. Pohja ja kansi joutuvat tällöin suorittamaan kiertyvää aaltoliikettä massanäytteen päätypintoja vasten. Viitenumeron 10 avulla on merkitty työsylinteri, johon mitattava massanäyte sijoitetaan.

25 Pyörimisakseli 5b on edullisesti pituussuunnassaan pitenevä akseli, jolloin ylämäntä 6 voidaan laakeroida liukuvasti runkoon 1 ja näin saada aikaan sylinterissä 10 olevan massaan kokonpuristuminen sylinterin 10 aksiaali-suunnassa. Em. puristusliike voidaan saada aikaan millä 30 tahansa sinänsä tunnetuilla välineillä. Pyörimisakselin 5a alapäässä on lisäksi kollektori, jonka avulla sähköiset signaalit saadaan ulos laitteelta.

Kuviossa 3 on esitetty alamännän pyörityskoneisto suuremmassa mittakaavassa. Kuviossa 3 on käytetty vastaa-35 vissa kohdissa samoja viitenumerolta kuin kuviossa 2. Vii- 8 96243 tenumeron 2a avulla kuvioon 3 on lisäksi merkitty ketju-pyörä, joka on sovitettu toimimaan yhdessä voimansiirtovä-lineen 2 kanssa. Epäkeskorakenne on muodostettu kahden levymäisen elementin 9a, 9b avulla. Levymäisten elementtien 5 9a, 9b sijaintia toistensa suhteen voidaan säätää ruuvi- elinten 9c avulla. Pohja 7a on kiinnitetty elementin 9a varsiosaan 11 nivelvarren 12 avulla.

Kannen 6a liikuttelumekanismi on mekaanisesti täysin samanlainen kuin edellä esitetty pohjan 7a liikuttelu-10 mekanismi. Erona on ainoastaan mittausjärjestely, joka on ainoastaan pohjan liikuttelumekanismin yhteydessä. Keksinnössä lähdetään siitä, että pohjassa ja kannessa vallitsevat yhtä suuret voimat. Mittausjärjestelyä selvitetään tarkemmin myöhemmin.

15 Aiemmin mainittujen voimien FR ja FT mittaamiseksi on pohjan liikuttelumekanismiin sovitettu mittausanturit, joina voivat toimia esimerkiksi vaakalaitteissa ja voimien mittauksessa yleisesti käytetyt venymämittausliuskat, jotka on kiinnitetty koneen mekaanisiin osiin mittaamaan ve-20 to- ja puristusjännityksiä. Mitattavat voimat saavat aikaan koneen elimissä taivutusjännityksiä. Mittausanturit sijoitetaan siten, että ne havaitsevat tällaiset jännitykset mahdollisimman selvinä. Kuvioissa 4 - 7 on esitetty kaksi esimerkkiä mittauksen käytännön järjestelyistä.

25 Kuvioiden 4 ja 5 sovelluksessa venymäliuskat 13 - 16 on sijoitettu epäkeskon pyörivään varsiosaan 11. Venymäliuskat 13 ja 16 on sijoitettu poikkileikkaukseltaan ne-liömuotoiseen varsiosaan 11 niin, että epäkeskoliikkeen säteen suuntainen voima FR saa niissä aikaan selvän sähkö-30 virran muutoksen eli signaalin. Vastaavasti venymäliuskat 14 ja 15 mittaavat tangentin suuntaisia voimia FT. Venymäliuskojen sijoitus näkyy erityisen selvästi kuviossa 5.

Kuvioissa 6 ja 7 on esitetty toinen sovellutusmuo-to. Tässä sovellutusmuodossa on käytetty ainoastaan kahta 35 venymäliuskaa 17 ja 18, jotka on sovitettu nivelvarteen li 9 96243 12. Venymäliuskojen 17, 18 sijoitus näkyy erityisen hyvin kuviossa 7. Venymäliuskat 17, 18 mittaavat nivelvarteen 12 vaikuttavaa taivutusmomenttia yhteen suuntaan. Pohjaan 7a vaikuttavat näytteen elastiset ja plastiset jännitykset.

5 Niiden kummankin suunta pyörii laitteen epäkeskoakselin mukana. Lähestymisanturi 19 ilmaisee epäkeskon asennon. Mittasignaalit saadaan ulos laitteesta aiemmin mainitun kollektorin avulla.

