Способ испытания грунтов на сдвиг и устройство для его осуществления

 

1. Способ испытания грунтов на сдвиг, включакиций размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах камеры испытания, приложение вертикальной ступенчато-возрастающей осевой нагрузки на верхний торец образца грунта и горизонтальной ступенчато-возрастающей нагрузки на образец грунта через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной деформации образца грунта и деформации сдвига в плоскости среза на каждой ступени нагрузки и определение параметров сопротивления грунта сдвигу по расчетной формуле, отличающийс я тем, что, с целью повьшения точности определения параметров сопротивления грунтов сдвигу, при приложении вертикальной и горизонтальной ступенчато-возрастающих нагрузок одновременно прилагают встречную симметричную ступенчато-возрастающую вертикальную нагрузку на нижний торец образца грунта и горизонтальную - на верхнюю обойму, причем оба торца образца грунта и обе обоймы с грунтом на каждой ступени нагрузки перемещают с постоянной величиной нагрузки , скорости деформации и сдвига соответственно. 2.Способ поп, 1,отличающий с я тем, что встречные вертикальные и горизонтальные нагрузки на образец грунта прилагают одновременно (Л 3.Устройство для испытания грунтов на сдвиг, включающее платформу, верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя из которых установлена неподвижно на платформе, вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта, состоящую из верхней обоймы со штампом и крышкой, опертой на роликовую каретку верхней плиты, и нижней подвижной обоймы с крышкой, опертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца, установленные между обоймами, нижний и верхний домкраты и измерительные приспособления, отличающеес я тем, что, с целью повьшения точности определения параметров сопротивления грунтов сдвигу, камера для образца грунта снабжена дополнительным штампом, размещенным в нижней обойме, патрубками, соединенными с крышками для подключения к системе пневматического погружения, диафрагмами , расположенными соответственно

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECllVSJlHH

09) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (21) 3551590/29-33 (22) 09.02.83 (46) 07.06.84. Бюл. - 21 (72) А.Л.Крыжановский, Т.Рахманов и P.Ã.Ïîãîñÿí (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В.Куйбышева (53) 624.131.377(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 903468, кл. Е 02 D 1/02, 1979.

2. Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу.

ГОСТ 12248-78. N. 1979, с. 4-11 (прототип).

3. Патент США М 3127765, кл. 73-94, 1961.

4. Бондарчук Г.К. Методы определения прочности глинистых грунтов.

М., "Недра", 1974, с. 122 (прототип). (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НА

СДВИГ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ испытания грунтов на сдвиг, включающий размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах камеры испытания, приложение вертикальной ступенчато-возрастающей осевой нагрузки на верхний торец образца грунта и горизонтальной ступенчато-возрастающей нагрузки на образец грунта через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной деформации образца грунта и деформации сдвига в плоскости среза на каждой ступени нагрузки и определение параметров сопротивления грунта сдвигу по расчетной формуле, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров сопроз(д) G О1 N 3/10; Е 02 D 1/00 тивления грунтов сдвигу, при приложении вертикальной v горизонтальной ступенчато-возрастающих нагрузок одновременно прилагают встречную симметричную ступенчато-возрастающую вертикальную нагрузку на нижний торец образца грунта и горизонтальную — на верхнюю обойму, причем оба торца образца грунта и обе обоймы с грунтом на каждой ступени нагрузки перемещают с постоянной величиной нагрузки, скорости деформации и сдвига соответственно.

2. Способ пл и. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что встречные вертикальные и горизонтальные нагрузки на @

С! образец грунта прилагают одновременно

3. Устройство для испытания грунтов иа сдвиг, включающее платформу, С верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя из которых уста- Я новлена неподвижно на платформе, вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта, состоящую из верхней обоймы со штампом и крышкой, опертой на роликовую каретку верхней плиты, и нижней подвижной обоймы с крышкой, опертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца, установленные между обоймами, нижний и верхний домкраты и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения параметров со- ф противления грунтов сдвигу, камера для образца грунта снабжена дополнительным штампом, размещенным в нижней обойме, патрубками, соединенными с крышками для подключения к системе пневматического погружения, диафрагмами, расположенными соответственно

1096 >27 под верхней и над нижней крьппками, и прокладками, размещенными соответственно между верхними и нижними

Изобретение относится к области механики грунтов и предназначается для определения прочностных характеристик грунтов.

