Способ испытаний грунтового основания штампом



Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом
Способ испытаний грунтового основания штампом

 


Владельцы патента RU 2561433:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения характеристик деформируемости грунтового основания. Способ испытания грунтового основания штампом включает нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа, регистрацию осадки штампа при нагружении и конечном давлении и определение характеристик деформируемости грунтового основания. Погружение грунта производят возрастающим с постоянной скоростью давлением, а регистрацию осадки штампа производят с шагом не более 0,005 мм, при этом в процессе нагружения грунта вычисляют скорость осадки штампа на каждом шаге регистрации осадки штампа по приведенной зависимости. Выделяют циклы изменения скорости осадки штампа от первого (n0), в котором происходит обмятие неровностей грунтового основания под подошвой штампа, до последнего (nk), в котором завершился последний цикл изменения скорости осадки штампа, определяют максимальное значение скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) в каждом цикле изменения скорости осадки штампа и среднее значение скорости осадки штампа (avg fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk и значение коэффициента вариации. После завершения каждого очередного (nk+1) цикла изменения скорости осадки штампа вычисляют среднее значение скорости осадки штампа для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk+1 и значение коэффициента вариации. Выстраивают ряд средних значений скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от nk+1 до n0 и соответствующих им значений коэффициента вариации, после того как коэффициент вариации по мере возрастания давления на подошве штампа примет минимальное значение, нагружение грунта продолжают до момента, когда скорость осадки штампа станет равной предельной для данного сооружения скорости осадки грунтового основания, по результатам испытания рассчитывают модуль деформации грунта по приведенной зависимости, определяют расчетное сопротивление грунтового основания как значение конечного давления и характеристики ползучести грунта путем аппроксимации графика зависимости осадки штампа от времени при pfin=const по приведенной зависимости функции. Технический результат состоит в определении модуля деформации, значения расчетного сопротивления и характеристик ползучести грунтового основания в условиях, моделирующих нагружение грунтового основания при реальном строительстве сооружения, повышении достоверности результатов испытания и надежности прогноза деформации грунтового основания фундамента при одном испытании. 4 ил.

 

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения характеристик деформируемости грунтового основания.

Известен способ определения модуля деформации грунта [Авт. св. на изобретение №909007 СССР E02D 1/00, БИ №8, 1982], включающий нагружение штампа ступенями давлений с выдержкой их во времени до условной стабилизации осадки, измерение глубины деформируемой под штампом зоны грунта, расчет модуля деформации по формуле

,

где µ - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 - для крупнообломочных грунтов; 0,30 - для песков и супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин;

ω - безразмерный коэффициент формы штампа, принимаемый равным π/4=0,79;

H Δ p Э - глубина деформируемой под штампом зоны грунта, см;

ΔpЭ - приращение эффективного давления на грунт, МПа;

ΔS - приращение деформации грунта в фазе его уплотнения, соответствующее ΔpЭ.

Этот способ имеет следующие недостатки:

- для определения послойных деформаций грунта под штампом необходимо применить дополнительные измерения перемещений глубинных марок;

- по данным необходимо построить график "деформация-давление" и выбрать на нем прямолинейный участок, чтобы взять с него значения ΔpЭ и ΔS;

- для построения графика "деформация-давление" используются значения условно стабилизированной осадки, которая в действительности не завершена в той же степени, что и в основании фундамента, так как опыт со штампом проводится быстрее, чем нагружение основания при строительстве;

- восстанавливающаяся и необратимая части деформации грунта зависят от продолжительности наблюдения за ней [Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов. - М.: Высш. школа, 1978. - 447 с.], следовательно, глубина деформируемой под штампом зоны грунта для штампа и для фундамента будут разными вследствие разной скорости нагружения основания в этих случаях;

- ступенчатое нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа не моделирует работу грунтового основания фундамента при строительстве, а используется лишь для получения значений характеристик грунта, входящих в расчеты осадки грунтового основания и ее развития во времени.

Известен способ определения модуля деформации грунта [ГОСТ 20276-2012 Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости (прототип)], включающий нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа и определение характеристик деформируемости грунтового основания. Для вычисления модуля деформации строят график зависимости осадки от давления S=f(p), откладывая по оси абсцисс значения p и по оси ординат - соответствующие им условно стабилизированные значения S, и проводят осредняющую прямую на линейном участке графика. За условную стабилизацию осадки принимают приращение осадки штампа, не превышающее 0,1 мм за время от 1 до 4 часов, в зависимости от вида и показателя консистенции глинистого грунта.

