Способ определения прочностных характеристик грунта Советский патент 1987 года по МПК G01N3/24 E02D1/00 

. 1

Изобретение относится к строительству, в частности к лабораторным исследованиям прочностных характеристик грунта.

Цель изобретения - сокращение вре мени определения.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец грунта помещают в камеру прибора плоского сдвига. Прикладывают к образцу уплотняющее вертикально направленное давление Р, , Затем прикладавают ступенчато возрастающую сдвигающую нагрузку и фиксируют перемещение подвижной части прибора с грунтом. Предельную по величине сдвигающую нагрузку предопределяют величиной перемещения

Ь, ,

где Е - модуль деформации грунта,

МПа-,

d - диаметр образца грунта, мм; К - постоянная испытываемой разновидности грунта.

Затем уменьшают до нуля сдвигающую наг рузку и производят сдвиг в другом направлении. Сдвигающую нагрузку прикладывают так же ступенями После достижения суммарного перемещения подвижной части прибора в одном и другом направлениях, близких к нулю, уменьщают сдвиговую нагрузку до нуля На этом заканчивают первый этап испытания.

На втором этапе испытания увеличивают уплотняющее давление от Р,. до Р , прикладывают ступенями сдвигаюио нагрузку в первоначальном направлении, фиксируют величину перемещения от каждой ступени нагрузки и доводят ее до критической, когда происходит разрущение образца или появляется незатухающая ползучесть. На этом испытание заканчивают, после чего определяют среднее значение сопротивления сдвигу грунта при перемещении Ь, на первом этапе для одного и другого направления , , сопротивление сдвигу грунта на втором этапе испытания при сдвиговом перемещении

A,j &, KTJ- d ( tj) и критичес

кое сопрэтивление грунта сдвигу на втором jrane испытаний , а на основе полученных данных рассчитывают пл внутреннего трения q и сцепле./ ie С грунта гю формулам:

arctg I

Р -Р

Tj -г,

i

град

где

р

L - t j.

- , МПа.

Г. р и м е р К На сдвиговом приборе одноплоскостного сдвига исследуют плотный мелкий кварцевый песок с плотностью р 1775 кг/М коэффициентом пористости 6 0,497 и К 0,065.

На первом этапе уплотняющее давление Р, 0,05 Ша, Модуль деформации Е этого песка при давлении Р, 0,05 МПа равен 72 МПа, перемещение , до которого проводят испытание на первом этапе, л,

|-- . 71 ,4 0,72 мм.

0,065

После достижения заданных сдвиговых перемещений Л, , сдвиговую нагрузку снижают до нуля и прикладывают ее в противоположном, направлении, фиксируя сдвиговые перемещения д и соответствуюаще им сопротивления грунта сдвигу с .

Результаты испытания на первом этапе приведены в табл,1.

При перемещении л, 0,72 мм среднее значение сопротивления сдвигу

ср

0,035 МПа.

На втором этапе уплотняющее давление увеличивают до Р 0,15 МПа.

Результаты приведены в табл.2. J5 По результатам испытания определяют угол внутреннего трения следующий:

ср arctq(55.-..з5. .o,i5

ч- arctgi 0,15-0,05 0,095

45

40

43,45°.

Пример 2. Производят испытние искусственной смеси (глина - . каолин 60%, песок фракции 0,25 - 0,5 мм 40%), влажностью 112%.

Модуль дес юрмации Е t МПа, Л, 1,76 мм„ Р, 0,025 МПа.

Результаты первого этапа испытания приведены в табл.3.

Результаты второго этапа испыта- 50 ния при Pj, 0,1 МПа приведены в табл.4.

,8.75 - 8,3х 8,75 Cf arctg(--------) --5

55

0,034 , где С 8,16 Ша.

Применение пр едлагаемого способа позволяет сократить сроки определения прочностных характеристик грунта

за счет испытания одного образца грунта.

Формула изобретения

Способ определения прочностных характеристик грунта, включающий приложение к образцу грунта в сдвиговом приборе уплотняющего давления и ступенчато возрастающей сдвигаю- щей нагрузки, измерение сдвиговых - перемещений образца грунта, определение сопротивления сдвигу и расчет прочностных характеристик грунта, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени определения испытание проводят на одном образце в два этапа, при этом на первом этапе сдвигающую нагрузку прикладывают последовательно в двух противополож- ных направлениях, сдвиговые перемещения в обоих направлениях доводят до величины и, Кл|Р, /Е d, уменьшая сдвигающую нагрузку до нуля при достижении указанной величины

перемещения, на втором этапе сдвигаю щую нагрузку прикладывают в первона- чальном направлении с доведением ее до критической при большей уплотняющей нагрузке, а прочностные характе- ристики грунта - угол внутреннего

U, , мм, в одном

направлении 0,02 0,135 0,230 0,550

д, мм, в проти2968984

трения, q и сцепление С рассчитывают формула :

fO 15, 2025

30

С

где Р.

. у «Р cp arctg(). 4: .град.

- и Р. -Ci

МПа,

P

€.

уплотняющие давления соответственно на первом и втором этапах -испытания, МПа; среднее значение сопротивления сдвигу грунта на первом этапе при сдвиговом перемещении Д, для обоих направлений, Ша;

сопротивление сдвигу грунта на втором этапе испытания при сдвиговом перемещении ij

Д, К tlP,/E . d,Mna; критическое сопротивление сдвигу грунта на втором этапе испытания, МПа; Е - модуль деформации

грунта, МПа; d - диаметр образца грунта,

Г

К - постоянная испытываемой разновидности грунта, доли ед.

Таблица 1

1,05

Таблица

Д, , мм, в

однст направлении

0,060,12 0,240,34 0,510,77 1,81 «7 8,3 кПа

-0,12 -0,27 -0,53 -0,76 -1,10-1 б9

&., мм0,045 0,140,220,36 0,530|7в 1,9

Составитель Г.Мартынова Редактор М.Недолуженко Техред И.ПоповичКорректор М.Демчик

768/44

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Т а б л и ц а .3

Таблица 4

Незатухаюцая

ползучесть

при tj а 8,75 кПв

Изобретение относится к строительству, в частности к исследованию свойств грунтов, и позволяет повысить производительность труда при лабораторном определении прочностных характеристик грунта за счет проведения испытаний на одном образце. Для этого на образец грунта, помещенный в прибор плоского сдбига. на первом этапе прикладывают уплотняющее давление Р, и сдвигающую нагрузку с доведением сдвигового перемещения до Д/ -JP, /Е d последова- тельно в двух противоположных направлениях и определяют среднее сопротив ление сдвигу грунта при перемещении U. для одного и другого направлений (t , ) . На втором этапе повыщают уплотняющее давление до Р и после этого производят сдвиг образца в первоначальном направлении с доведе-- нием сдвиговой нагрузки до критической, соответствующей критическому сопротивлению грунта сдвиг j а угол внутреннего трения ср и сцепление (с) рассчитывают по формулам cf arctg (,)/(P,-PJl- l / / о, град, и С -P i-tgc,, Ша, где Cj - сопротивление грунта сдвигу на втором этапе испытания при сдви- говом перемещении Л, i , /E d, Ша, Е - модуль деформации грунт а j Ша, К - постоянная нспытываемой разновидности грунта, d - диаметр образца грунта, мм. 4 табл. i (Л N3 :о 3 00 ;о 00