Способ определения модулядЕфОРМАции гРуНТОВ Советский патент 1981 года по МПК E02D1/02 

Цель изобретения - расширение ди пазона исследований. Поставленная цель достигается тем, ЧТ9 в известном способе опреде ления модуля деформации грунтов путем вакуумирования грунта и измерения величину смещений испытуемой поверхности образца,вакуумирование производят до стабилизации смещений испытуемой поверхности образца при его расширении. На фиг. 1 изображена схема одноосного расширения образца грунта в вакуумной камере; на фиг. 2 - схе ма трехосного расширения образца грунта в.вакуумной камере; на фиг.З технологическая схема расширения массива грунта через его поверхност на иг, 4 - технологическая схема расширения массива грунта в скважине или шурфах. На технологических схемах показаны испытуемый образец или массив 1 грунта, вакуумная камера 2с всасывающей трубой 3 и измерительные приборы, например деформометры 4 и датчики 5. Модули деформации грунтов определяют в следующей последовательности. Пример 1. Образец 1 грунта цилиндрической или кубической формы устанавливают в вакуумную камеру 2. На поверхности образца устанавли вают измерительные приборы, наприме деформометры 4 и датчики- 5. Затем через всасывающую трубу 3 в вакуумной камере ступенями создают вакуум величиной 10 - Па. Верхнюю границу вакуума применяют для грунтов с влажностью до 20% и пористостью более 30%, а нижнюю границу вакуума - для более плотных и жирных связных грунтов. По мере выдерживания образца 1 грунта в вакуумной камере 2 под вакуумом его внутрипоровое избыточное давление постепенно уменьшается и через определенное время достигае значения вакуума. По ходу изменения значения вакуума обра.зец 1 грунта испытывает одноосное (фиг. 1) или трехосное (фиг. 2) равномерное раст жение и происходит линейное и объем ное расширение образца 1 грунта до разрыва .его сплошности и разруше ния. Расширение поверхности образца 1 грунта фиксируют с помощью деформометров 4 и датчиков 5. На основе полученных величин сме щения при расширении поверхности определяют модуль деформации грунто по формулам: а) при одноосном напряженном сос тоянии Д JIL . . (1) б) при трехосном напряженном состоянииЕ Р - k, (2) где Е - модуль деформации грунтов; - коэффициент Пуассона грунта; Р - величина вакуума; - общая деформация; kQИ коэффициенты надежности испытаний. Пример 2. В шурфе (фиг. 4) подготавливают испытуемую поверхность массива 1 грунта. Для того, чтобы учесть вертикальные и горизонтальные напряжения, на поверхности стенок и забоя шурфа устанавливают в ориентированном положении дефсрмометры 4 и датчики 5. Затем в шурфе и в массиве 1 грунта ступенями создают вакуум через высасывающую трубу 3. Как и в примере 1, под воздействием внутрипорового избыточного давления происходит расширение или так называемое пучение массивна 1 грунта, находящегося под вакуумом, который фиксируют с помощью деформометров 4 и датчиков 5. Очевидно, если образец грунта до вакуума испытывает внутренние напряжения Ъ , действующие в нем, то после приложения вакуума он должен расширяться на величину, относительной деформации , зависящую от упругих свойств грунта. На основе полученных величин расширения массива грунта определяют его модуль деформации по формуле Е |J. (1 )ko, (3) где г - радиус скважины; %- перемещение радиуса скважины; коэффициент надежности испытаний. При полевом испытании грунтов в полупространстве модуль деформации грунтов определяют по формуле b(l -М j Р „ UJ kn где b - условный диаметр круга .испытуемого грунта; перемещение (расширение) грунта в полупространстве; U) - коэффициент, учитывающий форму поверхности испытуемого грунта; . коэффициент надежности, ис. пЫтаний. Таким образом, зная упругие свойтва грунта, можно вычислить (шпряения в грунте и наобор от. По предлагаемому способу можно испытать как образцы гру.нта в лабоаторных условиях, так и грунт в олевых условиях. Это исключает рименение громоздкого оборудования, то обусловливает незначительные ранспортные, материальные и денежые расходы.

Предварительные технико-экономические расчеты показывают, что стоимость трех испытаний в лабораторных условиях составляет 40-60 р, и в шурфах диаметром 2 м и глубиной 2мпорядка 160 R, что в 1,5-2,6раза дешевле по сравнению с испытанием гру.нтов в компрессионных приборах или штампах, и трудоемкость снижается в 1,8 раза. Годовой экономический эффект на 1 млн.р. в строительноизыскательских работах составляет порядка 400 тыс,р.

Предлагаемый способ рекомендуется использовать в инженерно-изыскательских работах в промышленном, гражданском, транспортном и иных областях строительства,

Формула изобретения

Способ определения лодуля деформации грунтов путем вакуумирования

грунта и измерения величины смещения испытуемой поверхности образца, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона исследований, вакуумирование производят ДО стабилизации смещений испытуемой поверхности образца при его расширении.

Источники информации, - принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №.503160, кл. G 01 N 3/08, 1974.

2.Гольдштейн М.Н. Механические 5 свойства грунтов. М., Стройиздат-,

1979, с..181-214.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке - № 2490572/29-33,

кл. Е 02 D 1/00, 1977.