Модуль деформации грунта E вычисляют для линейного участка графика по формуле

,

где ν - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 для крупнообломочных грунтов; 0,30 - для песков и супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин;

Кр - коэффициент, зависящий от отношения глубины расположения штампа относительно поверхности грунта h и диаметра штампа D, принимаемый равным: 1 - при h/D=0; 0,9 - при h/D=1; 0,82 - при h/D=2; 0,77 - при h/D=3; 0,73 - при h/D=4; 0,7 - при h/D≥5;

К1 - безразмерный коэффициент формы штампа, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа;

Δp - приращение давления на штамп, МПа;

ΔS - приращение осадки штампа, соответствующее Δp, см, определяемое по осредняющей прямой.

Этот способ имеет следующие недостатки:

- для расчета модуля деформации используется линеаризованный участок графика S=f(p), в то время как при проектировании основания используются значения давления за пределами этого участка;

- выбор начала линеаризованного участка связывается с природным давлением, хотя известно, что оно не влияет непосредственно на деформационные свойства грунта;

- для построения графика S=f(p) используются значения условно стабилизированной осадки, которая в действительности не завершена в той же степени, что и в основании фундамента, так как опыт со штампом проводится быстрее, чем нагружение основания при строительстве;

- график S=f(p) при малых приращениях давления и при постоянно возрастающем давлении имеет ступенчатую форму [1. Ляшенко П.А., Денисенко В.В. Расчет осадки основания фундамента по микроструктурной модели грунта / Развитие городов и гидротехническое строительство. Тр. междунар. конф. по геотехнике. - Т. 3. - СПб., 2008. - С. 193-197; 2. Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Новые результаты компрессионных испытаний / Проект. - М., 1995. - №2-3. - С. 76-77];

- ступенчатое нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа не моделирует работу грунтового основания фундамента при строительстве, а используется лишь для получения значений характеристик грунта, входящих в расчеты осадки грунтового основания и ее развития во времени.

Задача изобретения - использование испытаний штампом для моделирования деформаций грунтового основания фундамента, развивающихся до расчетного сопротивления.

Технический результат изобретения - определение модуля деформации, значения расчетного сопротивления и характеристик ползучести грунтового основания в условиях, моделирующих нагружение грунтового основания при реальном строительстве сооружения, повышение достоверности результатов испытания и надежности прогноза деформации грунтового основания фундамента при одном испытании.

Технический результат достигается тем, что в способе испытания грунтового основания штампом, включающем нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа, регистрацию осадки штампа при нагружении и конечном давлении и определение характеристик деформируемости грунтового основания, нагружение грунта производят возрастающим с постоянной скоростью давлением, а регистрацию осадки штампа производят с шагом не более 0,005 мм, при этом в процессе нагружения грунта вычисляют скорость осадки штампа на каждом шаге регистрации осадки штампа по формуле

где Δu - приращение осадки штампа за один шаг ее регистрации, определяемое ценой деления регистратора перемещения, м;

Δp - приращение давления на подошве штампа за один шаг регистрации осадки штампа, кПа;

p - значение давления на подошве штампа в момент регистрации приращений Δu и Δt, кПа;

где Вр - скорость постоянно возрастающего давления на подошве штампа, кПа/ч,

Δt - интервал времени, соответствующий значению приращения осадки штампа за один шаг регистрации Δu, ч,

выделяют циклы изменения скорости осадки штампа от первого (n0), в котором происходит обмятие неровностей грунтового основания под подошвой штампа, до последнего (nk), в котором завершился последний цикл изменения скорости осадки штампа, определяют максимальное значение скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) в каждом цикле изменения скорости осадки штампа и среднее значение скорости осадки штампа (avg fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk и значение коэффициента вариации, после завершения каждого очередного (nk+1) цикла изменения скорости осадки штампа вычисляют среднее значение скорости осадки штампа для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk+1 и значение коэффициента вариации, при этом выстраивают ряд средних значений скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от nk+1 до n0 и соответствующих им значений коэффициента вариации, после того как коэффициент вариации по мере возрастания давления на подошве штампа примет минимальное значение, нагружение грунта продолжают до момента, когда скорость осадки штампа станет равной предельной для данного сооружения скорости осадки грунтового основания:

