Способ определения размера частиц,контролирующего прочностные свойства несвязного грунта

 

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению характеристик физико-механических свойств грунтов, и может использоваться в горнорудной промышленности и инженерно-геологических исследованиях грунтов. Целью изобретения является снижение трудоемкости определения путем уменьшения этапов определения размера частиц, контролирующего прочностные свойства несвязного грунта. Для этого после определения гранулометрического состава грунта поочередно из каждой его фракции , начиная с самой крупной, извлекают пары частиц и определяют для них коэффициенты межчастичного трения ( (U ) при различных нагрузках до появления изменения величин jit . Отделяют из грунта наиболее крупные фракции частиц, суммарное содержание которых в грунте определяют расчетным путем с учетом величины суммарного содержания в грунте наиболее крупных фракций, имеющих одинаковый коэффициент межчастичного трения, не зависящий от нагрузки. В самую крупную фракцию оставшегося грунта добавляют частицы того же размера в количестве, равном в мас.% количеству отдельных частиц, и определяют сопротивление срезу полученного грунта. После этого продолжают последовательные этапы определения размера частиц, определяя размер частиц, контролирующих прочностные свойства грунта, как среднее наибольших размеров частиц фракций, примыкающих к наибольшим граничным фракциям грунтов, испытанных на последнем и предпоследнем этапах определения. б {Л с со ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 2 А1 ()9) SU ()I) (51) 4 С 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

113 ., Я,(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3951915/29-33 (22) 11.09.85 (46) 15.05.87, Бюл. № 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.E.Âåäåíååâà (72) Б.И.Балыков (53) 624.131(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1150536, кл. G 01 N 33/24, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1250946, кл. G 01 N 33/24, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ, КОНТРОЛИРУЮЩЕГО ПРОЧНОСТНЫЕ

СВОЙСТВА НЕСВЯЗНОГО ГРУНТА (57) Изобретение относится к области строительства, в частности к определению характеристик физико-механических свойств грунтов, и может использоваться в горнорудной промышленности и инженерно-геологических исследованиях грунтов. Целью изобретения является снижение трудоемкости определения путем уменьшения этапов определения размера частиц, контролирующего прочностные свойства несвязного грунта. Для этого после определения гранулометрического состава грунта поочередно из каждой его фракции, начиная с самой крупной, извлекают пары частиц и определяют для них коэффициенты межчастичного трения (I0 ) при различных нагрузках до появления изменения величин p . Отделяют из грунта наиболее крупные фракции частиц, суммарное содержание которых

1 в грунте определяют расчетным путем с учетом величины суммарного содержания в грунте наиболее крупных фракций, имеющих одинаковый коэффициент межчастичного трения, не зависящий от нагрузки. В самую крупную фракцию оставшегося грунта добавляют частицы того же размера в количестве, равном в мас.7 количеству отдельных частиц, и определяют сопротивление срезу полученного грунта. После этого продолжают последовательные этапы определения размера частиц, определяя размер частиц, контролирующих прочностные свойства грунта, как среднее наибольших размеров частиц фракций, примыкающих к наибольшим граничным фракциям грунтов, испытанных на последнем 4 и предпоследнем этапах определения. 4

13107

Изобретение относится к строительству, в частности к определению характеристик физико-механических свойств грунтов и может быть использовано в горнорудной промьппленности и инженерно-геологических исследованиях грунтов.

Цель изобретения — снижение трудоемкости определения путем уменьшения количества этапов определения 10 размера.

Способ осуществляют следующим образом.

Навеску грунта разделяют с помощью сит на фракции и определяют грануло- 15 метрический состав грунта, Затем поочередно из каждой фракции грунта, начиная с самой крупной, извлекают пары частиц и определяют для них коэффициенты межчастичного 20 трения при различных нагрузках до появления изменения величины указанного коэффициента, На первом этапе определения размера частиц отделяют из грунта все наиболее крупные фракции частиц, суммарное содержание 9 которых в грунте определяют по формуле (в зависимости от величин суммарного содержания в грунте наиболее крупных фракций, имеющих одинаковый коэффициент щ межчастичного трения частиц, незави-. сящий от величины нагрузки).

Х 35

100— ус

Далее в самую крупную фракцию оставшегося грунта добавляют частицы того же размера (в процентах по мас- 40 се) столько же, сколько отделили. более крупных частиц. Определяют сопротивление срезу полученного грунта.

Затем OTpeJIRNT наибольшую по круп» 45 ности граничную фракцию полученного грунта, добавляют в самую крупную фракцию оставшегося грунта частицы того же размера и определяют сопротивление срезу полученного грунта.

