Способ определения прочностных свойств грунта

и 990957 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 280781 (21) 3322911/29-33с присоединением заявки Йо -)М К 3 Е 02 0 1/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) СПОСОБОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОС СВОЙСТВ ГРУНТАтель= оваг ня по енения г нта й Изобретение относится к строи ству, а именно к способам. исслед ния физико-механических свойств ру тов, и может быть использовано при определении изменения плотности насыпных грунтов.Известен способ определения плотности грунтов в массиве, включающий установку штампа, нагружение его ста"тической нагрузкой, измерение осадки штампа и определение по .этим данным величины модуля деформации(.1.Недостатком этого способа являет-.что при д штампаОд ноосным вертикальным давлением неопределенным остается объемное изменение плотности грунта, тогда как для более точного определения изменения свойств грунтов под нагрузками необходимо учитывать именно их объемное деформирование, Кроме того, плотность грунтов, особенно на- сыпных, существенно изменяется как по глубине массива за счет возрастающих с глубиной напряжений от их собственной массы, так и воздействия фактора времени.Наиболее близким по т й сущности и достигаемомуявляется способ определе ти свойств грунта, включающий размещение в грунте штампов, приложение нагрузки, измерение перемещения штампов и определение модулей деформаций грунта (,2 ) .Недостатком способа является большая его трудоемкость, нарушение сплошности массива при отрывке шурфов, а также невозможность определения изменения плотности грунта во времени по трем главным осям. Целью изобретения являетс вышвние точности определения измплотности массива насыпного ру во времениПоставленная дель достигаетса тем, что согласно способу определения прочностных свойств грунта, включающему размещение в грунте штампов, приложение нагрузки, измерение перемещения штампов и .определение модуле деформации грунта, штампы размещают в массиве насыпного грунта на разных уровнях, причем на каждом уровне штампы устанавливают по трем главным осям, а приложение нагрузки, измерение пере. мещений и определение модулей деформации грунтаосуществляют йо трем главным направлениям и по изменениюмодулей деформации судят об измене,нии плотности массива грунта.На фиг. 1 показано устройстводля реализации способа общий вид;,на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1(после приложения распорного давления)5Способ реализуется с помощью усройств каждое из которых состоит изшести равновеликих штампов и в исходном положении представляет собой куб,изнутри которого прикладывается гидравлическое давление. Каждый штампможет радиально перемешаться при воздействии распорного усилия.Способ осуществляется следующимобразом,15На коренные грунты укладываетсяпо заданной технологии слой или несколько слоев грунта и одновременноустанавливаются устройства на высотеот коренных порсд не менее двух диаметров штампа. На каждом уровнеустанавливают несколько, но не менеетрех устройств с тем, чтобы включатьих в работе через различные промежут-ки времени.Над установленными устройствамиотсыпают последующие слои грунта,после чего на другом уровне такжеустанавливают устройства с учетомисключения их взаимного влияния и т,д,Самые верхние устройства устанавлива ются на такой глубине, чтобы передаваемое вверх давление оказывало бытолько уплотнение грунта (без возможности выпора). При укладке массивана заданной глубине устанавливают на"35чальную плотнось грунта и соответствующий ей модуль деформации.От каждого устройства на дневнуюповерхность выводят штанги высокогодавления к силовой установке и провода от датчиков, измеряющих перемещения каждого штампа (не показаны),Нри испытаниях в герметичную внутренюю полость каждого устройствачерез штанги высокого давления нагнетают жидкость или газ и тем самым45к внутренней поверхности каждогоштампа прикладывают усилие, а перемещение каждого штампа от этого усилияизмеряют автономными датчиками, дляустановления изменения плотности 50грунта на каждой исследуемой глубине,устройства поочередно включают вработу через различные промежуткивремени,По величине приложенного давления 55и перемещения штампов вычисляют модуль деформации грунта, характеризующий его плотнссть.