где fmax.fin - максимальное значение скорости осадки штампа nf-том цикле изменения осадки штампа, в котором достигается выполнение условия для скорости осадки штампа, определяющего значение конечного давления на подошве штампа, м/кПа;

pfin - конечное значение давления на подошве штампа, кПа;

fu - предельное для данного сооружения значение скорости осадки грунтового основания, м/ч,

по результатам испытания рассчитывают модуль деформации грунта по формуле

где E - значение модуля деформации грунта, кПа;

ν - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 для крупнообломочных грунтов; 0,30 - для песков и супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин;

Кр - коэффициент, зависящий от отношения глубины расположения штампа относительно поверхности грунта h (м) и диаметра штампа D (м), принимаемый равным: 1 - при h/D=0; 0,9 - при h/D=1; 0,82 - при h/D=2; 0,77 - при h/D=3; 0,73 - при h/D=4; 0,7 - при h/D≥5;

К1 - безразмерный коэффициент формы штампа, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа;

fmax.ν - скорость осадки штампа при минимальном значении коэффициента вариации, м/кПа,

определяют расчетное сопротивление грунтового основания как значение конечного давления

где R - расчетное сопротивления основания, кПа;

pfin - конечное для данного испытания давление на подошве штампа, кПа,

и характеристики ползучести грунта путем аппроксимации графика зависимости осадки штампа от времени при pfin=const функцией:

где uη - осадка штампа, вызванная ползучестью грунта за время tη с момента достижения конечного давления, м;

δ и α - параметры аппроксимации графика зависимости осадки штампа от времени при конечном давлении, являющиеся характеристиками ползучести грунта;

u0 - деформация ползучести в первом шаге регистрации, м.

Нагружение грунта возрастающим с постоянной скоростью давлением моделирует нагружение грунтового основания при строительстве, которое фактически производится с постоянно возрастающей нагрузкой на основание.

Регистрация осадки штампа с шагом не более 0,005 мм обеспечивает: выявление ступенчатости увеличения осадки штампа и циклов изменения ее скорости; определение максимального значения скорости осадки штампа в каждом цикле изменения скорости осадки штампа и отслеживание выполнения условия для скорости осадки штампа, определяющего значение конечного давления; повышает достоверность результатов и надежность прогноза деформации грунтового основания фундамента при одном испытании.

Определение модуля деформации по среднему значению скорости осадки штампа с оценкой погрешности аппроксимации линейной зависимости осадки от давления на подошве штампа повышает достоверность определения модуля деформации грунтового основания.

Определение значения расчетного сопротивления грунтового основания по скорости его деформации как по индикатору скорости пластических деформаций грунта, ограничение которых является назначением расчетного сопротивления, повышает достоверность определения значения расчетного сопротивления.

Определение характеристик ползучести для грунтового основания, нагружаемого постоянно возрастающим давлением, как это реально происходит при строительстве сооружения, повышает достоверность определения характеристик ползучести.

Таким образом совокупность указанных отличительных признаков обеспечивает новый положительный эффект и является сущностью изобретения.

Пояснения к заявляемому способу испытания грунтового основания штампом и один из вариантов конструкции устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, где на:

фиг. 1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа испытания грунтового основания штампом;

фиг. 2 - график зависимости осадки штампа от среднего давления на подошве штампа;

фиг. 3 - график зависимости скорости осадки штамп от среднего давления на его подошве;

фиг. 4 - график деформации ползучести грунта во времени при постоянном конечном давлении на подошве штампа.

Устройство для реализации способа испытания грунтового основания штампом состоит из штампа 1, упорной системы 2, блока 3 приложения нагрузки, регистратора 4 приложенной нагрузки, регистратора 5 осадки штампа, регистратора 6 времени.

Упорная система 2 может быть выполнена, например, в виде жесткой упорной балки и анкеров.

Блок 3 приложения нагрузки может быть выполнен, например, в виде гидродомкрата с гидроприводом и стабилизатором давления. Гидропривод гидродомкрата имеет регулировку скорости увеличения давления и обеспечивает постоянную заданную скорость увеличения давления.

Регистратор 4 приложенной нагрузки может быть выполнен, например, в виде цифрового датчика давления с блоком памяти.

Регистратор 5 осадки штампа может быть выполнен, например, в виде цифрового датчика линейных перемещений с блоком памяти. Датчик линейных перемещений обеспечивает шаг измерения перемещений не более 0,005 мм.

