Композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты

СО 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКСОЯ 33/ ГОСУД По ДЕ 3 ЙИь";абЛЙА ЗОХРЕ 22 5-2 56,3-6401,8-5,5 1,6-3,0 . 5,0-12,0 ЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОВРЕТЕНИй И ОТНРЫТИй(71) Балаковский филиал Саратовского ордена Трудового Красного Знамениполитехнического института(56) . Баловнев В.И., и др. Разработка прочных грунтов с каменистымивключениями рабочими органами гаэодинамического действия, "Строительные и дорожные машины", 1976,У 10, с.7-8,2, Кравцов Э.А. Техника моделирования. эквивалентных материаловпри исследовании на моделях процессов разрушения мерзлых грунтовземперойными машинами взрывногодействия. ИАДИ, вын.34, 1972,с,61-66 (прототип)(54) (57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОПУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИАТЕРИАЛА, МОДЕЛИРУЮЩЕГО МЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью получения композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с распространением упругих колебаний в мерзлых грунтах с анизотропией прочностных свойств но глубине, и увеличения срока использования композиции, в качестве связующего она содержит масло минеральное и дополнительно воду н крошку резиновой Фракции 0,25-0,05 мм при следующем. соотношении компонентов,й есок крупнозернистый Молотая глинаИасло минеральноеВодаКрошка резиноваяФракции 025-0,05 ммь 1574Известна композиция для получения искусственного материала, содержащая грунт цемент и водуЦ .Иедостаткеи данной композиции . являются длительность ее приготовле" % сия (до суток) и одноразовость ис- пользования.Наиболее близким техническим ре: - шением к изобретению является компоциция для получения искусственного 1 О материала, моделирующего мерзлые ;рунты, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее 23 .15Недостатками известной композиции является сложность технологии приготовления и ограниченный срок использования вследствие выгорания связующего - парафина при нагреМ ве, что необходимо для повторного его использования, Кроме того, отсут ствие анизотропии прочностных свойств о толщине разрушаемого слоя не позволяет использовать композицню при моделировании процесса разрушения натурных мерзлых грунтовЦель изобретения - получение композиции для моделирования про цессов разрушения, связанных с. распространением упругих колебаний в мерзлых грунтах с анизотропией прочностных свойств по глубине, и увеличение срока использования, композиции.Поставленная цель достигается 3 тем, что композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее, в качестве связующе. го содержит масло минеральное и дополнительно воду и крошку резиновой Фракции 025-0,05 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:Песок крупнозернистый 22,5-28,3 ффМолотая глина 56,3-64,0Масло минеральное 1,8-5,5Вода 1,6-3,0Крошка резиноваяфракции 025-0,05 мм 5,0-12,0 ЮПриготовление искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, на основе данной композиции осуществляют следующим образом.Твердые компоненты просушивают И глину измельчают до размера частиц 0,005-0,5 мм. Затем компоненты нросеивают, развешивают в заданной весовой пропорции и перемешивают вследующей последовательности песоксмешивают с водой, затем с минераль"зим маслом, крошкой резиновой иглиной. Перемешивание компонентовпроводится до получения однороднойсмеси, Смесь укладывают в контейнер, разравнивают и уплотняют до заданной прочности ударной нагрузкой, послечего проводят контроль физико-механических свойств полученного материала.Материал, полученный на основепредлагаемой композиции, дает воэможность.осуществлять моделированиепроцессов разрушения мерзлых грунтов, связанных с распространениемволн напряжений, так как он аналогичен мерзлым грунтам по параметруС (скорость распространечия упругих колебаний),Это достигается эа счет того,что крошка резиновой смеси, добавленная в смесь, выполняет роль пор,заполненных газообразной фазой,что имеет место в натурных мерзлыхгрунтах, т,е. резиновые смеси обладают высокой поглощающей способностью, Поэтому, варьируя содержание резиновой крошки в необходимыхпределах, получают необходимые .