Способ определения сжимаемости грунтов Советский патент 1992 года по МПК G01N3/10 

Из указанных соотношений находят модуль объемной деформации (сжатия) грунта.

В случае изменения температуры в процессе опыта дополнительная камера устройства, оснащенная волюмометром, позволяет учесть температурную поправку.

Недостатки указанного технического решения состоят в том, что для определения

необходима трузначения

AVK+AP

рж

доемкая операция разборки и проведения испытания с металлическим образцом. При этом при повторном заполнении гидросистемы рабочей жидкостью, количество рас- творенного в ней воздуха является неконтролируемой величиной, что снижает точность определения Кгр. (Модуль объемного сжатия, например, для воды, в зависимости от ее минерализации и количества растворенного газа изменяется от 1560 до

45000 кгс/сУ). .

Дегазация гидросистемы вакуумирова- нием при наличии в ней образца грунта невозможна, так как ведет к полному разрушению этого образца.

Цель изобретения - повышение точности определения сжимаемости грунта за счет учета сжимаемости жидкости, при одновременном снижении трудоёмкости испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в способе определения сжимаемости грунтов, включающем размещение образца в гидравлической нагрузочной камере, нагру- жение образца ступенчато возрастающей нагрузкой путем создания давления рабочей жидкости и измерение для каждой ступени нагружения давления и расхода рабочей жидкости, после завершения последней ступени нагружения снимают нагрузку с образца, уменьшают объем нагружающей жидкости и проводят повторное ступенчатое нагружение образца.

На чертеже схематично изображено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство состоит из нагрузочной камеры 1 для грунтового образца 2, дополнительной камеры 3 с патрубком 4. посредством которого она соединена с трубопроводом 5, соединяющим камеры 1 с волюмометром 6 со шкалой 7.

Волюмометр через магистраль 8 соединен с резервуарами жидкости 9 (воды) и сжатого газа, например, азота 10 (не показано) На патрубке 4 установлен запорный вентиль 11. Кроме того, камеры 1 и 3 через патрубки 12 и 13 с вентилями 14 и 15 соединены со сбросным трубопроводом 16, на

конце которого размещен бачок 17. Камера 3 может быть оборудована дополнительным волюмометром для учета температурных погрешностей, но обычно испытания проводятся в помещении с постоянной температурой, поэтому в данной конструкции он не показан.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец грунта произвольной формы (природная отдельность со всеми присущими ей включениями), покрытый клеевой оболочкой, помещают в нагрузочную камеру 1. Предварительно определяют объем образца. Затем из резервуара для хранения рабочей жидкости через волюмометр 8, трубопровод5 приоткрытых вентилях 11,14 и 15 заполняют камеры 1 и 3. При этом воздух из камер вытесняют рабочей жидкостью через сбросной трубопровод 16с бачком 17. После заполнения камер рабочей жидкостью вентили 14 и 15 перекрывают и начинают испытания путем повышения давления в камерах 1 и 3 ступенями (ДР)с выдержкой на каждой ступени давления до условной стабилизации перемещений - изменения объема образца грунта, которое измеряют с помощью волюмометра по объему рабочей жидкости, поступающей в камеры.

После завершения цикла нагружения давление сбрасывают, уменьшают объем нагружающей жидкости путем отключения камеры 3 с помощью вентиля 11 и повторяют цикл нагружения при уменьшенном обьеме нагружающей жидкости.

Эти два нагружения дают соотношения

ДР-УФ+А М + Ар-4ж)дJO .

р --rflkVx -Iп-сАУиэм .

КтрК.рЖ

ДР .( Л.АР & ггЕ + ДУ,1 +IT- Av 3M

ivpк.рж

При этом КрЖ одинаков для обоих нагру- жений, так как в них используется одна и та же жидкость.

Из указанных соотношений легко находятся модули КГр и Крж.

Пример. Устройство для осуществления способа выполнено с двумя камерами, каждая из которых имеет объем 1000 см3 . Объем образца грунта (подмосковная морена) равен 573 см .

Площадь сечения трубки волюмометра S - 0,070686 см2. Ступень давления - ДР - « 0,4 кгс/см2.

Для процесса нагружения при включенных двух камерах показания волюмометра Ahi -5,7 см и при включенной одной камере

- Ah2 3,65 см. Собственные деформации гидросистемы AvK Дпк S. Определяемое при тарировке Длк 2,0 см. Соотношения для определения КГр и Крж имеют следующий вид:

0.4.573+2+0,4(200-573)570.$;

1чгрК-рж

0.4 573 . о ,0.4 ( 1000 - 573 ) 0 ес с

р1- -Т пг «3,65 S.

К-rp1)Ж

Откуда находим: КГр 2400 кгс/см2; Крж 3430 кгс/см .

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом является то, что он позволяет получить более точные результаты за счет применения при испытаниях одной жидкости. Кроме того, предлагаемый способ менее трудоемок, так как в нем исключены трудоемкие

операции разборки камеры, откачки жидкости, замены образца грунта и введена менее трудоемкая операция (не требующая ручного труда) дополнительного нагружения.

Формула изобретения Способ определения сжимаемости грунтов, включающий размещение образца в гидравлической нагрузочной камере, на- гружение образца ступенчато возрастающей нагрузкой путем создания давления рабочей жидкости и измерение для каждой ступени нагружения давления и расхода ра- бочей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет учета сжимаемости жидкости при одновре менном снижении трудоемкости, после завершения последней ступени нагружения снимают нагрузку с образца, уменьшают 0 объем нагружающей жидкости и проводят повторное ступенчатое нагружение образ0

5

ца.

-Јадочая | жидкости

t