Способ испытания грунтового основания штампом осуществляется следующим образом.

На выровненном грунтовом основании горной выработки устанавливают штамп 1, монтируют упорную систему 2, блок 3 приложения нагрузки, регистратор 4 приложенной нагрузки и регистратор 5 осадки штампа. Датчик линейных перемещений регистратора 5 осадки штампа подводят до контакта со штампом и закрепляют на неподвижной реперной стойке.

После монтажа устройства для испытания грунтового основания штампом с помощью блока 3 приложения нагрузки производят нагружение грунта давлением на подошве штампа, возрастающим с постоянной скоростью, и синхронно регистрируют величину приложенной нагрузки с помощью регистратора 4 приложенной нагрузки, осадку штампа с шагом не более 0,005 мм с помощью регистратора 5 осадки штампа и время с начала приложения нагрузки с помощью регистратора 6 времени.

Скорость постоянно возрастающего давления на подошве штампа рассчитывают до начала нагружения грунта по формуле [Денисенко В.В., Ляшенко П.А., Снежкин Б.А. Особенности поведения глинистых грунтов при сжатии постоянно возрастающей нагрузкой // Сб. научн. тр. Гидропроекта, 1990. - Вып. 143. - С. 161-166], учитывающей физические характеристики испытываемого грунта:

где 3,67 - числовой коэффициент, кПа/ч;

5 - относительная дополнительная осадка штампа после прекращения нагружения, %;

IP - число пластичности грунта, %;

W и WL - влажность природная и влажность на пределе текучести, соответственно, грунта основания;

e - коэффициент пористости грунта основания;

t - время с начала нагружения грунта в массиве давлением на подошве штампа, ч.

В процессе нагружения грунта давлением на подошве штампа вычисляют скорость осадки штампа на каждом шаге регистрации осадки штампа по формуле (1) и строят график зависимости осадки штампа от среднего давления на подошве штампа (фиг. 2) и график зависимости скорости осадки штампа от среднего давления на его подошве штампа (фиг. 3), который наглядно иллюстрирует ступенчатость увеличения осадки штампа и циклы изменения ее скорости. Наглядность ступенчатости увеличения осадки штампа и циклов изменения ее скорости обеспечивается за счет нагружения грунта возрастающим давлением с постоянной скоростью и регистрации осадки штампа с шагом не более 0,005 мм.

На графике зависимости скорости осадки штампа от среднего давления на его подошве (фиг. 3) выделяют циклы изменения скорости осадки штампа от первого (n0), в котором происходит обмятие неровностей грунтового основания под подошвой штампа, до последнего (nk), в котором завершился последний цикл изменения скорости осадки штампа, и определяют максимальное значение скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) в каждом цикле изменения скорости осадки штампа и среднее значение скорости осадки штампа (avg fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk и значение коэффициента вариации.

После завершения каждого очередного (nk+1) цикла изменения скорости осадки штампа вычисляют среднее значение скорости осадки штампа для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk+1 и значение коэффициента вариации, при этом выстраивают ряд средних значений скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от nk+1 до n0 и соответствующих им значений коэффициента вариации.

После того как коэффициент вариации по мере возрастания давления на подошве штампа примет минимальное значение на nv-том цикле изменения скорости осадки штампа, нагружение грунта продолжают до выполнения условия для скорости осадки штампа (3), определяющего значение конечного давления на подошве штампа.

Как только величина давления на подошве штампа достигнет рассчитанного по условию (3), нагружение грунта прекращают и выдерживают постоянное конечное давление на подошве штампа до стабилизации осадки штампа. При этом синхронно регистрируют время выдерживания постоянного конечного давления до стабилизации осадки штампа с помощью регистратора 6 времени и осадку штампа с шагом не более 0,005 мм с помощью регистратора 5 осадки штампа.

После стабилизации осадки штампа при постоянном конечном давлении установку для испытания грунтового основания штампом демонтируют.

По результатам испытания:

- рассчитывают модуль деформации грунта по формуле (4);

- определяют значение расчетного сопротивления грунта как значение конечного давления на подошве штампа, при котором скорость осадки штампа не превышает предельного значения для данного сооружения, т.е. отвечает критерию (5);

- определяют характеристики ползучести грунта путем аппроксимации графика деформации ползучести грунта во времени при постоянном конечном давлении на подошве штампа pfin=const (фиг. 4) функцией (6).

