Способ испытания грунтов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ КОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТКРЫТИЙ САНИЕ ИЗОБРЕТ тель област сит спольэовать ационн истик грунта,и коэффициентв лабораторных ачальн рактеристики грунт эффициент порового давленировогоополнитзду допвлениям ре тения - ра сшиследования и по деления прочнос х характеристик ьного коэффицие эменения иприложении отношен ления п вного в нительным и природ1 ил., 1 табл. ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение от строительства и мок для определения дефо прочностных характе порового давления порового давления условиях. Цель изоб рение диапазона ис шение точности опре ных и деформационны за счет учета начал о 601 Я 33/34, 3 та порового давления. Образец грунта, отобранного из массива, размещают в камере стабилометра, обламаютдавлением, равным по величине природному, до стабилизации деформаций.Одновременно создают гидростатическое давление на поровую воду путемподачи жидкости в образец грунта сего торцов. При этом измеряют поровое давление в образце грунта домомента равенства его величине природного гидростатического давления.После чего подачу зидкости прекращают и прикладывают к образцу дополнительное давление, по величине равное давлению от сооружения, с одновременным измерением порового давления. По полученным данным определяют прочностные и деформационные авления к разности м5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к области строительстна и предназначено для определения порового давления, деформационных и прочностных характеристик грунтов при проведении испытаний образцов грунта н лабораторных условиях.Цель изобретения - расширение диапазона исследований и повышение точности определения прочностных и деформационных характеристик грунта эа счет учета начального коэффициента порового давления.На чертеже приведена схема устройства для реализации способа.Устройство включает жесткую герметичную камеру 1 с втулкой 2, н которой имеется нагрузочный шток 3 для передачи внешнего давления Р через верхний перфорированный штапм 4 на испытываемый образец 5 грунта, заключенный в резиновую оболочку 6, нижний перфорированный штамп 7, через который внутрь образца 5 введена тонкая перфорированная игла 8, соединенная трубопроводом 9 с датчиком 10 для замера порового давления. Боковое давление на образец 5 создается пневмогидравлической системой, включающей волюмометр, состоящий из стеклянной трубки 11 со шкалой 12, соединенный с камерой 1 трубопроводом 13, рессинер 14 с манометром 15, соединенный с волюмометром трубопроводом 16, компрессор 17, соединенный с рессивером 14 трубопроводом 18 с краном 19. Разделительный бачок 20 с нодой 2 соединен трубопроводами 22 и 23 с кранами 24 и 25 с верхним 4 и нижним 7 перфорированными штампами. Давление в разделительном бачке 20 создается сжатым воздухом, поступающим по трубопроводу 26 с краном 27 от компрессора 28, и измеряется манометром 29. Индикатором 30 часового типа измеряется осевая деформация.Способ осуществляют следующим образом.В образец 5, отобранный из массива грунта и помещенный в камеру 1, через нижний перфорированный штамп 7 вводят тонкую перфорированную иглу 8 и соединяют с датчиком 10 замера пороного о давления. Боковое давление, созданное сжатым воздухом, поступающим от компрессора 17 по трубопроводу 18 при открытом кране 19 в рессивер 14 и устанавливаемоепо манометру 15, передается черезжидкость в волюмометре по трубопроводу 13 н камеру 1 на образец 5. Осе.все давление Р на образец 5 передается через нагруэочный шток 3 и верхний штамп 4. Начальное поровое давление в образце создается жидкостью,поступающей по трубопроводам 23 и 24 при открытых кранах 24 и 25 иэ разделительного бачка 20, в котором давление на воду 21 создается сжатым воздухом, поступающим при открытом кране 27 по трубопроводу 26 от компрессора 28, и устанавливается по манометру 29.Осевое и боковое давления на образец грунта передают ступенями, величина которых для каждого вида грунта определяется в зависимостиот принятой программы испытаний,Одновременно с приложением осевогои бокового давлений на жидкость вобразце грунта равными ступенямипередают давление, равное гидростатическому в месте отбора образца.Каждая ступень приложения нагрузкина образец и на жидкость в образцевыдерживается из равенства давлений в датчике 10 замера порового давления и в разделительном бачке 20, чтосоответствует равномерному распределению порового давления по всемуобъему образца на данной ступенинагрузки, а также до условной стабилизации объемной деформации образцагрунта. За критерий условной стабилизации объемной деформации образцагрунта принимают приращение относительной объемной деформации, не превьппающее 0,0003 для глины за 12 ч.После обжатия образца грунта всесторонним давлением, равным природному,и создания начального порового давления, равного природному гидростатическому, подачу жидкости в образецпрекращают путем закрытия кранов 24и 25. Затем ступенями, равными ступеням предварительного всестороннегообжатия, фили ступенями, равными 107.