Известен способ испытания грунтов 5 на сдвиг, включающий размещение образца грунта в камере, погружение в него лопастной крыльчатки, вращение ее и срез грунта по цилиндрической поверхности с одновременным измерени- 10 ем крутящего момента Г11.

Недостатком этого способа является низкая точность определения величин сопротивления сдвигу из-за нарушения структуры образца грунта при вдавливании в него крыльчатки.

Наиболее близким к изобретению является способ испытания грунтов на сдвиг, включающий размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах камеры испытания, приложение вертикальной ступенчато †возрастающ осевой нагрузки на верхний торец образца. грунта и горизонтальной ступенчатовозрастающей нагрузки на образец грун->5 та через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной деформации образца грунта и деформации сдвига в плоскости среза на каждой ступени нагрузки и определение параметров сопротивле- ЗО ния грунта сдвигу по расчетной формуле 2 .

Недостатками известного способа являются несимметричное относительно плоскости сдвига перемещение штампов, З передающих вертикально действующие усилия, и несимметричное относительно центральной вертикальной оси перемещение обойм. Несимметрия сушественно увеличивает неоднородность напряженно-деформированного состояния образца грунта в срезном приборе, что снижает точность определения харектеристик сопротивления грунтов сдвигу. Неподвижность нижнего торцового штампа и одностороннее вертикальное перемещение грунта при уплоткрышками и обоймами, при этом верхняя обойма камеры выполнена подвижной и соединена с верхним домкратом. нении приводит к более значительному трению между сдвижными обоймами и образцом грунта по сравнению с вариантом конструкции, где верхний и нижний штампы передают активно равные между собой вертикальные усилия, направленные навстречу друг другу.

Известно устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее платформу с ванной, внутри которбй размещены нижняя неподвижная и верхняя подвижная обоймы камеры для образца грунта, вертикальное и горизонтальное нагрузочное устройства и измерительные приборы 1 3 3.

Недостатком этого устройства является низкая точность испытания грунтов.

Наиболее близким к изобретению является устройство для испытания грунтов на сдвиг, включающее платформу, верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя из которых установлена неподвижно на платформе, вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта, состоящую из верхней обоймы со штампом и крышкой„ опертой на роликовую каретку верхней плиты,,и нижней подвижной обоймы с крышкой, спертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца, установленные между обоймами, нижний и верхний домкраты и измерительные приспособления (А 3.

Недостатком известного устройства также является низкая точность определения величин сопротивления грунта сдвигу из-за неподвижности нижнего торца образца грунта при вертикальной нагрузке и неподвижности части грунта в верхней обойме при приложении горизонтальной нагрузки.

Цель изобретения — повышение точности определения параметров сопротивления грунтов сдвигу. о

Цель достигается тем, что согласно способу испытания грунтов на

1096527 образом, на образец грунта прикладывают встречные симметричные нагрузки посредством штампов 12 и 2 1. сдвиг, включающему размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах камеры испытания, приложение вертикальной ступенчато-возрастающей осевой нагрузки на верхний торец образца грунта и горизонтальной ступенчато-возрастающей нагрузки на образец грунта через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной дефор10 мации образца грунта и деформации сдвига в плоскости среза на каждой ступени нагрузки и определение параметров сопротивления грунта сдвигу по расчетной формуле, при приложении вертикальной и горизонтальной ступен15 чато-возрастающих нагрузок одновременно прилагают встречную симметричную ступенчато-возрастающую вертикальную нагрузку на нижний торец образца

20 грунта и горизонтальную — на верхнюю обойму, причем оба торца образца грунта и обе обоймы с грунтом на каждой ступени нагрузки перемещают с постоянной величиной нагрузки, скорости

25 деформации и сдвига соответственно.

При этом встречные вертикальные и горизонтальные нагрузки на образец грунта прилагают одновременно.