Таким образом, изобретение позволяет: испытывать грунтовое основание в условиях моделирующих его нагружение при реальном строительстве; выявлять ступенчатость увеличения осадки штампа и отслеживать выполнение условия для скорости осадки штампа, определяющего значение конечного давления; определять модуль деформации, значение расчетного сопротивления и характеристики ползучести грунтового основания, нагружаемого постоянно возрастающим давлением; повысить достоверность результатов испытания и надежность прогноза деформации грунтового основания фундамента при одном испытании.

Способ испытания грунтового основания штампом, включающий нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и выдерживание при постоянном конечном давлении до стабилизации осадки штампа, регистрацию осадки штампа при нагружении и конечном давлении и определение характеристик деформируемости грунтового основания, отличающийся тем, что погружение грунта производят возрастающим с постоянной скоростью давлением, а регистрацию осадки штампа производят с шагом не более 0,005 мм, при этом в процессе нагружения грунта вычисляют скорость осадки штампа на каждом шаге регистрации осадки штампа по формуле
,
где Δu - приращение осадки штампа за один шаг ее регистрации, определяемое ценой деления регистратора перемещения, м;
Δp - приращение давления на подошве штампа за один шаг регистрации осадки штампа, кПа;
p - значение давления на подошве штампа в момент регистрации приращений Δu и Δt, кПа;
,
где Bp - скорость постоянно возрастающего давления на подошве штампа, кПа/ч,
Δt - интервал времени, соответствующий значению приращения осадки штампа за один шаг регистрации Δu, ч,
выделяют циклы изменения скорости осадки штампа от первого (n0), в котором происходит обмятие неровностей грунтового основания под подошвой штампа, до последнего (nk), в котором завершился последний цикл изменения скорости осадки штампа, определяют максимальное значение скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) в каждом цикле изменения скорости осадки штампа и среднее значение скорости осадки штампа (avg fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk и значение коэффициента вариации, после завершения каждого очередного (nk+1) цикла изменения скорости осадки штампа вычисляют среднее значение скорости осадки штампа для всех циклов изменения скорости осадки штампа от n0 до nk+1 и значение коэффициента вариации, при этом выстраивают ряд средних значений скорости осадки штампа (fmax.i, м/кПа) для всех циклов изменения скорости осадки штампа от nk+1 до n0 и соответствующих им значений коэффициента вариации, после того как коэффициент вариации по мере возрастания давления на подошве штампа примет минимальное значение, нагружение грунта продолжают до момента, когда скорость осадки штампа станет равной предельной для данного сооружения скорости осадки грунтового основания:
,
где fmax.fin - максимальное значение скорости осадки штампа nf-том цикле изменения осадки штампа, в котором достигается выполнение условия для скорости осадки штампа, определяющего значение конечного давления на подошве штампа, м/кПа;
pfin - конечное значение давления на подошве штампа, кПа;
fu - предельное для данного сооружения значение скорости осадки грунтового основания, м/ч,
по результатам испытания рассчитывают модуль деформации грунта по формуле
,
где E - значение модуля деформации грунта, кПа;
ν - коэффициент Пуассона, принимаемый равным 0,27 для крупнообломочных грунтов; 0,30 - для песков и супесей; 0,35 - для суглинков; 0,42 - для глин;
Кр - коэффициент, зависящий от отношения глубины расположения штампа относительно поверхности грунта h (м) и диаметра штампа D (м), принимаемый равным: 1 - при h/D=0; 0,9 - при h/D=1; 0,82 - при h/D=2; 0,77 - при h/D=3; 0,73 - при h/D=4; 0,7 - при h/D≥5;
К1 - безразмерный коэффициент формы штампа, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа;
fmax.ν - скорость осадки штампа при минимальном значении коэффициента вариации, м/кПа,
определяют расчетное сопротивление грунтового основания как значение конечного давления
,
где R - расчетное сопротивление основания, кПа;
pfin - конечное для данного испытания давление на подошве штампа, кПа;
и характеристики ползучести грунта путем аппроксимации графика зависимости осадки штампа от времени при pfin=const функцией:
,
где uη - осадка штампа, вызванная ползучестью грунта за время tη с момента достижения конечного давления, м;
δ и α - параметры аппроксимации графика зависимости осадки штампа от времени при конечном давлении, являющиеся характеристиками ползучести грунта;
u0 - деформация ползучести в первом шаге регистрации, м.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экологии и может быть использовано для отбора проб воздуха из грунта в местах подземных переходов магистральных газопроводов под водными и иными преградами, в местах расположения подземных газовых хранилищ, емкостей и т.д.