значения "С", соответствующее определенной температуре грунта. Кроме .тогопрочностные свойстваматериала, полученного на основепредлагаемой композиции, изменяютсяв зависимости от числа уплотняющихударов груза, При этом введениекрошки понижает жесткость минерального скелета композиции, вследствиечего в верхнем слое число ударовдинамического плотномераС) больше, чем в последующих нижних слоях, за счет поглощающей способности композиции. Меняя процентное содер жанне этого компонента, а также толщину уплотияемого слоя, изменяют градиент С по глубине слоя, что позволяет моделировать процесс разрушения натурных сезонно- мерзлых грунтов, имеющих анизотропию свойств по глубине рыхления.Срок использования предлагаемойкомпозиции по сравнению с известной, увеличивается за счет того, что ми-неральное масло, введенное в композицию после того, как песок и реГрадиент С с корость аспрост- аиения т Глин Иасло Вод рошка реиновая смесо ро ольУпруколеиха 700-2000 39-2,0370-3690 17-3,9,5 64,Э 62, 5 2 эиновая крошка, предварительно сме-шанные с водой, будут перемешаны с глиной, обволакивает тонкой плен"- кой частицы смеси более крупных размеров, чем препятствуют испарению воды, При уплотнении композицин во время ее подготовки к эксперименту в результате больших напряжений, возникающих в точках контакта между собой частиц, масляная 10 пленка разрушается, тем самым не препятствуя цементации частиц песка глинои с растворенной в ней водой,Обоснование количественного со. держания компонентов принято на основание экспериментальных исследований .ло выбору соотношения компонентов. При других значениях содержания компонентов физико-механические свойства композиции не будут соответствовать свойствам натурных мерзлых грунтов.Предлагаемая композиция моделиру" ет средний суглинок, имеющий в талом состоянии С6 - 8 прн влажности ч207. и следующем гранулометрнческом составе:Размер Содержаниечастиц,мм частиц,й: 0,005 38,7Ор 005-Ор 05 27 рЗ0,05-2,0 54,0 П р и м е р. Моделируется разрушение суглинка при влажности 10-207 импульсами газа высокого давления, приложенными на глубине Ь 0,8 м. Иасштаб моделирования К8. Температура грунта на поверхности -6 С, на глубине 0,8 м -1 С,о о аО соответственно на поверхности Слов170-185 на глубине рыхления 8 .Р/Д 60-70.Градиент С равен Содержание компонентов, мас.Х С"а -Счд = 3 /,. 0101 3 (.: УД чф Скорость распространения продольных упругих колебаний С, в суглинке при ю2 ОХ и С -6 С сос-.- тавляет 2500 и/с, Параметры композиции эквивалентной среды) получаем, используя формулы перехода от параметров оригинала к параметрам модели.Для определения состава омпозицин и числа уплотняющих ударов (и ) .используются экспериментальные данйые, представленные в таблице и на чертеже, где дана зависн,ость С, от п для различных составов композиции, приведенных в таблице. На графике проводится горизонталь. ная прямая, соответствующая полученному значению С до пересечения с кривыми указмвающими составы ком позиции, Окончательный выбор состава производится по таблице по зиаче" ниям С , и градиента С, . Так, для нашего примера композиции 1,2 и 3 имеют одинаковое С По таблице оп" ределяется номер композиции и ее состав, имеющий С, и градиент Ст 1 в требуемых пределах. Вовращаясь к графику и опуская перпендикуляр на ось п 1 определяем количество уплотняющнх ударов, равное 25. Использование предлагаемой для получения эквивалентного иатериада, моделирующего мерзлые грунты, позволит исследовать процессы разрушения мерзлых грунтов, связанные с распространением Упругих колебаний, а также моделировать разрушениеанизотропных сред.,6 700-750 1,1-1,2 оставитель Г. Иехред С.ЛегезаювавамееюваеаГЕеифюеф екраж 897Государствеелам нзобретИосква, Ж ор Н+ Туп едееанюеЮюВЮВЗакаэ 3361/43 Подписноеиного комитета СССРений и открытий.45 Натеитф г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Содержание компонентов, мас.й Продолжение таблицы родольных упру их коле- аниЯ С,артынова Корректор А. Тяско