Композиция для получения искусственного материала,моделирующего мерзлые грунты Советский патент 1985 года по МПК G01N33/24 

и П Известна композиция для получения искусственного материала, содержатая грунт, Е|,емант т воду /. IJ Недоетаткамг данной компоэицтш . жэляются дамтельг ость ее при-готовле вшя (до суток) и одноразовость пользования в Наиболее близким техническим ре @ением к изобретению является композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее 23. Недостатками известной композиции является сложность технологии приготовления и ограниченный срок е спользования ВС 5едствие выгораний связующего - парафина при нагре Э€, что необходимо для повторного его использования. Кроме того, отсу ствие анизотропии прочностных евойств по толщине разруиаёмого сло не позволяет использовать компози1&Ю при моделировании процесса разрушения натурных мерзлых грунтов. Цель изобретения - получение композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с распространением упругих колебаний в мерзлых грунтах с анизотропией прочностных свойств по глубнне, и увеличение срока использования, композиции. Поставленная цепь достигается тем, что композиция для получеш1я искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, содержащая крупнозернистьй песок, молотую г;шну и связующее, в качестве связуюше го содержит масло минеральное и дополнительно воду и крошку резиновой фракции 0,25-0,05 мм при следую цем соотиошении компонентов, мас.%: Песок крупнозернистый 22,5-28,3 56,3-64,0 Молотая глина Масло минеральное 1,8-5,5 1,6-3,0 Крошка резиновая фракции 0,25-0,05 мм 5,0-12,0 Приготовление искусственного материала, моделирующего мерзлые грун ты, на основе данной композиции осу ществляют следующим образом. Твердые компоненты npocyiioiBaioT, глину измельчают до размера частиц 0,005-0,5 №1. Затем кдатонеиты проегияаюТ; развешивают в заданной в®совой пропорции и перемешивают в следующей последовательности песок смешивают с водой, затем с иикеральШ8м маслом, крошкой резинсаой и глиной. Перемешивание компонентов проводится до получения однородной смеси. Смесь укладывают в контейнер, разравнивают и уплотняют до заданной прочности ударной нагрузкой, после чего проводят контроль физико-механических свойств полученного материала . Материал, полученный на основе предлагаемой композиции дает возможность осуществлять моделирование процессов разрушения мерзлых грунтов, связанных с распространением волн напряжений, так как он аналогичен мерзлым грунтам по параметру С (скорость распространения упругих колебаний). Это достигается за счет того что крошка резиновой смесиj добавленная в смесь, выполняет роль пор, заполненных газообразной фазой, что имеет место в натурных мерзлых грунтах, т.е. резиновые смеси обладают высокой поглощающей способностью. Поэтому, варьируя содержание резиновой крошки в необходимых пределах, получают необходимые . значения С, соответствующее определенной температуре грунта. Кроме того, прочностные гвойства материала, полученного на основе предлагаемой композиции, изменяются S зависимости от числа уплотняющих ударов груза. При этом введение крошки понижает жесткость минерального скелета композиции, вследствие чего в верхнем слое число ударов, динамического плотномера{Су ) больше, чем в последующих нижних слоях, за счет поглощакнцей способности композиции. Меняя процентное содер жание этого компонента, а также толщину уялотняемого слоя, изменяют градиент Суд по глубине слоя, что позволяет моделировать процесс разрушения натурных сеэоннойерзлых грунтов, имеющих анизотропию свойств по глубине рыхления. Срок использования предлагаемой композиции по сравнению с известной, увеличивается за счет того, что минеральное масло, введенное в композицию после того, как песок и реэиновая крошка, предварительно смешанкые с водой, будут перемешаны с глиной, обволакивает тонкой strae i« кой частицы смеск более крупньи размеров, чем препятстйуют испара нию воды. При уплотнении композшук во время ее подготовки к эксперимеиту в результате больших напряжений, возникающих в точках контакта между собой частиц, масляная пленка разрушается, тем самым не препятствуя цементации частиц песка глиной с растворенной в ней водой. Обоснование количественного содержания компонентов принято на основание экспериментальнык исследова ний по выбору соотношения компокек тов. При других значениях содержеиия компонентов физико-механические свойства композиции не будут соответствовать свойствам натурных мерзлых грунтов. Предлагаемая композиция модепиру ет средний суглинок, имеющий в талом состоянии Су 6-8 при влажности W « 20% и следующем гранулом рическом составе: Содержание Размер частиц,%: частиц,мм 18,7 0,005 27,3 0,005-0,05 0;05-2,0 5й,0 Пример. Моделируется разрушение суглинка при влажности 10-20% импульсами газа высокого дав ления, приложенными на глубине hp 0,8 м. Масштаб моделирования К 8. Температура грунта на поверхно ти , на глубине 0,8 м -1°С, соответственно на поверхности Суд 170-185, на глубине рыхления 60-70. Градиент Суд «JVoicfC 1,3 V, Скорость распространегшя продольных упругих колебаний в суглинке при W 20% и t СОС-тавдяет 2500 м/с с Параметры коштозиции (эквивалентной среды) пешучаем, используя формулы перехода от параметров оригинала к параметрам моде-ти. Для определения состава композиции и числа уплотняющих ударов (п ) .используются экспериментальные данные представленные в таблице и на чертеже, где дана зависшюсть Суд от для различных составов коштапзиции, приведенных в таблице. На графике проводится горизонтальная прямая, соответствующая полученному значению Суд до пересечения с кривыми, указывающими составы композиции. Окончательный выбор состава производится по таблице по эначвниям С , и градиента Суд . Так, для нащего примера композиции 1,2 я 3 имеют одинаковое Суд . По таблице определяется номер композиции и ее состав, имеющий Су , и градиент Суд в требуемых пределах. Вовращаясь к графику и опуская перпендикуляр на ось пу. определяем количество уплотняющих ударов, равное 25. Использование предлагаемой для получения эквивалентного материала, моделирующего мерздше грунты, позволит исследовать процессы разрушения мерз1шх грунтов, связанные с распространением упругих колебаний, а также моделировать разцгушекие анизотропных сред.

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО МАТЕРИАЛА, МОДЕЛИРУЩЕГО ШРЗЛЫЕ ГРУНТЫ, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связуницее, отличающаяся тем, что, с целью получения композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с распространением упругих колеба1тй в мерзлых грунтах с енизотрош|ей прочностных свойств по глубине, и увеличения срока использования композиции, в качестве связующего она coдepжиt наело шнерапьное и дополнительно воду и крошку резиновой акции 0,25-0,05 мм при след ощем соотношении компонентов, нас.%: Песок крупнозернистый 22,,3 Молотая глина 56,3-64,0; Масло минеральное I,8-5,5 Вода1,6-3,0 Кровка резиновая фракция 0,25-0,05 мм 5,0-12,0 :л :л о

22,5 64,0 3,0 5.5 5,0 2 24,3 62,0 2,7 4,5 6,5

1700-2000 1,9-2,0 1370-1690 1,7-1,9

Продолжение таблицы