Изобретение относится к «Физике материального взаимодействия» при контакте твердого жесткого плоского тела штампа с полупространством деформируемой материальной среды в начале фазы ее предельно критического (провального разрушающего) по прочности и устойчивости состояния.

Изобретение относится к строительству, в частности к технике испытания преимущественно крупнообломочных грунтов на трехосное сжатие, и может быть использовано при инженерно-строительных исследованиях.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройствам для определения деформационно-прочностных свойств органических и органо-минеральных грунтов. Прибор содержит гильзу для образца грунта, перфорированное днище, поршень, механизм нагружения поршня, штамп и механизм нагружения штампа.

Изобретение относится к приборам для измерения деформаций морозного пучения грунта в лабораторных условиях. Прибор содержит гильзы для образцов исследуемого грунта, которые составлены из колец, поддон с водой, штампы, теплоизоляцию и датчики температуры.

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения в лабораторных условиях механических характеристик грунта, а именно модуля деформации и коэффициента поперечных деформаций.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» жесткого плоского тела с пористой материальной средой и предназначено для определения ее параметров деформируемости и прочности.

Изобретение относится к физике материального контактного взаимодействия, конкретно к способу установления предельного состояния деформируемой сжимающей и растягивающей нагрузкой материальной среды.

Изобретение относится к гидротехническому, мелиоративному, дорожному и другим видам строительства, где необходимо оценить качество насыпей и искусственных оснований.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» и служит для определения гравитационного (бытового) давления в массиве материальной среды определенной плотности.

Изобретение относится к области «Физики контактного взаимодействия материальной среды», конкретно к способу определения несущей способности и устойчивости дисперсной среды под нагрузкой от плоского жесткого штампа. Сущность: определяют физические характеристики структурированной материальной среды: угол φ=φстр внутреннего трения, удельное сцепление - c=cстр, удельный вес - γ=γстр. При испытании среды методом статических нагрузок рассчитывают величину среднего прикладываемого к среде плоским жестким штампом шириной В внешнего давления, соответствующего среднему начальному (первому) по прочности критическому давлению , массив материальной среды рассматривают как линейно деформируемое полупространство, принимают среднюю величину атмосферного давления равной pатм=1,033 (кГ/см2). При доступе атмосферного давления минимальную величину начального (первого) критического давления сжатия среды под краями штампа принимают равной , где pб=(γстрh-cстр)ctgφстр - гравитационное (бытовое) давление на глубине h массива среды, а среднее начальное (первое) критическое по прочности давление среды (на сжатие под подошвой и на растяжение за его краями) определяют по зависимости. Технический результат: возможность определения истинной величины среднего начального (первого) критического давления для любой сжимаемой как сильнодеформируемой (грунт, торф), так и малодеформируемой (металл, бетон) материальной среды через определяющие физические параметры - угол ее внутреннего трения и удельное сцепление. 3 ил.