Кроме того, в устройстве, включающем платформу, верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя из которых установлена неподвижно на платформе, вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта, состоящую из верхней обоймы Со штам- З5 пом и крышкой, опертой на роликовую каретку верхней плиты, и нижней подвижной обоймы с крышкой, опертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца, установленные между обоймами, нижний и верхний домкраты и измерительные приспособления, камера для образца грунта снабжена допол= нительным штампом, размещенным в нижней обойме, патрубками, соединенными с крышками для подключения к системе пневматического погружения, диафрагмами, расположенными соответственно под верхней и над нижней крышками, и прокладками, размещенными соответст-50 венно между верхними и нижними крышками и обоймами, при этом верхняя обойма камеры выполнена подвижной и соединена с верхним домкратом.

На фиг. 1 дана схема устройства;

S5 на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. f; на фиг. 3 — схема испытания грунтов на сдвиг.

Устройство включает платфорл у 1, неподвижно установленную на ней нижнюю плиту 2, на которой закреплены вертикальные опорные элементы 3 и 4 и размещена роликовая каретка 5, верхнюю плиту 6 с роликовой кареткой 7 и размещенную между роликовыми каретками 5 и 7 камеру 8 для образца грунта. Камера состоит из нижней крышки 9 с прокладками 10 и 11, внутри которой размещены нижний штамп 12, резиновая диафрагма 13 и поршень 14, нижней обоймы 15, установленной на прокладке 11, разрезных колец 16 и верхней обоймы 17, на которой последовательно установлены прокладки 18 и 19 и верхняя крышка 20, внутри которой размещены верхний штамп 21, резиновая диафрагма 22 и поршень 23.

Верхняя и нижняя плиты скреплены между собой затяжными болтами 24. На опорных элементах 3 и 4 закреплены верхний и нижний домкраты 25 и 26 с динамометрами 27 и 28. Домкраты 25 и 26 торцами оперты на обоймы 15 и 17.

Крышки снабжены патрубками 29 и 30 для подключения к системе пневматического нагружения (не показано).

Для регистрации вертикальных деформаций образца грунта устройство снабжено индикаторами 31.

Способ осуществляют следующим образом.

На нижней каретке размещают крышку 9, прокладки 10 и 11 с диафрагмой 13, поршнем 14 и штампом 12, нижнюю обойму 15, разрезные кольца 16 и верхнюю обойму 17. Обоймы 15 и 17 заполняют образцом грунта. Затем устанавливают прокладки 18 и 19, штамп 21, поршень 23 с диафрагмой 22 и крышку 20, затем роликовую каретку 7 и плиту 6. Посредством болтов 24 натягивают все детали устройства в рабочее положение. Из пневматической системы (не показана) посредством патрубков 29 и 30 подают воздух на поршень 14 и 23 с диафрагмами 22 и 13.

Усилия от поршней 14 и 23 передаются на грунт посредством штампов 12 и 2! и сжимают образец грунта. Перемещение штампов 12 и 21 и деформацию грунта фиксируют посредством индикаторов 31, а усилие измеряют манометрами ;не показаны) пневматической системы. Таким

1096527

На образец грунта могут быть приложены вертикальные статические или динамические сжимающие нагрузки. Статическую нагрузку прикладывают, например, возрастающими ступенями. На- Ь пример, на образец грунта толщиной

130 мм прилагают вертикальные встречные нагрузки величиной 5,0 кг/см со шкалой ступене" 0 5 кг/см и уплотняют грунт.

После завершения фиксации вертикальной деформации грунта начинают испытание его непосредственно на сдвиг. Посредством домкратов 25 и 26 на нижнюю и верхнюю обоймы 15 и 17 прикладывают горизонтальную нагрузку, например статическую, с возрастающими ступенями.

Задают величину встречных перемещений обойм 15 и 17, например на 1 мм,20 посредством домкратов 25 и 26 до стабилизации величин усилий на динамометрах 27 и 28. Затем увеличивают величины горизонтальных перемещений корпусов ступенями, например, до

22 мм со ступенями через 1 мм и аналогичным образом фиксируют величины горизонтальнык усилий посредством динамометров. При испытании грунтов непосредственно фиксируют пиковые и остаточные значения величин сопротивления грунта сдвигу.

Применение предлагаемого способа позволит с высокой точностью определять величину сопротивления грунта сдвигу, что обеспечит снижение коэффициента запаса прочности при проектировании фундаментов и повышение их надежности в период эксплуатации. ("!! 17 г

10 365 2 7

Фкииал Я3Щ "11э евт", r Ужгородв ул. Проек .най, 4

ЯНИБИ

Тираж 8"-

Заказ 3815/10

Подлясное