Отделяют самую крупную фракцию полученного грунта вместе с добавленными частицами, добавляют в грунт частицы наибольшей по крупности .фракции исходного грунта и снова определяют сопротивление срезу полученного грун.та, Повторяют этапы определения (при сохранении равенства содержаний (в процентах по массе) отделенных и до22 2 бавленных частиц) до появления изменения сопротивления срезу полученного грунта. После чего определяют размер частиц, контролирующих прочностные свойства несвязнЬго грунта, как среднее наибольших размеров частиц фракций, примыкающих к наибольшим граничным фракциям грунтов, испытанных на последнем и предпоследнем этапах определения.

Пример. Испытанию подвергался ирганайский аллювиальный грунт.

В начале определили гранулометрический состав грунта, I

Далее из каждой фракции частиц грунта, начиная с самой крупной фракции 20-40 мм, извлекли пары частиц, и определили коэффициент межчастичного трения этих пар при различных нагрузках. Коэффициенты межчастичного трения фракций 20-40, 10-20, 5-10 мм, которые состояли из хорошо окатанных частиц, практически одинаковы и практически не зависят от величины нагрузок. В среднем их коэффициент межчастичного трения равен

0,56..Коэффициент межчастичного трения фракции 2-5 мм существенно отличается по величине от коэффициента межчастичного трения более крупных фракций. Для усилия Р, прижимающего частицы друг к другу в точке контакта, равного 5Н, он составляет 0,91.

Суммарное содержание по массе в ирганайском аллювиальном грунте наиболее крупных фракций 20-40, 1020, 5-10 мм и имеющих одинаковый коэффициент межчастичного. трения, равно 50Х. Суммарное содержание . Е, фракций, которые могут быть отделены из грунта одновременно на первом этапе испытаний, определили по формуле (1) и оно составило 41Х. Таким образом, из ирганайского аллювиального грунта на первом этапе испытаний можно отделить одновременно те наиболее крупные фракции частиц, суммарное содержание которых в грунте равно 41Х. В соответствии с гранулометрическим составом грунта это будут все частицы, крупнее 7 мм.

Далее отделили из грунта фракции

10-20 и 20-40 мм и, учитывая, что их суммарное содержание в (процентах по массе) равно ЗЗХ, добавили во фракцию

5-10 мм частиц и увеличили ее содержание в грунте на 33%, доведя его с

17 до 50Х. Затем определили сопротив22

Составитель Г.Мартынова

Техред И.Попович Корректор Л.Патай

Редактор А.Ревин

Заказ 1884/40 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. ужгород, ул. Проектная, 4

3 13107 ление срезу полученного грунта, Оно равно сопротивлению срезу грунта исходного гранулометрического состава.

Этот факт был проверен экспериментально. 5

Далее иэ полученного грунта отделили фракцию 5-10 мм и добавили в него 50Х (по массе) фракции 20-40 мм.

После этого вновь определили сопротивление срезу полученного грунта. 10

Оно оказалось равным сопротивлению срезу исходного грунта.

На втором этапе испытаний отделили из оставшегося грунта наибольшую граничную фракцию, т.е. фракцию 2040 мм, добавили в грунт частицы фракции 2-5 мм, доведя содержание этой фракции до 80 (по массе) и определили сопротивление грунта срезу. Величина сопротивления срезу существен- 20 но изменилась. Среднее арифметическое наибольших размеров частиц фракций, примыкающих к наибольшим граничным фракциям грунтов, испытанных на втором и первом этапах определения, равное 0,5 (2+5) = 3,5 мм. Следовательно, размер частиц, контролирующих прочностные свойства ирганайского аллювиального грунта, равен 3,5 мм.

3Q

Формула изобретения

Способ определения размера частиц, контролирующего прочностные свойства несвязного грунта, включающий определение гранулометрического состава 35 грунта и последовательные этапы определения размера частиц, содержащие поочередное отделение наибольшей по крупности граничной фракции грунта, добавление в самую крупную фракцию 40 оставшегося грунта частиц того же размера, определение сопротивления срезу полученного грунта, отделение самой крупной фракции полученного грунта вместе с добавленными частицами, добавление в грунт частиц наибольшей по крупности фракции исходного грунта и определение сопротивления срезу полученного грунта, повторение этапов определения при сохранении равенства содержаний в процентах по массе отделенных и добавленных частиц до появления изменения сопротивления срезу полученного грунта и определение размера частиц, контролирующего прочностные свойства несвязного грунта, как среднего наибольших размеров частиц фракций, примыкающих к наибольшим граничным фракциям грунтов, испытанных на последнем и предпоследнем этапах определения, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости определения путем уменьшения количества этапов определения размера, после определения гранучометрического состава грунта поочередно из каждой фракции, начиная с самой крупной, извлекают пары частиц„ определяют для них коэффициенты межчастичного трения при различных нагрузках до появления изменения величин указанных коэффициентов, а на первом этапе определения размера частиц отделяют из грунта одновременно все наиболее крупные фракции частиц, суммарное содержание которых в грунте определяют в зависимости от величины суммарного содержания в грунте наиболее крупных фракций, имеющих одинаковый коэффициент межчастичного трения частиц, не зависящий от величины нагрузки.