Способ испытания грунта и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к строительству, в частности к механике грунтов, и может быть использовано при лабораторных испытаниях грунтов для определения деформативных и прочностных характеристик грунта.

Целью изобретения является повышение точности и увеличение числа получаемых параметров.

На фиг.1 показано устройство для испытания грунта, общий вид; на фиг.2 - рабочая камера, вид сбоку; на фиг.З - рабочая камера, разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - графики обрботки полученных результатов.

Устройство для испытания грунта включает рабочую камеру, выполненную в виде силовой рамы 1, имеющей прозрачные жесткие стенки 2 и емкости-пресс.ы 3, которые вместе с верх-2о ния испытания образца грунта провоним 4 и нижним 5 поршнями образуют замкнутое пространство для образца грунта 6. Верхний поршень имеет регулировочный винт 7. Емкости-прессы 3 снабжены прижимными виитами 8,. соединены с системой гидравлического обжатия, включающей плавающий плунжер 9, запрессованный в -стакан, имеющий выходные каналы 10, которые . соединены щланг.ами 11 с емкостями- прессами 3 и цилиндром компрессора 12. Рабочая камера устанавливается под рычажный пресс (не показан).

Способ испытания грунта осуществляют следующим образом.

В рабочую камеру устройства для испытания грунта помещают образец грунта-6, устанавливая его на нИж- ний поршень 5. В пазы силовой рамы . задвигают прозрачные жесткие стенки 2, а с двух других сторон при помощи прижимных винтов 8 устанавливают; емкости-прессы 3. Гидравли- ческую систему бокового обжатия заполняют водой и рабочую камеру устанавливают под рьтчажный пресс. Положение верхнего поршня фикси- v руют регулировочным винтом. 7. Боковое давление (6,) на образец грунта 6 создают путем приложения нагрузки на площадку плавающего плунжера 9. Одновременно с созданием бокового давления (6) по торцам образца прикладьюают давление 8 & , для чего на подвеску рычажного пресса прикладьшают пригрузку Р„р , определяемую по формуле

Р ,iL, (,)

пр N

239591

где

- площадь поперечного сечения

образца, м; N - передаточное число рычажной

системы.

5 После создания в образце грунта начального заданного напряженного состояния фотографируют образец грунта, для чего окуляр фотоаппарата, установленного в строго фиксирован- 10 ном положении, направляют на прозрачную стенку 2 рабочей камеры, равно- освещенной с помощью осветителей. . Полученный негатив .представляет собой начальный растр. Далее ступенями t5 увеличивают одно из напряжений и производят фотографирование образца грунта после затухания деформации от каждой ступени нагрузки вплоть до разрушения грунта. После эаверще

дят обработку полученных результатов, в результате чего определяют величи- ну деформаций и напряжений образца грунта. Определение величины деформаций осуществляют следующим образом. С начального растра контактным способом изготавливают копию - эталонный растр.Все остальные, полученные в процессе испытания растры - деформированные. При совме- щении эталонного растра с любым де- формированньм имеет место совмещение по схеме позитив-негатив. Такую пару растров называют сопряженными. При совмещении эталонного- растра с любым деформированным сопряженным растром эмульсией к эмульсии регистрируют появление темного муарового пятна (фиг.4). Незначительной подвижкой одного из растров центр пятна может быть перемещен в любую точку по полю растра. За . исходное принимают положение муарового пятна В- середине изображения. За- .

тем верхний растр вращают относительно центра пятна до момента образования муаровой полосы (фиг.4).Вращение пластинки в двух взаимно противо.- положных направлениях относительно центра пятна, как оси вращения, приводит к появлению муаровых .полос, при этом фиксируют угол поворота пластинок и обозначают его через Q . Биссектрисы угловмуаровых полос определяют ориентировку главных деформаций. Угол, биЪсектрисы которого есть деформация , обозначают через о -. . Искомые величины деформаций устанавливают из сортношений .

1 Q

1

4 с//а

(1) (7

Коэффициент бокового расширения, определяют по формуле

i

Vw/-i (3)

.

Напряжения, создаваемые в образце грунта, рассчитывают по формуле (U

Использование изобретения позволя ет в одном опыте определить деформационно-прочностные параметры грунта на любом этапе нагружения, что в свою очередь позволяет использовать математический аппарат нелинейной механики грунтов при расчете оснований фундаментов и грунтовых сооружений .

Формула изобретения

1.Способ испытания грунта, включающий приготовление образца грунта, создание в образце напряженного состояния, фотографирование образца для получения эталонного и деформированного , совмещение позитива

10

15

20

5

зо

393914

эталонного растра с негативом деформированного растра, сдвиг и поворачивание их один относительно другого до появления муаровых полос и опре- J деление деформаций образца, о т - личающийся тем, что, с целью повьпиения точности и 5гвеличе- ния числа получаемых параметров, перед фотографированием образца грунта для получения эталонного растра в образце создают трехосное напряженное состояние, после чего ступенями увеличивают одно из напряжений, а фотографирование образца для получения деформированного растра осуществляют на каждой ступени вплоть до разрушения

2. Устройство для испытания грунта, включающее рабочую камеру для образца .грунта, установленную под рычажным, прессом, и систему педрав- лического бокового обжатия образца, отличающееся тем, что, с целью повьпчения точности и увеличения числа получаемых параметров, рабочая камера выполнена в виде силовой рамы, имеющей прозрачные жесткие стенки и емкости-прессы,образующие со стенками замкнутое пространство для образца .грунта, причем емкости-прессы соединены с системой гидравлического обжатия.

,Г

Фиг.2

Фмг.З

Изобретение относится к облас- ти строительства, к Mexainnce грунтов. Позволяет повысить точность и увеличить число получаемых параметров при определении деформативных и. прочностных характеристик грунта. Устройство включает рабочую камеру в внце силовой рамы 1 с прозрачными жесткими стенками и емкости-прессы 3. Прессы 3 с верхним 4 и нижним 5 поршнями образуют замкнутое пространство для образцов 6 трунта. В образце 6 грунта создают трехосное напряженное состояние. Ступенями увеличивают одно из напряжений. На каждой ступени вплоть до разрушения образца проводят его фотографирование для получения деформированного растра. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. ел ю со CD сл CD Фиг.1