Kuvioiden 6 ja 7 mukaisessa sovellutusmuodossa ve-10 nymäliuskojen 17, 18 antama mittaustieto ilmaisee elasti sia voimia FR silloin, kun kulmapoikkeaman suunta on sama kuin liuskojen mittaussuunta. Kun sensijaan kulmapoikkeama on kohtisuorassa tätä suuntaa vastaan, mittaustieto ilmaisee plastisia voimia FT.

15 Kuten edellä on esitetty keksinnössä on olennaista, että voimien FR ja FT mittaamiseksi laitteiston epäkesko-rakenteeseen on kiinnitetty mittausanturit, jotka voivat olla esimerkiksi venymäliuska-antureita. Mittausanturit, joita voi olla esimerkiksi neljä tai kaksi on sovitettu 20 mittaamaan epäkeskovarren säteen suuntaisia voimia ja epä-keskovarren kiertoliikkeen tangentin suuntaisia voimia. Säteen suuntainen voima ilmaisee tällöin näytteessä esiintyvää elastista leikkausvastusta muodonmuutosta vastaan, ja tangentin suuntainen voima ilmaisee näytteessä esiinty-25 via plastisia ja viskoottisia jännityksiä, jotka vastustavat muodonmuutosliikettä eli pyörimisliikettä.

Näytteessä vallitsevat elastiset ja plastiset jännitykset. Ne riippuvat muodonmuutoksen suuruudesta. Jännitys vastustaa muodonmuutosta. Kun näyte on työsylinteris-30 sä, sen jännitykset heijastuvat voimina tai momentteina mittauslaitteiston mekaanisissa osissa. Jännityksiä massan sisällä on vaikeata mitata ja siksi mitataan laitteiston osiin kohdistuvia voimia tai momentteja. Kun mitataan sylinterin kannen keskipisteeseen vaikuttava säteen suuntai-35 nen voima FS ja tangentin suuntainen momentti (voima FT), 10 96243 saadaan näistä suureista johdettua elastista ja plastista muodonmuutosta vastustavat jännitykset.

Betonin ominaisuuksien käyttäytymistä kuormituksen alaisena on selostettu julkaisussa "Fresh Concrete, Pro-5 perties and Tests", Peter Bartos, Elsevier, Science Publishers, Amsterdam, 1992. Aineiden plastista muodonmuutos-teoriaa on selostettu julkaisussa "Theory of Perfectly Plastic Solids", J. Wiley & Sons, New York, 1951.

Kun näytteessä on mukana viskoottisia ainesosia, 10 näytteen käyttäytyminen muodonmuutoksessa on melko monimutkaista. Tarkoilla mittauksilla voidaan havaita viskoottisia liukumia myös sellaisessa rakeisessa massassa, joka muilta osiltaan käyttäytyy elastisesti. Myös tällöin on niille tunnusomaista se, että lämpötilan kohoaminen tai 15 liukunopeuden lasku pienentävät jännityksiä ja samalla suurentavat viskoottisia muodonmuutoksia. Tämä tarkoittaa, että viskoottisia muodonmuutoksia voidaan havaita myös voiman FR suunnassa. Silloinkin ne voidaan erottaa elastisista muodonmuutoksista vaihtelemalla näytteen lämpötilaa 20 ja nopeuksia.

Viskoottinen jännitys riippuu myös liukumanopeudes-ta. Se voidaan erottaa rakeisen massan plastisesta jännityksestä varioimalla liukuman nopeutta. Näytteen viskoot-tiset ominaisuudet riippuvat lähes aina myös näytteen läm-25 potilasta. Viskoottinen jännitys (vastus) voidaan erottaa plastisesta myös tarkkailemalla niitä eroja, joita syntyy näytteen käyttäytymiseen, kun lämpötilaa vaihdellaan.

Tässä yhteydessä ei paneuduta tarkemmin visko-alas-toplastisen massan jonkin verran monimutkaisiin ominais-30 piirteisiin. Tavallinen tien pinnoitteena käytetty asfalt- timassa sopii esimerkiksi massasta, jota voidaan tutkia tämän keksinnön mukaan. Näitä ilmiöitä on käsitelty paljon julkaisuissa, esimerkiksi C. Van der Poel'n julkaisussa "Time and temperature effects on the deformation of bitu-35 men and bitumen-material mixtures", Journ. Soc. Plastics 11 11 96243

Engs, 11, 1995, sekä julkaisussa "Pavement Design, Elastic Stiffness and Permanent Deformation", Lectures in Seminar "Bituminous Pavement", S.F. Brown, Oulu, Sept. 1993.