Эависимость изменения модуля деформации от изменения плотности грун-б 0та выражают квадратичным уравнениемвида б 5 гДе Ус- объемнаЯ масса скепета гРУНта (плотность);д,Ь,с - параметры уравнения,П р и м е р. Насыпной массив изсуглинка обшей мощностью 6,4 мпослойно уплотняется пневмокаткоммассой 25 т, Толщина отсыпаемых слоев в рыхлом состоянии составляет0,5 м. Физические свойства отсыпаемого суглинка следующие,", влажностьна границе раскатывания 20%, влажность на границе текучести 37, числопластичности 17, удельная масса2,74 г/см Проектная плотность уплотнения грунта (объемная масса скелета) 1,6 г/см при объемной массе1,9 г/см 3,На трех исследуемых глубинах насыпного массива устанавливают по 3устройства с целью нагружения по одному устройству на каждой глубинечерез заданные промежутки времени,Первые три устройства устанавливаются на глубине 5,35 м, т,е, послеотсыпки трех слоев по 0,5 м, в результате чего уплотненная толщинагрунта составляет 1,05 м. Это обеспечивает практическое распределениенапряжений от давления штампов только в пределах насыпного грунта, Вторые устройства устанавливаются всередине массива на глубине 3,4 м,последние три устройства - на глубине 1,4 м ниже подошвы фундаментнойплиты, что предотвращает выпор грунтавверх.Соответственно на каждом уровнеустановки устройств напряжение отсобственной массы грунта составляет1,02, 0,65 и 0,27 кгс/см,Первые испытания проводят сразупосле отсыпки и уплотнения насыпнойтолщины. Для испытания используют поодному устройству иэ трех, установленных на каждой глубине, Ступенидавлений задаются по 0,5 кгс/см сучетом напряжения от собственной массы грунта на каждой исследуемой глубине, В каждом опыте задают по 6ступеней давления.По результатам испытаний строятграфики зависимости объемной деформации от удельного давления, Величина модуля объемной деформации наглубине 5,35 м составляет 275 кгс/см,2на глубине 3,4 м - 220 кгс/см и на2глубине 1,4 м - 160 кгс/ см .2Вторую серию испытаний проводятчерех 1 год после отсыпки и уплотнения насыпной толщи. Для испытаний используют устройства, к которым ещене прикладывалось давление, Средняявеличина модуля объемной деформациина глубине 5,35 м составляет 50 кгс/см,2на глубине 3,4 м - 310 кгс/см и наглубине 1,4 м - 250 кгс/см 2.Третью серию испытаний проводятчерез 2 года после предыдущего ис,4 ,4 трем гла груэки0 Ределени та осуще правлени деформац ности ма ла изобретения и принятые 35 с. Иет пы ческими н М., Изд-в 2. Авт ф Р 711229, пытания. Для испытаний были использованы ранее не задействованные устройства, установленные на каждой указанной выше глубине, Средняя величина модуля объемной деформации на глубине 5,35 м составляет 365 кгс/см,.2г на глубине 3,4 м - 335 кгс/см и на глубине 1,4 м - 285 кгс/см 2,Данные приведены в таблице и свидетельствуют о том, что деформационные свойства насыпного массива стремятся к своему стабилизированному сос тоянию. Способ определения прочностньщ свойств грунта, включающий размещен в грунте штампов, приложение нагруз ки, измерение перемещения штампов и определение модулей деформации грунта, о т л и ч а ю щ и й е я тем, что, с целью повышения точност определения изменения плотности ма сива насыпного грунта во времени,штам размещают в массиве насыпного грунта на разных уровнях, причем на каждом уровне штампы устанавливают по Применение предлагаемого способапозволит повысить точность фопреления изменения плотности насыпныхгрунтов во времени и снизить трудоемкость испытаний за счет того, что 5 отпадает необходимость в ПроходкешурфовВместе с тем определение плотности грунтов без нарушения сплсшности массива позволит рассчитывать болеерациональные конструкции под техно логическое оборудование различноговида и другие сооружения, проектируемые.на насыпных грунтах. ным осям, а приложение наэмерение перемещений и опмодулей деформации грунтвляют по трем главным на-,м и по изменению модулейисудят об изменении плотсива грунта.Источники информации,во. внимание при экспертизеод полевого испытания статиагрузками. ГОСТ 12374-77о стандартов, 1978.орское свидетельство СССРкл. Е 02 Р 1/00, 1977.990957 Тираж б 71 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 79/44 Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель В. Латушкин Редактор Т.Киселева Техред М.Надь Корректор Ю.Макаренко