Способ определения сопротивления грунта сдвигу

 

О. С. у

j,,,: 1 1

Московский ордена Трудового Красного Энамени . :Инженерно; а:. (71) Заявятель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА

СДВИГУ

1 Изобретение относится к строительству и предназначено для определений, характеристик сжимаемости и сопротив-ления сдвигу мерзлых грузов при оттаивании в натурных и лабораторных условиях.

Наиболее близким техничееким решением к описываемому изобретению явЛяется способ определения сопротивле ния грунта сдвигу, включающий образо" в ванне целика грунта кольцевой формы, приложение к нему постоянной верти», кальной нагрузки и крутящего момента:(Ц, Недостатком данного способа испытаний является невозможность апреде" ления прочности мерзлого грунта на сдвиг в процессе его оттаивания, фю. ведение испытания по данному спосо-бу:возможно лишь при постоянной величине температуры грунта в процессе испытания, Целью изобретения является обеспе" чение расширения диапазона исследова" ний в мерзлом грунте.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения сопротивления грунта сдвигу, включаю- щем образование целика грунта кольцевой формы, приложение к нему, постоянной вертикальной нагрузки и крутящего момента, после приложения вертикальной нагрузки производят плоскопараллельное поэонное оттаивание целика сверху вниз, а крутящий момент к целику прикладывают в IlnocKocTH сдвига оттаявшего целика пр мерзлому грунту.

На фиг. 1 изображен процесс подготовки испытуемого целика мерзлого грунта в форме кольца; на фиг, 2процессы приложения вертикальной нагрузки и начало оттаивания испытуемо. го целика мерзлого грунта; на фиг.3процесс завершения оттаивания испытуемого грунта и приложение к нему кру" тящего момента; на фиг. 4 - график зависимости относительного сжатия S) от давления 61, на фиг. 5 - диаграмма сдвига.

3 92045

В мерзлом массиве грунта 1 вырезают вертикальные кольцевые щели 2 и 3 и образуют целик 4 кольцевой формы со скважинами 5. На целике 4 установлены и закреплены изоляторы"цилинд- S фы 6 и греющий штамп 7, а в скважинах смонтированы термодатчики 8.

П; р и и е р. На целик мерзлого грунта 4 через греющий штамп 7 прикладывают вертикальную нормальную на-16 .грузку Р, при которой будет производиться оттаивание, и замеряют осадки мерзлого целика 4. Затеи греющим штампом 7 осуществляют плоскопарал" лельное позонное оттаивание целика 4 И, высотою Н с поверхности б-б до его: основания по плоскости а-а. Темпера туру целика 4 контролируют термодат- . чиками 8 и дистанционно регулируют ее. Одновременно замеряют вертикаль- 26 ную осадку оттаявшего мерзлого грунта-целика 4. По величине осадок, полученных от приложения вертикальной нормальной нагрузки "Р при полном оттаивании целика 4 до плоскости а-а,2S находят относительные деформации грунта E = о/Н, где S осадка оттаявшего грунта; Н - высота оттаявшего грунта-целика 4. Ilo относительным деформациям Е находят величину 2В относительного сжатия 6 при определенном значении вертикальной нагруз киь

Опыт повторяют на нескольких образцах при разных значениях 6 . По-. лучают соответствующие значения 6 .

По результатам опытов строят график зависимости б = f(6} (фиг. 4} . Графически получают величину безразмерного коэффициента оттаивания А и величину коэффициента сжимаемости а, за" тем определяют величину относительного сжатия данного мерзлого грунта

6 для произвольного нормального напряжения 6

4S

$ p+ $

>„ 1 г 1,,э } где P - вертикальная нормальная нагрузка;

Rz- внешний диаметр целика 4;

Ri- внутренний диаметр целика 4.

После полного оттаивания целика 4

5S и при фиксации положительной темпе" ратуры (t з 0 С) в .плоскости а"а между оттаявшим целиком 4 и его мерэ1 4 лым основанием на боковые поверхнос" ти целика 4 высотою Н -неравномерно прилагают крутящий момент И до его полного сдвига. При этом замеряют максимальный крутящий момент и угол поворота целика 4 в плоскости среза а-а. По величине максимального крутящего момента определяют величину касательного напряжения при условии принятия равномерного распределения сдвигающих напряжений по плоскости основания кольцевого целика грунта

gP 2- (1 3 1 )

3 3 где 1 - касательное напряжение; Идрмаксимальный крутящий момент; 11> внутренний диаметр опрокинутой кольцевой емкости; R2 - внешний диаметр опрокинутой кольцевой емкости. По значениям нескольких опытов строят график „рТ, = f(6), откуда определяют сцепленйе грунта С и угол внутренне" го трения f (фиг. 5) .

Таким образом, описываемый способ позволяет определить свойства сжима" емости и сопротивления сдвигу мерзлых грунтов на одном образце. Зная значения вертикального перемещения оттаявшего грунта и,максимальный крутящий момент, можно с большой точностью определить. основные механические свойства мерзлых грунтов. Этот способ рекомендуется использовать при проведении инженерно-изыскательских работ для проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в районах с вечномерзлыми. грунтами.

Формула изобретения

Способ определения сопротивления грунта сдвигу, включающий образование целика грунта кольцевой формы, приложение к нему постоянной вертикальной нагрузки и крутящего момента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения расширения диапазона исследований в мерзлом грунте, после приложения вертикальной нагрузки производят плоскопараллельное поэонное оттаивание целика сверху вниз, а крутящий момент к целику прикладывают в плоскости сдвига оттаявшего целика по мерзлому грунту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 654877, кл. Е 02 0 1/00, 1976 (прототип).

920451

ВНИИПИ Заказ 2321/42

Тираж 883 Подписное

Ю ЮЮ ° ЮФ

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