Способ определения сопротивления сдвигу талого грунта и льда

 

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гищютехнических сооружений и инженерной гидрогеологии "ВОДГЕО" (54) СПОСОБ ОЕРЕДЕЛЕНИ.Я СОПРОТИВЛЕНИЯ

СДВИГУ ОБРАЗЦА ТАЛОГО ГРУНТА И ЛЬДА

Изобретение относится к области строительства и, в частности, к вопросу исследования механических свойств грунта и может быть использовано для определения сопротивления сдвигу талого грунта и льда в лабораторных

5 и полевых условиях.

Известен способ определения сопротивления сдвигу талого грунта и льда, заключмацийса в том, что образец мерзлого грунта в форме пластины располагают на поверхности образца льда, нагружают его равномерно, нагревают 00 стороны поверхности приложения нормальной нагрузки с равпомерным оттаиванием образца и с переходом образца в талое состояние,. производят сдвиг талого образца по поверхности образца льда l 1).

Недостатком его является трудность создания определенной поверхности раздела слоев талого грунта и льда, низкая точность измерения сопротивления сдвигу.

И

Наиболее близким техническим решением

/ является способ определения сопроти6ления сдвигу талого грунта и льда, заключающийся в том, что образец талого грунта в форме пластины располагают на поверхности образца льда, нагружают его равномерно и производят сдвиг образца талого грунта по поверхности образца льда, которую моделируют смачиваемой водой поверхностью детали из органического стекла (2).

Недостатками способа являются невозможность проведения опыта в широком диапазоне отрицательных температур, низкая точность измерения сопротивления сдвигу, Целью изобретения является расширение области и повышение точности исследований, Достигается поставленная цель тем, что в способе определения сопротивления сдвигу образца -талого грунта и льда, заключающегося в том, что образец талого грунта в форме пластины располагают на поверхности образца льда, нагружают его равномерно и производят сдвиг образца талого грунта по поверхности образца льда, в качестве образца талого грунта используют смесь твердой фазы грунта н маловязкой жидкости, имеющей плотность, близкую к плотности воды, распорнмость которой с водой близка к нулю, эамерзаюшей

715702

3 при отрицательной температуре, химически инертной по отношению к твердой фазе груни,"йреимущественно трансформаторное масло.

Сйособ осуществляют следующим образом, Образец из охлажденной ниже. температуры плавления образца льда смеси твердой фазы труйюа я маловяэкой жидкости, преимущественно трансформаторного масла, в форме пластины располагают на поверхности образца льда, нагружают его равномерно, производят сдвиг образца из смеси твердой фазы грунта и маловязкой жидкости по поверхности образца льда. Опыт ведут при отрицательной темпера. туре ниже температуры плавления образца льда н выше температуры замерзания маловязкой жидкости.

Пример 1. При температуре минус

0,8 С определяют сопротивление сдвигу водонасыщенного талого люберецкого песка и льда, имеющего температуру плавления 0 С. В качестве талого грунта применяют смесь твердой фазы грунта.и трансформаторного масла. Опыт проводят на сдвиговом приборе с фиксированнон плоскостью сдвига, установленном в помещении с температурой минус 0,8 С. В коробку сдвигового прибора помещают образец льда таким образом, чтобы его плоская поверхность занимала всю площадь, по которой осуществляется сдвиг. Оставшийся объем рабочей коробки сдвигового прибора заполняют образцом из смеси твердой фазы грунта и трансформаторного масла, предварительно охлажденной до температуры последующих испытаний, нагружают его равномерно. После стабилизации скорости деформации образцов, помещенных в коробку сдвигового прибора, под действием нормальной нагрузки вводят в действие систему прибора, создающую сдвигающую нагрузку в плоскости контакта образцов помещенных .в коробку сдвигового прибора, и производят сдвиг.

В опытах, проведенных по схеме быстрого сдвига с диапазоном изменения нормальной нагрузки от 98 до 980 кПа, получают следующую зависимость сдвигающей нагрузки r от действующей, нормальной нагрузки О: т =

11,76 + (5 — 98) tgl8 5, кПа.

В опытах, проведенных по схеме медленного сдвига с диапазоном изменения нормальной нагрузки от 98 до 980 кПа,.получают следующую зависимость т от Ь: r = 34,30 +

+ (6 — 98)tg16 6, кПа.

Пример 2. При температуре минус

10 С определяют сопротивление сдвигу водонасыщенного талого люберецкого iiecica è льда, о имеющего температуру плавления 0 С.

В каЧестве "талогб грунта применяют смесь твердой фазы грунта и трансформаторного масла. При этом используют методику проведе4 ния опыта, аналогич|гую описанной в примере 1.

В опытах, проведенных по схеме быстрого сдвига с диапазоном изменения нормальной нагрузки от 98 до 980 кПа, получают следующую зависимость г от б: r 14,70 +

+ (б — 98) tg11 36, кПа.

Пример Э. При температуре минус

0,8 C определяют сопротивление сдвигу водонасыщенного, талого чарвакского суглинка и льда, имеющего температуру плавления 0 С.

В качестве талого грунта применяют смесь твердой фазы грунта и трансформаторного масла. При этом используют методику проведения опыта, аналогичную описанной в примере 1.

В опытах, проведенных по схеме быстрого сдвига с диапазоном изменения нормальной нагрузки от 98 до 980 кПа, получают саедующую зависимость т от О: т = 14,70 + (Π— 98)

tg10 5, кПа.

Пример 4. При температуре минус

10 С определяют сопротивление сдвигу водонасыщенного талого чарвакского суглинка и льда, имеинцего температуру плавления 0 С. ,В качестве талого грунта применяют смесь твердой фазы грунта и трансформаторного масла. При этом используют методику проведения опыта, аналогичную описанной в примере 1.

В опытах, проведенных по схеме быстрого сдвига с диапазоном изменения нормальной на, грузки от 98 до 980 кПа, получают следующую за висимость т от Ь:т-49 + (S -98) tg12 30,êéà.

Способ позволяет вести испытания в широком диапазоне отрицательных температур е scпользованием реального образца льда и тем самым повысить точность исследований и на дежность расчетов, связанных с проектирова4О нием и оценкой состояния сооружений нэ талого грунта и льда, Формула изобретения

1. Способ определейия опфИивленкя сдвигу образца талого грунта и льда,"заключающийся в том, что образец талого грунта в форме пластины располагают на поверхности образца льда, нагружают его равномерно и производят сдвиг образца талого грунта по поверхности образца льда, отличающийся тем, что, с целью расширения области и повышения точности исследований, в качестве образца талого грунта используют смесь твердой фазы грунта н маловязкой жидкости, имеющей плотность, близкую к плотности воды, растворимость которой с водой близка к нулю, замер зающей при отрицательной температуре, хими715702

Составитель В. Латушкин

Техред 3.Фанта Корректор Г. Решетник

Редактор Э. Ыибаева

Заказ 9477/26 Тираж 713 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам язобретеняй я открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 чески инертной. по отношению к твердой фазе грунта.

2.,Спосо6 по п. 1, o z u s m a e rn a йс я тем, что в качестве маловязкой жидкости используют трансформаторное масло.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет ВНИИ ВОДГЕО, архивньй номер

7533, "Рекомендации по проектированию со. оружений шламохранялищ в суровых климатических условиях", М., 1975, с, 389 — 392.

2. Жигарев Л. А. Термоденудационные про-цессы и деформационное поведение протаивающих груятов, "Наука", М., 1975, с. 62-65 (прототип) .