Способ определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИН 9) (И 4 а 0 ЕТ СССРоткРытии ТВЕННЫЙ КО М ИЗОБРЕТЕНИГОСУД ПО ДЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ С выш я и товл пыт ваю зц нг епче 1 за 1 лу Ь сжима сдвиг о мпла роизв ладыв илу. етным Тхн е относитсЦель изобр( 21 ) 3858887/22 (22) 19.02.85 (46) 23,01.87. (71) Московский гический инстит (72) В,А.Буфеев (53) 624,131(.08 (56) Эех 1 ег А.В д 1 Ьз шеазцгеа с оГ ипхах 1 а 1 з 1 г гесС 1 оп 1 апцеп 1 р 1 апе Юопгпа 1 о 1981, ч. 18, У (54) СПОСОБ ОПР НЫХ СДВИГОВЫХ И ТЕРИСТИК ГРУНТО(57) Изобретени ческой физике,Бюл. 9 3вечерний металлути К.В,Буфеев8.8)Бо 11 зЬеаг зСИЬ аИГегеп 1 1езз ас 11 пр п а1 а 1 1 о 1 Ье зйеаТеггашесйапьс4, рр. 195-199.ЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОФРИКЦИОННЫХ ХАР ние достоверности определекомых характеристик. Подгоный образец А помещают в исльное устройство и приклады- нему внешнюю нормальную сжисилу Б . Помимо этого к обн А прикладывают независимые циальную боковую сжимающую си и тангенциальную фронтальную ющую силу Ъ . Сжатие областиили фрикцйонного контакта твляется тремя внешними ненарными силами, После этого одят сдвиг в плоскости Б, при ая к образцу А сдвигающую По результатам измерений распутем определяют искомые хаистики грунта, 3 ил.Изобретение относится к технической физике, в частности к техни, ке определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов, и может быть использовано для 5 исследования свойств грунтов и других материалов в лабораторных и натурных условиях.Цель изобретения - повьппение достоверности определения искомых характеристик.На фиг, 1 представлена схема приложения внешних сил к исследуемому образцу согласно способу определения прочностных сдвиговых и фракционных характеристик грунтов, на фиг. 2 - устройство для осуществления способа; на фиг, 3 - модель, на которой осуществляют способ.Способ определения прочностных 20 сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов осуществляют следующим образом.Подготовленный образец А помеща-. ют в испытательное устройство и прикладывают к нему внешнюю нормальную силу Б. Независимо от этого к образцу А прикладывают независимые тангенциальную боковую сжимающую силу Б и тангенциальную фронталь 6ную сжимающую силу И . Таким образом, сжатие области сдвига или фрикционного контакта осуществляется тремя внешними некомпланарными (взаимно ортогональными) силами, в общем 35 случае величины углов между сжимающими область сдвига или фрикционного контакта внешними некомпланарными силами могут быть отличными от 90,После этого производят сдвиг в 4 О плоскости сдвига Б, прикладывая к образцу А сдвигающую силу У,зз, По:результатам измерений, проведенныхизвестными математическими методами(например, методом наименьших квад ратов), рассчитывают искомые характеристики грунта.Устройство для осуществления способа определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов содержит установленный на станине 1 верхний неподвижный фронтальный упор 2 и подвижный упор 3, жесткосмонтированный на тележке 4, скользящей по шарикам 5, Образец грунта 5А располагают в двух обоймах 6 и 7,из которых нижняя обойма 6 имеетквадратное сечение, а верхняя обойма 7 выполнена в форме равнобокового уголка со стороной того же размера,как у обоймы 6. Нижняя обойма 6 установлена на тележке 4. Верхняя обойма 7 при измерениях вплотную примыкают к неподвижному фронтальномуупору 2 и установленному на станиненеподвижному боковому упору, 8, Система передачи сдвигающей силы содержит силовой винт 9 и динамометр 10.Система передачи нормальной силы содержит распределительный штамп 11нормальной нагрузки, силовой винт12 и динамометр 13,Система передачи 2тангенниальной боковой силы содержитраспределительньп штамп 14 боковойнагрузки, силовой винт 15 и динамометр 16. Система передачи тангенциальной фронтальной силы содержит распределительный штамп 17 фронтальнойуагрузки, силовой винт 18 и динамометр 19,Устройство, осуществляющее способ, работает следующим образом. Подготовленный образец А помещают в обоймы 6 и 7 и устанавливают на тележку 4, которую подкатывают вплотную к упорам 2 и 8. Через распределительный штамп 11 к образцу прикладывают при помощи силового винта 12 нормальную сжимающую силу М, которую измеряют динамометром 13. Через распределительный штамп 14 к образцу А прикладывают при помощи силового винта.15 тангенциальную боковую сжимающую силу И, которую измеряют динамометром 16. Через распределительный штамп 17 к образцу А прикладывают при помощи силового винта 18 тангенциальную фронтальную сжимающую силу, которую измеряют динамометром 19. После этого производят сдвиговое испытание. Для этого к нижнему подвижному упору 3, жестко смонтированному на тележке 4, с помощью .силового винта 9 прикладывают сдвигающую силу Т,щ, которую измеряют динамометром 10. Для всестороннего изучения прочностных сдвиговых характеристик грунтов следует повторить испытания по указанному способу при измененных соотношениях между нормальной, тангенциальной боковой и тангенциальной фронтальной силами, а прочностные сдвиговые Арикционные характеристики определяют из матричного уравненияб 1 к 1 к ф ф2 иг,где =1,2и, и4,1 с=1, 2,3;- значение в д-м опыте сдвигающей силы или силы трения, отнесенной к единицеплощади сдвига или фрикционного контакта;5 - величина нормального дав 11ления в -м опыте;о - величина тангенциального 101 Зфронтального давления в -мопыте;д 1 - вычисляемые параметрык опрочностных сдвиговых ифрикционных характеристик; 15б - величина тангенциальногобокового давления в -м опыте.Формула изобретенияСпособ определения прочностных 2 О сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов, заключающийся в измерении сдвигающей силы или силы трения в условиях приложения к области сдвига или фрикционного контакта 25 внешних нормальной и тангенциальной боковой сил, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности определения искомых характеристик, область сдвига или фрикционного контакта дополнительно нагружают внешней тангенциальной фронтальной сжимающей силой, а прочностные сдвиговые и фрикционные характеристики определяют из матричногоуравнения: 1.=5;а +1 1 К К1,2и, и) 4;1,2,3;- значение в д-ом опыте сдвигающей силы или силы тре 11ния, отнесенной к единицеплощади сдвига или фрикционного контакта;величина нормального давления в -м опыте;- величина тангенциального бокового давления в 1-м опыте;величина тангенциальногофронтального давления в 1-мопыте;вычисляемые параметры прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик.