Способ испытания грунта на компрессионную сжимаемость

 

пп8877l8

ОГ)ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 11.11.79 (21) 2836880/29-33 (51) М. К.

Е 02 D 1/02 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 (53) УДК 624.131.376 (088.8) ло делам изобретений и открытий

l (72) Автор - .. 1 изобретения Л. П. Загоруйко, (71) Заявитель Государственный научно-исследовательский, - - проектно.-конст1зукторский и проектный институт угольной промышленйости .

«Укр Н И И проек(г» (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА

НА КОМПРЕССИОННУЮ

СЖИМАЕМОСТЬ

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения исходных характеристик при оценке свойств и состояния грунтов, преимущественно насыпей, как основания сооружений и машин.

Известен способ определения показателей сжимаемости грунтов путем компрессионного сжатия, включающий обжатие образца грунта через штамп в замкнутом кольце (обойме), препятствующем возникновению поперечных деформаций, в условиях невозможности бокового его расширения. При этом измеряются осадки грунта (ЛЙ), соответствующие разным нормальным давлениям (P), и по результатам опытов строится компрессионная кривая, выраженная, например, зависимостью моЛЬ дуля осадка (膆вЂ, где h — начальная

h высота образца) от нормального давления

Ер= (Р), Полученные этим способом характеристики могут использоваться достаточно обоснованно для расчета осадок грунтов под сооружениями и машинами с учетом природного давления, если они расположены на горизонтальных площадках и передают нагрузки по нормали к этим площадкам (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ исследования прочностных свойств грунтов путем перекашпванпя образцов, при котором к образцу, помещенному в жесткую прямоугольную камеру, имеющую шарнирно сочлененные стенки, прикладывают сверху нормальное давление, уплотняющее грунт, а сбоку — горизонтальные усилия, перека10 шивающие образец в одном направлении (2).

Такой способ преследу ет цель испытания грунтов на сдвиг, но при этом происходит также дополнительное компрессион15 ное сжатие благодаря взаимному смещению элементарных горизонтальных слоев гру нта, способствующему переупаковке частиц в более плотное сложение по всей толще образца.

20 Недостатком такого способа при использовании его для получения компрессионных характеристик является то, что при значительных угловых деформациях (перекашивание более 7 ) нарушается однород25 ное напряжение состояния всего образца.

B условиях жс ограниченного перекашивация (менее 7 ) в образце происходят слишком малые взаимные горизонтальные смещения слоев, при этом не обеспечивается достаточной переупаковки частиц, в то

887718

З5

65 врс а!я ка II, II ап1>1111cD, в Откосах па сhlпсll (особенно 1э период пх !рор.!проваиия)

l1ме10TE я ElозмО>кllоcте! нl".Ограничснного взаимного смещения слоев (вниз по откосу) и большей переупаковки частиц, Для моделирования условий работы грунта в откосах насыпей необходимо создать условия, которые бы обеспечили горизонтальные дсформацп:I в образце (взаимное смещение слоев по всей eI o высоте) в продол>кение всего времени консолидации при определеигь1х величинах нормального давления.

Целью изобретения является повышение точности испытаний грунтов путем моделирования уплотнения в условиях сложного напряженного состояния.

Для достижения цели в способе испытания грунта, включающем размещение образца в замкнутой камере, имеющей шарнирно соединенные стенки, одновременное приложение на образец вертикальной и горизонтальной нагрузки, перекашивающей образец, измеренис нагрузок и деформаций грунта, горизонтальную нагрузку прикладывают многократно, изменяя се направление каждый раз на противоположное, до прекращения вертикальных деформаций.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы последовательного перекашивания образца влево и вправо соответственно; на фиг. 3— график зависимости относительной осадки (модуля осадка — e„) от нормальных (Р) и касательных (т) напря>кений ep=f (P ò), полученный прп испытании лессовидного суглинка нарушенной структуры предлагаемым способом в скашпвающем приборе.

Способ реализуется следующим образом.

Загружается ц грунта (образец) в скашивающий прибор при вертикальном положении стенок рабочей камеры и прикладывается через штамп первая ступень вертикальной нагрузки (например, Р, =

= 1„0 кгс/см ) . Давление выдерживается постоянным до стабилизации осадок без перекоса образца. Полученные значения относительной осадки epl (называемой модулем осадки) и давления Р! определяют положение точки 1 на нижней обертывающсй кривой графика, представляющей обычную компрсссионную кривую, получаемую известным способо11.

