Способ испытания образцов грунта Советский патент 1990 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения компрессионных характеристик, необходимых для проектирования и расчета несущей способности набивных свай.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет учета дилатансионных свойств грунта.

На чертеже изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит кольцевые обоймы 1 для размещения образцов грунта 2, соединительные тяги 3 с монтажными болтами 4, датчики 5 давления, соединенные с индикаторами 6, и плиту 7 с набором грузов 8. Для образования скважины используют пневмопробой- ник 9. Перемещение датчиков 5 давления фиксируют при помощи индикаторов

6. Торец верхней обоймы пригружен плитой 7 с набором грузов 8. Пневмопро- бойннки 9 образуют скважину по оси блока обойм 1 с грунтом.

Способ осуществляют следующим образом.

В кольцевые обоймы 1 помещают образцы грунта 2. Обоймы устанавливают друг ча друга, размещая между ними на разных расстояниях от центра датчики 5 давления. Обоймы скрепляют между собой с помощью, например, соединительных тяг 3, устанавливающихся на монтажные болты 4, при этом создают плотный контакт образцов 2 между собой и датчиками 5 давления. Дпч измерения пермещений датчиков 5 давления используют, например, индикаторы 6 часового типа. Установленные таким образом образцы в обоймах 1 обСП

|

00

оэ ел

00

разуют единый блок естественного грун та с размещенными в нем датчиками 5 давления. Затем по продольной оси блока грунта проходят скважину пнев- мопробойником 9, измеряя при этом напряжения в грунте датчиками 5 давления и одновременно перемещения этих датчиков индикаторами 6. Для избежания влияния открытой поверхности на результаты проводимых экспериментов поверхность грунта в верхней обойме 1 пригружают плитой 7, позволяющей также имитировать различную глубину залегания грунта с помощью, на- пример, наборных грузов 8. Плиту 7 пригруза жестко соединяют с кольцевыми обоймами 1 соединительными тягами 3. Кольцевые обоймы 1 изготовляют диаметром, превышающем более, чем в 15 раз, диаметр образуемой пневмопро- .бойником 9 скважины. Такие размеры обойм позволяют исключить влияние их жесткой поверхности на процессы, происходящие в грунте при образовании скважины.

Датчики 5 давления изготавливают так, чтобы их средняя плотность была близка к плотности грунта. Учитывая при этом, что размеры датчиков несоизмеримо малы по сравнению с размерами блока грунта, в процессе испытания определяют напряжения и деформации в одних и тех же точках грунтового массива при проходке скважины.

При образовании скважины в массиве грунта частицы грунта перемещаются от оси скважины не только в радиальном, но и в тангенциальном направлении, происходит переупаковка частиц, дилатансия, т.е. моделируются истинные процессы в грунте при образовании скважины. Это значительно повышает точность измерений и, как следствие, точность расчета несущей способности сваи по боковой поверхности.

По результатам измерений датчиков давления строят график зависимости объемного уплотнения грунта 9 от расстояния до оси скважины R.

Относительное объемное уплотнение определяется по измеренным перемещениям грунта на различных расстояниях от оси скважины, его можно выразить через изменение плотности грун- та в процессе его уплотнения

- - -ь

где

- плотность естественного груJ v

та;

р - плотность грунта после прохода скважины.

Изменение плотности грунта можно представить как изменение его объемов в рассматриваемых диапазонах исследования

е 4У.

4V V - V, ,

где 5 0 5

0

0

5

5

0

5

где V

V

0 1 где SQ S -объем грунта в рассматриваемом диапазоне до проходки скважины;

-объем грунта после уплотнения.

V S-h,

где h - высота рассматриваемого объема грунта;

S - площадь поперечного сечения исследуемого объема грунта. Таким образом,

S

Ч ао

площадь поперечного сечения неуплотненного грунта; площадь поперечного сечения грунта после проходки скважины.

Следовательно, величина относительного объемного уплотнения грунта может быть определена через изменение площадей поперечных сечений исследуемых диапазонов, которые определяются по показаниям индикаторов.

Затем строят график изменения напряжений в грунте в зависимости от расстояния до оси скважины.

По этим графикам определяют компрессионную зависимость и строят компрессионную диаграмму, необходимую для определения несущей способности сваи по боковой поверхности.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет повысить точность при измерении напряжений и деформаций в грунте, необходимых при определении несущей способности свай, отформованных виброударным способом. Повышение точности измерения при определении компрессионных характеристик грунта позволяет повысить расчетную несущую способность свай, за счет

чего на 10-15% уменьшить расход материалов и трудозатрат при возведении свайных фундаментов сооружений.

5

Формула изобретения Способ испытания образцов грунта, включающий нагрухение размещенного в жесткой обойме образца грунта сжимающей нагрузкой, измерение напряжений и перемещений грунта и построение компрессионной диаграммы по полученным данным, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

15

86536

измерений за счет учета дилатансионных свойств грунта, нагружение грунта производят радиальной нагрузкой путем проходки по оси образца скважины пневмопробойником, а измерение напряжения и перемещения производят в одних и тех же точках на различных расстояниях от оси скважины по высоте образца.

10

Изобретение относится к строительству и может использоваться для определения компрессионных характеристик при расчете несущей способности набивных свай. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет учета дилатансионных свойств грунта. Нагружение образцов грунта в условиях компрессии осуществляют в радиальном направлении путем проходки по оси образца скважины пневмопробойником. Измерение напряжений и перемещений производят в одних и тех же точках на различных расстояниях от оси скважины по высоте образца. По полученным данным строят компрессионную диаграмму, необходимую для определения несущей способности сваи по боковой поверхности. 1 ил.