Способ определения сопротивления грунта сдвигу Советский патент 1982 года по МПК G01N3/24 E02D1/00 

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЯЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ГРУНТА СДВИГУ

I . , . ;:;:

Изобретение относится к строительству и предназначено для определений: , характеристик сжимаемости и сопрот в-ления сдвигу мерзлых грузов при ивании в натурных и лабораторных условиях.

Наиболее близким техничеекий реше нием к описываемому изобретению.явйяется способ определения сопротивле ния грунта сдвигу, включающий образование целика грунта кольцевой формы приложение к нему постоянной вертн . кальной нагрузки и крутящего момента {.

Недостатком данного способа испы- таний является невозможность опредв ления прочности мерзлого грунта на сдвиг в процессе его оттаивания, П|х ведение испытания по данному способу возможно лишь при постоянной величине температуры грунта в процессе испытания.

Целью изобретения является обеспечение расширения диапазона исследований в мерзлом грунте.

Поставле ная цель достигается тем, что в известном способе определения сопротивления грунта сдвигу, вклюмающем образование целика грунта кольцевой формы, приложение к нему постоянной вертикальной нагрузки и крутящего момента, после приложения вертикальной нагрузю1 производят плоскопараллельное позонное оттаивание целика сверху вниз, а крутящий момент к целику прикладывают в Плоскости сдвига оттаявшего целика по мерзлому грунту.

На фиг. 1 изображен процесс подготовки испытуемого целика мерзлого грунта в форме кольца; на фиг. 2 процессы п| 1ложе1«1я вертикальной нагрузки и начало оттаивания испытуемого целика мерзлого грунта; на фиг.З процесс завершенНй оттаивания испытуемого грунта и приложение к нему кру20тящего момент а; на фиг. 4 - график зависимости относительного сжатия 8} от давления v ; на фиг. 5 - диаграмма сдвига. 39 В мерзлом массиве грунта 1 выреза ют вертикальные кольцевые щели 2 и 3 и ббразуют целик кольцевой формы со скважинами 5. На целике лены и закреплены изоляторы-цилиид }ы 6 и греющий штамп 7 а в скважинах смонтированы термодатчики 8. П; р и м е р. На целик мерзлого грунта k через греющий штамп 7 прикладывают вертикальную нормальную на .грузку Р, при которой будет производиться оттаивание, и замеряют осад ки мерзлого целика k. Затем греющим штампом 7 осуществляют плоскопараллельное позонное оттаивание целика 4 , высотою Н с поверхности б-б до его основания по плоскости а-а. Темпера туру целика контролируют термодатчика Ф1 8 и дистанционно регулируют ее. Одновременно замеряют вертикальную осадкуоттаявшегоиерзлого грунта-целика . По величине осадок, полученных от приложения вертикальной нормальной нагрузки Р при полном оттаивании целика k до плоскости a-a находят относительные деформации грунта 6/Н, где S- осадка оттаявшего грунта; Н - высота оттаявшего грунта-целика А. По отнЬсительным деформациям находят величину относительного сжатия 6 при определенном значении вертикальной нагрузки 6 . Опыт повторяют на нескольких образцах при разных значениях . Получают соответствующие значения 6 . По результатам опытов строят график зависимости 6 f(6) (фиг. j). Графически получают величину безразмерного коэффициента оттаивания А и величину коэффициента сжимаемости а, затем определяют величину относительного сжатия.данного мерзлого грунта 6 для произвольного нормального напряжения 6; . а T(Rf-Rf где Р вертикальная нормальная нагрузка;эиешний диаметр целика ; R)- внутренний диаметр целика i После полного оттаивания целика и при фиксации положительной температуры (t ) в плоскости а-а между оттаявшим целиком 4 и его мерз лым основанием на боковые поверхности целика высотою H-Sравномерно прилагают крутящий момент М до его полного сдвига. При этом замеряют максимальный крутящий момент и угол поворота целика в плоскости среза а-а. По величине максимального крутящего момента определяют величину касательного напряжения при условии принятия равномерного распределения сдвигающих напряжений по плоскости основания кольцевого целика грунта 2я (R| - Rf) где Т - касательное напряжение; М рмаксимальный крутящий момент; RI внутренний диаметр опрокинутой кольцевой емкости; внешний диаметр опрокинутой кольцевой емкости. По значениям нескольких опытов строят график прТ f(6), откуда определяют сцепление грунта С и угол внутреннего трения (фиг. 5). 1 Таким образом, описываемый способ позволяет определить свойства сжимаемости и сопротивления сдвигу мерзлых грунтов на одном образце. Зная , значения вертикального перемещения оттаявшего грунта и максимальный крутящий момент, можно с большой точностью определить основные механические свойства мерзлых грунтов. Этот способ рекомендуется использовать при проведении инженерно-изыскательских работ для проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в районах с вечномерзлыми, грунт а и. Формула изобретения Способ определения сопротивления грунта сдвигу, включающий образование целика грунта кольцевой формы, приложение к нему постоянной вертикальной нагрузки м крутящего момента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения расширения диапазона исследований в мерзлом грунте, после приложения вертикальной нагрузки производят плоскопараллельное позонное оттаивание целика сверху вниз, а крутящий момент к целику прикладывают в плоскости сдвига оттаявшего целика по мерзлому грунту. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № , кл. Е 02 D 1/00, 1976 (прототип).

5

./

vu-i

.1

ll iffol

t.

6у 6 Й/1.