Прикладывается сдвигающая боковая нагрузка, достаточная для того, чтобы произошло медленное перекашивание образца в пределах до 7, при этом выдерживается постоянным вертикальное давление (Р!).

Переносится боковая нагрузка па противоположную сторону образца и производ1грся вначале его выравнивание, а затем— перекашивапие в другую сторону в таких же пределах. Для обеспечения постоянной

25 скорости боковой дсформации (скоса) Ilo и<. рс .!!лотlleltI!» гр;.11т!! горп1онтальные пагру>ки рве;1и --!ива!отея.

01!Срац!1и по изменению направления боковой нагрузки и противоположные перекашивания образца повторяются до тех пор, пока нс прекратятся вертикальныс деформапии (осадка), а горизонтальные деформации станут незатухающими при постоянной боковой нагрузке, что означает

THE<>Kс наступление окончательного сдвига аналогично тому, который происходит в извеcTHhlx сдвиговых приборах.

Фиксирование горизонтальных нагрузок и соответствующих им осадок грунта производится при вертикальном положении стенок рабочей камеры, когда напряженное состояние образца наиболее однородное.

Полученные значения относительных деформаций и соответствующие им сдвигающие напряжения (т, кгс/см2) определяют поло>кения точек 2, 3, 4, 5 на графикс, используемых для построения кривых, равных касательным напряжениям (обозначенных пунктирными линиями).

Л!!алогичпыс опыты повторяются и при других более высоких вертикальных нагрузках, и по результатам измерений строятся указанные графики (фиг. 3).

Графики ер — — 1 (Р, т) содержат в себе данные двух известных прочностных характеристик: компрессионной кривой ер=

=f(P) (нижияя обертывающая на фиг.3) и сдвиговой характеристики, называемой паспортом прочности, — т=1 (Р), которая может быть построена в соответствии с дании!ми верхней обертывающей кривой графика. Эти характеристики получаются обычно разными способами, на разных приборах. Поэтому предлагаемый способ позволяет сокращать объем лабораторных испытаний и повышает их точность.

Проверкой установлено, что результаты расчетов осадок насыпных грунтов, например, под тяжелым шагающим экскаватором типа ЭШ-15/90 на отвалах, полученных с помощью известных компрессионных кривых ер = f (P), отличаются от фактических осадок в натуре и от результатов аналогичных расчетов по кривым е„= f (P, т), полученных предлагаемым способом, в 1,5 — 2 раза.

Полученные способом компрессионные характеристики ep=f(P,т) позволяют более точно. прогнозировать осадки грунтов (особенно насыпных) в откосах, в основании машин и сооружений. Экономический эффект достигается за счет правильного выбора оборудования и технологии производства, а также за счет сокращения расходов на мероприятия, обеспечивающие нормальные условия эксплуатации, 887718

Фор мy.ïа изобретения

Персиаши1аи е 8лрибо

Г" -:«e.4япт gzeua

/

1 gg РУ

av aiaee Атер "икр, рrzp e

4vz /

Составитель В, Латушкин

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Павлова

Корректор Л. Исаева

Заказ 2506/15 Изд. № 694 Тираж 694 Подписное

НПО «Поиск» Государ твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография. пр, Сапунова, 2

Способ испытания грунта на компрессионную сжимаемость, включающий размещение образца в замкнутой камере, имеющей шарнирно соединенные стенки, одновременное приложение на образец вертикальной и горизонтальной нагрузки, перекашивающей образец, измерение нагрузок н деформаций грунта, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности испытаний грунтов путем моделирования уплотнения в условиях сложного напряженного состояния, горизонтальную на 6,/

6 ЯР у/ грузку прикладывают многократно, изменяя ее направление каждый раз на противоположное, до прекращения вертикальных деформаций.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Маслов H. Н. Основы механики грун10 тов н инженерной геологии. М., «Высшая школа», 1968, с. 141.

2. Материалы Всесоюзного совещания по строительству на слабых водонасыщенных грунтах. Таллин, 1965, с, 226.