от всестороннего давления в камере,к образцу прикладывают внешнее дополнительное давление, равное давлению от сооружения путем изменениядавления в камере посредством компрессора 17 и приложения нагрузки кштоку 3. Каждую ступень давлениявыдерживают до условной стабилизации15 ц - ва 6 -бо где Б - поровое давление в образЮце при приложении дополнительной нагрузки, МПа;У - начальное поровое давление,форавное гидростатическомудавлению в месте отбораобразца МПа, определяемое по формуле Б,=Н ь , где Н - высота столба жидкости от уровня грунтовых воддо точки отбора образцаиэ массива грунта, м;з, 30объемный вес воды, кН/м;тотальное напряжение вобразце при приложениидополнительной нагрузки,МПа;тотальное напряжение, 35равное природному давлению в месте отбора образца грунта, МПа, определяемое по формуле б, == ну40глубина отбора образцагрунта из массива, м;объемный вес грунта,кН/м где Н П р и м е р. Был проведен опыт на образце ненарушенной структуры из монолита глинистого грунта, отобранного с глубины 30 м из района предполагаемого строительства проектируемой АЭС. Степень водонасыщения глины 0,90. По приведенной технологии осуществлялся способ испытания грунта, при этом величина предварительного обжатия образца равна 0,6 МПа, начальное поровое давление, создававшееся в образце, было 0,3 МПа давление к образцу прикладывалось ступенями по О, 1 МПа, начальное породеформации, принятой по программе испытаний.В процессе всего опыта осевые деформации образца определяют инди 5 катором 30 часового типа, объемные деформации определяются при помощи волюмометра по объему вошедшей или вытесненной воды иэ камеры 1. По известным формулам определяют деформационные и прочностные характеристики грунта. Начальный коэффициент порового давленияопределяют по формуле вое давление в образце создавалось ступенями по 0,05 МПа, внешняя дополнительная нагрузка от возводимого сооружения составляла 0,3 МПа и прикладывалась к образцу ступенями по 0,05 МПа.В таблице приведены результаты измерения порового давления по предложенному и известному способам. Иэ таблицы видно, что при приложении дополнительной нагрузки0,30 МПа поровое давление в образце,полученное по известному способу,осталось равным 0,30 МПа, а по предложенному способу увеличилось и составило 0,539 МПа, т.е., определяяпоровое давление по известному ипредложенному способам, получаембольшую величину погрешности в определении изменения порового давления.В данном примере эта погрешностьсоставила 403, при этом величинапогрешности зависит от величины приложения внешней дополнительной нагрузки.По известному способу невозможноопределение коэффициента поровогодавления 18. По предложенному способукоэффициент порового давления, опре 11 е -13 э,деляемый по формуле / =одля каждой ступени приложения дополнительной нагрузки был равен 0,8. Сравнение результатов испытаний водо- насыщенных глин различного состава, полученных по известному и предложенному способам, показало, что полученное изменение порового давления оказывает существенное влияние на деформационные и прочностные характеристики грунта. Полученные по известному способу деформационные характеристики глин на ЗОХ больше деформационных характеристик, полученных по предложенному способу.Таким образом, предложенный способ испытания грунтов обеспечивает повышение точности определения деформационных и прочностных характеристик грунтов эа счет измерения порового давления при приложении дополнительной нагрузки и учета начального коэффициента порового давления, что позволяет с большей достоверностью прогнозировать величину и время осадки возводимых на грунтах сооружений.1379731 Известный способ Предложенный способ Этапы нагруаения Ступени давления обзатия, МПа Поровоедавление,МПа Ступенидавленияобщатия,МПа Поровоедавление,МПа 0,05 0,05 0,10 0,1 Предварительное обиатие давлением, равным природному давлению,и создание начального порового дав- ления 0,2 0,20 0,10 0,10 0,30 0,15 0,30 0,15 0,40 0,40 0,20 0,20 0,50 0,25 0,50 0,25 0,60 0,60 0,30 0,30 Прилощение внешнего дополнительного давления,равного давлениюот сооружения 0,34 0,65 0,65 0,30 0,70 0,30 0,38 0,70 0,419 0,75 0,75 0,30 0,80 0,80 0,46 0,30 0,498 0,539 0,85 0,85 0,30 0,90 0,30 0,90 Формула иэобретениСпособ испытания грунтов, включающий размещение образца грунта, отобранного иэ массива в стабилометр, прилощение к нему давления, равного природному, до стабилизации деформаций с одновременным приложением гидростатического давления на поровую воду путем подачи аидкости в образец грунта с его торцов, приложение дополнительного давления, равного давлению от сооружения, измерение деформаций образца грунта и определение его деформационных и прочностных характеристик, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона исследований и повышения точности определения я прочностных и деформационных характеристик грунта за счет учета начального коэффициента порового давления,5подачу жидкости в образец грунта осуществляют с одновременным измерением порового давления до моментаравенства его величине природногогидростатнческого, а приложение до 10 полнительного давления производятпри отсутствии дренирования поровойводы из образца грунта с одновременныи измерением порового давления,после чего определяют начальный коэффициент порового давления по отношению изменения порового давления приприлоаении дополнительного давленияк разности мелду дополнительным иприродным давлениями.1379731Составитель Г,Мартынова Редактор В.данко Техред И.ДидввКорректор М. Демчик Заказ 976/47 Тираа 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений И открытий113035, Москва, Ж, Раувская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.уагород, ул.Проектная, 4