Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получепия исходных характеристик при оценке свойств и состояния грунтов, преимущественно насыпей, как основания сооружений и машин.
Известен способ определения показателей сжимаемости грунтов путем компрессионного сжатия, включающий обжатие образца грунта через штамп в замкнутом кольце (обойме), препятствующем возникновению поперечных деформаций, в условиях невозможности бокового его расширения. Ири этом измеряются осадки грунта (А/г), соответствующие разным нормальным давлениям (Р), и по результатам опытов строится компрессионная кривая, выраженная, например, зависимостью моДА,
дуля осадка (, где ft - начальная
высота образца) от нормального давления
e f{P}Полученные этим сиособом характеристики могут использоваться достаточно обоснованно для расчета осадок грунтов под сооружениями и машинами с учетом природного давлеиия, если они расположены на горизонтальных площадках и передают нагрузки по нормали к этим площадкам 1.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ исследования прочностных свойств грунтов путем перекашпвания образцов, при котором 5 к образцу, помещенному в жесткую прямоугольную камеру, имеющую щарнирно сочлененные стенки, прикладывают сверху иормальиое давление, уплотняющее грунт, а сбоку - горизонтальные усилия, перека10 шивающие образец в одном направлении 2.
Такой способ преследует цель испытания грунтов на сдвиг, но при этом происходит также доиолнительное компрессионное |сжатие благодаря взаимному смещению элементариых горизонтальных слоев грунта, способствующему переупаковке частиц в более плотное сложение по всей толще образца.
20 Недостатком такого способа при использовании его для получения компрессионных характеристик является то, что при значительных угловых деформациях (перекап1ивание более 7°) нарушается однородное напряжение состояния всего образца. В условиях же ограниченного иерекашивания (менее 7°) в образце происходятслищком малые взаимные горизонтальные смещения слоев, при этом не обеспечивается 30 достаточной переупаковки частиц, в то время как, например, в откосах наеыпей (особенно 13 период пх формировать) имеются возможности неограниченного BsaiiMHOio смещения слоев (вниз по откосу) и большей нереупаковки частиц. Для моделирования условий работы rpjaiTa в откосах насыней необходимо создать условия, которые бы обеспечили горизонтальные деформации в образце (взаимное смещение слоев по всей его высоте) в продолжение всего времени консолидации при определенных величинах нормального давления. Целью изобретения является новышение точности испытаний грунтов нутем моделирования унлотнения в условиях сложного напряженного состояния. Для достижения цели в способе иснытаиия грунта, включающем размещение образца в замкнутой камере, имеющей щарнирно соединенные стенки, одновремепиое приложение на образец вертикальной и горизонтальной нагрузки, перекашиваюи;ей образец, измерение нагрузок и деформаций грунта, горизонтальную нагрузку прикладывают многократно, изменяя ее направление каждый раз на нротивоноложное, до нрекращения вертикальных деформаций. На фиг. 1 и 2 нредставлены схемы последовательного перекашивания образца влево и вправо соответственно; на фиг. 3- график зависимости отиосительной осадки (модуля осадка - вр) от нормальных .(Р) и касательных (т) напряжений (Р,т), полученный при испытании лессовидного суглинка нарушенной структуры предлагаемым сиособом в скашивающем ириборе. Снособ реализуется следующим образом. Загружается навеска грунта (образец) в скашивающий прибор при вертикальном положении стенок рабочей камеры и прикладывается через штамп первая ступень вертикальной нагрузки (например, Р 1,0 кгс/см). Давление выдерживается постоянным до стабилизации осадок без перекоса образца. Полученные значения относительной осадки epi (называемой модулем осадки) и давления PI определяют положение точки 1 на нижней обертывающей кривой графика, представляющей обычпую компрсссиониую кривую, получаемую известиым способом. Прикладывается сдвигающая боковая нагрузка, достаточная для того, чтобы произошло медленное перекащивание образца в пределах до 7°, при этом выдерживается постоянным вертикальное давление (Pi). Переносптся боковая нагрузка на противоположную сторону образца и производится вначале его выравниваиие, а затем- иерекашиваиие в другую сторону в таких же пределах. Для обеспечения постояииой скорости боковой деформации (скоса) ио ере Уплотнения грунта горизонтальные narpyiSKH увеличиваются. Операции по изменеиию направления боковой нагрузки и иротивоположные перекашивания образца повторяются до тех пор, пока не прекратятся вертикальные деформации (осадка), а горизоитальиые деформации незатухающими при постоянной боковой нагрузке, что означает также наступление окоичательного сдвига аналогично тому, который происходит в известных сдвиговых приборах. Фиксирование горизонтальных нагрузок и соответствующих им осадок грунта производится при вертикальном положении стенок рабочей камеры, когда напряженное состояние образца наиболее ОлДнородное. Полученные значения относительных деформаций и соответствующие им сдвигающие иапряжения (т, кгс/см) онределяют положения точек 2, 3, 4, 5 на графике, используемых для построения кривых, равных касательным напряжениям (обозначенных пунктирными линиями). Аналогичные опыты повторяются и при других более высоких вертикальных нагрузках, и ио результатам измерений строятся указанные графики (фиг. 3). Графики ep f (Р,т) содержат в себе данные двух известных ирочностных характеристик: компрессионной кривой ер /(Р) (нижняя обертывающая на фиг. 3) и сдвиговой характеристики, называемой паспортом прочности, (Р), которая может быть построена в соответствии с данными верхней обертывающей кривой графика. Эти характеристики получаются обычно разными способами, иа разнь1х приборах. Поэтому предлагаемый способ позволяет сокращать объем лабораторных испытаний и иовышает их точность. Проверкой установлено, что результаты расчетов осадок насыпных грунтов, например, под тяжелым шагающим экскаватором типа ЭШ-15/90 на отвалах, полученных с помощью известных компрессионных кривых (P), отличаются от фактических осадок в иатуре и от результатов аналогичных расчетов по кривым (f, т), полученных предлагаемым способом, в 1,5-2 раза. Полученные способом компрессиоиные характеристики (Р,т) позволяют более ТОЧНО- прогнозировать осадки грунтов (особенно насыпных) в откосах, в основании мащии и сооружений. Экономический эффект достигается за счет правильного выбора оборудования и технологии производства, а также за счет сокращения асходов на мероприятия, обеспечивающие ормальные условия эксплуатации.
Формула изобретения
Способ испытания грунта на компрессионную сжимаемость, включающий размещение образца в замкнутой камере, име-, ющей шарнирно соединенные стенки, одновременное приложение на образец вертикальной и горизонтальной нагрузки, перекашивающей образец, измерение нагрузок и деформаций грунта, отличающийся тем, что, с целью новыщения точности испытаний грунтов путем моделирования уплотнения в условиях сложного напряженного состояния, горизонтальную нагрузку ирикладывают многократно, изменяя ее направление каждый раз на противоположное, до прекращения вертикальных
деформаций.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Маслов Н. Н. Основы механики грунтов н инженерной геологии. М., «Высшая школа, 1968, с. 141.
2.Материалы Всесоюзного совещания по строительству на слабых водонасыщенных грунтах. Таллин, 1965, с. 226.
.-(/fvr/&wf/i f/iefoПе/гекаи/и ание /fflff o
jj Иго/ fff/ e ffO.Sr
1,02,03,0
Hojufiff uffoe ff6,.f fl Kif/r
UJl/0 7f/t/S
tpi/f.J