Изобретение относится к области «Физики материального контактного взаимодействия» весомой среды в ее массиве и на краях откосов в естественном и нарушенном состоянии. На глубине h весомого материального массива определяют на отобранных образцах среды в лабораторных условиях параметры ее угла φстр внутреннего трения, сстр - удельного сцепления. Рассчитывают по зависимостям φн=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]-φстр, cн=cстр[2-tgφн/tgφстр] соответственно параметры угла внутреннего трения и удельного сцепления среды на глубине испытания в нарушенном по структуре состоянии, где pб=(γстрh-cстр)ctgφстр - бытовое давление на глубине h. Определяют величину тангенциального бытового давления на глубине h как τxy=px=py=γстрh·cos2φстр. По зависимости автора определяют параметры коэффициента общего бокового давления среды в состоянии покоя ζ 0 с т р = 0,5 sin 2 ϕ с т р , при нарушении естественного сложения массива ζ 0 н = 0,5 sin 2 ϕ н , в стенках открытого котлована ζ 0 а т м с т р = γ с т р h ⋅ cos ϕ с т р / [ ( γ с т р h − c с т р ) c t g ϕ с т р + p а т м ] = c с т р cos 2 ϕ с т р ( 1 + sin ϕ с т р ) c с т р cos ϕ с т р ( 1 − sin ϕ с т р ) + p а т м ( 1 + sin 2 ϕ с т р ) и в стенках открытого котлована с нарушенной структурой ζ 0 а т м н = γ н h ⋅ cos 2 ϕ н / [ ( γ н h − c н ) c t g ϕ н + p а т м ] = c н cos 2 ϕ н ( 1 + sin ϕ н ) c н cos ϕ н ( 1 − sin ϕ н ) + p а т м ( 1 + sin 2 ϕ н ) . Коэффициенты общей относительной поперечной деформации среды в массиве соответственно определяют по зависимости автора ν 0 с т р = sin 2 ϕ с т р / ( 2 + sin 2 ϕ с т р ) , ν 0 н = sin 2 ϕ н / ( 2 + sin 2 ϕ н ) , а в боковых стенках открытого котлована ν 0 а т м с т р = γ с т р h ⋅ cos ϕ с т р / [ ( γ с т р h − c с т р ) c t g ϕ с т р + γ с т р h ⋅ cos 2 ϕ с т р + p а т м ] = = c с т р cos 2 ϕ с т р ( 1 + sin ϕ с т р ) c с т р cos ϕ с т р ( 1 − sin ϕ с т р ) + c с т р cos 2 ϕ с т р ( 1 + sin ϕ с т р ) + p а т м ( 1 + sin 2 ϕ с т р ) , ν 0 а т м н = γ н h ⋅ cos ϕ н / [ ( γ н h − c н ) c t g ϕ н + γ н h ⋅ cos 2 ϕ н + p а т м ] = = c н cos 2 ϕ н ( 1 + sin ϕ н ) c н cos ϕ н ( 1 − sin ϕ н ) + c н cos 2 ϕ н ( 1 + sin ϕ н ) + p а т м ( 1 + sin 2 ϕ н ) , где pатм=1,033 кг/см2 - нормальное атмосферное давление на материальную среду, γ н = p б t g ϕ н + c н h - удельный вес среды с нарушенной структурой. Достигается повышение информативности и надежности определения. 2 з.п. ф-лы, 3 пр., 2 ил.

Изобретение относится к области инженерной геологии, а именно к способам для определения влияния различных веществ на газообразующую способность грунтов в лабораторных и полевых условиях, и позволяет подобрать ингибиторы газообразования в грунтах. Для этого сравнивают объем газа, выделяющегося из опытного образца грунта, подвергнутого обработке химическими веществами или их смесями, с объемом газа, выделяющегося из контрольного образца грунта. Навеску контрольного грунта помещают в колбу, добавляют дистиллированную воду, затем закрывают пробкой с газоотводной трубкой, подсоединенной к U-образному стеклянному манометру, и считывают показания манометра через определенные интервалы времени. Опытный образец грунта анализируют аналогично после внесения испытуемого химического соединения или смеси. Изобретение позволяет прогнозировать изменение газообразующей способности грунтов под воздействием внешних факторов, подобрать ингибиторы газообразования и их оптимальные концентрации. 6 ил., 3 пр.

Изобретение относится к строительству, а именно к испытанию грунтов методом статического зондирования в труднодоступных участках. Установка статического зондирования содержит винтовой механизм зондировочный и включает два или более винтовых валов с возможностью синхронного вращения, расположенных параллельно колонне зондировочных штанг, связанных общей подвижной траверсой для упора колонны зондировочных штанг. Технический результат состоит в обеспечении компактности устройства и повышении надежности работы при статическом зондировании грунтов, снижении эксплуатационных расходов. 2 з.п. ф-лы, 20 ил.