Claims (7)

12 96243

1. Menetelmä rakeisten maamassojen ominaisuuksien, kuten elastisten, plastisten ja viskoottisten muodonmuu-5 tosvastusten mittaamiseksi kuormituksen alaisina, jonka menetelmän mukaisesti - massasta otettua näytettä puristetaan sylinterissä vakiovoimalla sylinterin tasomaisen pohjalevyn ja kan-silevyn välissä, 10. pohja- ja kansilevyjen kohtisuorat keskiakselit poikkeutetaan kulman verran sylinterin keskiakselista samassa tasossa samaan suuntaan, - muokataan näytettä vakiopuristuksen alaisena mainittujen levyjen välissä muuttamalla levyjen asentoja 15 kiertyvästä sylinterin keskiakselin suhteen levyjen säilyessä yhdensuuntaisina, ja - mitataan näytteen muodonmuutoksia ja vastaavia jännityksiä, tunnettu siitä, - että näytteestä mitataan näytteen muodonmuutoksia 20 vastustavia voimia sekä kulmapoikkeaman (näytteen säteen) suunnassa elastisen ja mahdollisen viskoottisen muodonmuu-tosvastuksen määrittämiseksi että kulmapoikkeaman kiertosuunnassa plastisen ja mahdollisen viskoottisen muodon-muutosvastuksen määrittämiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että kiertosuuntainen voima mitataan eri kiertonopeuksilla ja/tai eri lämpötiloissa viskoottisen muodonmuutosvastuksen erottamiseksi plastisesta muodonmuu-tosvastuksesta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sylinterin ja sen levyjen keskiakseleita kierretään pohja- tai kansilevyn keskiakselin ympäri sylinterin ja levyjen keskiakseleiden välisen kulmapoikkeaman säilyessä suuruudeltaan muuttumattomana. Il 13 96243

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sylinterin levyjen keskiakse-leita kierretään sylinterin keskiakselin ympäri sylinterin ja levyjen keskiakseleiden välisen kulmapoikkeaman säi- 5 lyessä suuruudeltaan muuttumattomana.

5. Laitteisto maamassojen ominaisuuksien, kuten elastisten, plastisten ja viskoottisten muodonmuutosvas-tusten mittaamiseksi kuormituksen alaisina, jossa laitteistossa on 10. sylinteri (10) massanäytettä varten, joka on kan si- ja pohjalevyjen (6a,7a) sulkema, - välineet näytteen kokoonpuristamista varten, - välineet kansi- ja pohjalevyjen keskiakseleiden poikkeuttamiseksi yhdensuuntaisesti kulman verran sylinte- 15 rin keskiakselin tasossa sylinterin keskiakselin suhteen, ja - välineet kansi- ja pohjalevyjen keskiakseleiden saattamiseksi kiertämään sylinterin (10) keskiakselin ympäri mainitulla kulmapoikkeamalla tai vastaavasti sylinte- 20 rin keskiakseli kansi- ja pohjalevyjen (6a,7a) keskiakseleiden suuntaisen pyörimisakselin ympäri näytteen muokkaamista varten, tunnettu siitä, että se on varustettu välineellä (13-16;17,18) näytteen muodonmuutosta vastustavan voiman • 25 (FR) mittaamiseksi näytteen säteen suunnassa ja näytteen muodonmuutosta vastustavan voiman (FT) mittaamiseksi kulmapoikkeaman kiertosuunnassa.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että välineet (13-16) on muodos- 30 tettu kahdesta anturikokonaisuudesta (13,16 ja 15,14), jolloin toinen anturikokonaisuus (13,16) on sovitettu mittaamaan säteen suuntaisen voiman (FR) ja toinen (15,14) vastaavasti kulmapoikkeaman kiertosuunnassa vaikuttavan voiman (FT). 35 14 96243

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että se on varustettu laitteella (19) pohja- ja kansilevyn (7a,6a) sekä sylinterin (10) keskiakseleiden välisen kulmapoikkeaman suunnan ilmaisemi-5 seksi ja että välineet (17,18) on muodostettu yhdestä an-turikokonaisuudesta, joka on sovitettu mittaamaan säteen suuntaisia voimia (FR) silloin, kun kulmapoikkeaman suunta on sama kuin anturikokonaisuuden (17,18) mittaussuunta ja kulmapoikkeaman kiertosuunnassa vaikuttavia voimia (FT) 10 silloin, kun kulmapoikkeama on kohtisuorassa anturikokonaisuuden (17,18) mittaussuuntaa vasten. Il 15 96243