Изобретение относится к способам определения деформаций земной поверхности при отсутствии взаимной видимости между наблюдаемыми пунктами. Сущность: на изучаемой площади закладывают грунтовые реперы по наблюдательной линии, предварительно рассчитав ее длину. При этом часть наблюдательной линии располагают на еще не подработанном участке земной поверхности, а часть - на участке, где процесс сдвижения уже закончился. Измеряют наклоны и горизонтальные сдвижения реперов локальными методами. По результатам измерений строят графики наклонов и графики горизонтальных сдвижений реперов. Интегрированием графиков наклонов определяют оседания земной поверхности, а дифференцированием - кривизну мульды сдвижения. Дифференцированием графиков горизонтальных сдвижений определяют горизонтальные деформации земной коры. Технический результат: возможность определения деформаций земной поверхности при отсутствии взаимной видимости между наблюдаемыми пунктами. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к геологии и может быть использовано при проектировании зданий и сооружений для определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах. Для этого осуществляют бурение скважин с отбором керна, оттаивают полученный образец замороженного грунта и определяют суммарное содержание влаги по непрерывному изменению информативного показателя в ходе оттаивания. В качестве информативного показателя используют отношение активности акустической эмиссии из контролируемой области массива к активности акустической эмиссии наиболее водонасыщенного участка полностью оттаявшего керна; для обоих показателей учитывают удельный по массе грунт и усредненные, последовательные и соизмеримые по продолжительности интервалы времени для определения распределения суммарного содержания влаги по глубине. Регистрацию акустической эмиссии осуществляют с помощью преобразователей, размещаемых по глубине скважин массива. Количество незамерзшей воды на различных участках массива рассчитывают из произведения указанного информативного показателя и суммарного содержания влаги в кернах, полученных на той же глубине и в той же скважине, что и соответствующее значение данного показателя. Изобретение обеспечивает способ контроля геологической среды. 4 ил.

Изобретение относится к области промышленного и гражданского строительства и может быть использовано в технике и технологии исследования физико-механических свойств грунтов в естественных условиях. Техническим результатом является упрощение технологического процесса испытаний и обеспечение непрерывного получения информации на всю глубину залегания исследуемых грунтов. Предложен способ испытания грунтов в массиве, включающий определение сопротивления срезу за счет непрерывного перемещения спирального зонда, скорость которого ограничивают до величины шага спирали лидера за один оборот шнековой колонны. При этом значение сопротивления срезу определяют по величине осевого усилия, создаваемого первой промежуточной секцией с шагом лопасти больше шага лидерной лопасти. Кроме того, способ может содержать этап, на котором трение срезанного грунта о грунт измеряются при перемещении срезанного грунта в прежнее положение второй промежуточной секцией с шагом лопасти, равным шагу лидерной лопасти. Предложено также устройство для испытания грунтов в массиве, включающее спиральный зонд, жестко соединенный со шнековой колонной. При этом спиральный зонд выполнен по длине составным из двух частей и снабжен двумя дополнительными промежуточными секциями, смонтированными на полой втулке, с возможностью относительного осевого перемещения и жестко связанными с датчиками силы. Сигналы с указанных датчиков поступают по грузонесущему кабелю к блоку сбора информации. При этом спиральная лопасть первой промежуточной секции выполнена с углом наклона, превышающим угол наклона спиральной лопасти лидера, а спиральная лопасть второй промежуточной секции выполнена с углом наклона, равным углу наклона спиральной лопасти лидера. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и предназначено для измерения деформаций морозного пучения, сжимаемости при оттаивании и коэффициента фильтрации при нескольких циклах промерзания-оттаивания в лабораторных условиях. Прибор содержит обойму для образца, штамп со штоком, поддон с водой, нагревательный элемент и теплоизоляционный кожух. Прибор дополнительно снабжен теплоизоляционной диафрагмой, плавающей на поверхности воды, и пористыми трубчатыми зондами, пропущенными через отверстия в штампе, а стенки обоймы выполнены перфорированными. Технический результат: возможность получения значения коэффициента фильтрации при циклическом промерзании-оттаивании, а также моделировать морозное пучение при подпитке водой по боковой поверхности образца. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при инженерно-геологических изысканиях и проектировании зданий и сооружений в области распространения многолетнемерзлых грунтов. Способ определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах включает оттаивание мерзлого грунта до температуры ниже установленной температуры начала его оттаивания, одновременную регистрацию температуры образца и времени, построение графика изменения во времени логарифма избыточной температуры, определяемой как разность между температурой образца и температурой среды, фиксирование по построенному графику времени и температуры начала оттаивания, построение графика изменения температуры образца во времени, по которому определяют время и температуру окончания оттаивания и расчет искомого количества незамерзшей воды из приведенной зависимости. Образец мерзлого грунта помещают в металлический сосуд с дном. После оттаивания насыщают водой до полного заполнения пор и измеряют начальную высоту образца. Оттаявший образец грунта замораживают ступенчато-возрастающей отрицательной температурой с выдержкой на каждой ступени до прекращения деформации образцаю. На каждой ступени температуры снимают показания индикатора деформации. Технический результат состоит в повышении точности измерения, обеспечении получения возможности определения количества незамерзшей воды в мерзлых грунтах по водонасыщенным образцам, упрощении расчетов количества незамерзшей воды. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх