Способ испытания грунтов на сдвиг и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 09) ИИ ы) С О 1 И 3/10; Е 0 тивления нии верти ступенчат новременн метричную вертикаль рунтов альной торец обрную - наторца обрс грунтомперемещаюгрузки, с ь тветст Спс кальные образец 3. Патен 73-94,4. Бонда ния прочн3. Усов на с е верхнюю икаретками,новлена нетикальныедля образцверхней об платформе, вементы, камеруостоящую из одвижно н орные грунта,ймы со штмпом и крышко точроГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПЪ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени инженерно-строитный институт им. В.В.Куйбышева(56) 1. Авторское свидетельство СУ 903468, кл, Е 02 1 у 1/02, 1979.2. Грунты. Методы лабораторногопределения сопротивления срезу.ГОСТ 12248-78, М., 1979, с. 4-11(прототип). США У 3127765,961.чук Г.К. Методы опредсти глинистых грунтов1974, с. 122 (протот(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НАСДВИГ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ испытания грунтов насдвиг, включающий размещение образца грунта в нижней и верхней обоймахкамеры испытания, приложение вертикальной ступенчато-возрастающей осевой нагрузки на верхний торец образца грунта и горизонтальной ступенчато-возрастающей нагрузки на образецгрунта через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной деформацииобразца грунта и деформации сдвигав плоскости среза на каждой ступенинагрузки и определение параметровсопротивления грунта сдвигу по расчетной формуле, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышенияности определения параметров соп сдвигу, при приложе и горизонтальной -возрастающих нагрузок одприлагают встречную симступенчато-возрастающую ую нагрузку на нижний зца грунта и горизонтальерхнюю обойму, причем оба зца грунта и обе обоймы на каждой ступени нагрузки с постоянной величиной на орости деформации и сдвига енно.об пл и. 1, о т л и ч а ю тем, что встречные верти- горизонтальные нагрузки на нта прилагают одновремен йство для испытания грун иг, включающее платформу, нижнюю плиты с роликовыми нижняя из которых устаопертой на роликовую каретку верхнеплиты, и нижней подвижной обоймыс крышкой, опертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца,установленные между обоймами, нижнийи верхний домкраты и измерительные приспособления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияточности определения параметров со- фпротивления грунтов сдвигу, камерадля образца грунта снабжена дополнительным штампом, размещенным в нижней обойме, патрубками, соединеннымис крышками для подключения к системепневматического погружения, диафрагмами, расположенными соответственно1096527 под верхней и над нижней крьппками,и прокладками, размещенными соответственно между верхними и нижними Изобретение относится к области механики грунтов и предназначается для определения прочностных характеристик грунтов.Известен способ испытания грунтов 5 на сдвиг, включающий размещение образца грунта в камере, погружение в него лопастной крыльчатки, вращение ее и срез грунта по цилиндрической поверхности с одновременным измерени ем крутящего момента Г 11.Недостатком этого способа является низкая точность определения величин сопротивления сдвигу из-за нарушения структуры образца грунта при 15 вдавливании в него крыльчатки.Наиболее близким к изобретению является способ испытания грунтов на сдвиг, включающий размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах 0 камеры испытания, приложение вертикальной ступенчато-возрастающей осевой нагрузки на верхний торец образца. грунта и горизонтальной ступенчато- возрастающей нагрузки на образец грунта через нижнюю обойму, измерение величин вертикальной деформации образца грунта и деформации сдвига в плоскости среза на каждой ступени нагрузки и определение параметров сопротивле- ЗО ния грунта сдвигу по расчетной формуле 23.Недостатками известного способа являются несимметричное относительно плоскости сдвига перемещение штампов, З передающих вертикально действующие усилия, и несимметричное относительно центральной вертикальной оси перемещение обойм, Несимметрия существенно увеличивает неоднородность напря женно-деформированного состояния образца грунта в срезном приборе, что снижает точность определения харектеристик сопротивления грунтов сдвигу. Неподвижность нижнего торцового штампа и одностороннее вертикальное перемещение грунта при уплоткрышками и обоймами, при этом верхняяобойма камеры выполнена подвижнойи соединена с верхним домкратом. нении приводит к более значительному трению между сдвижными обоймами и образцом грунта по сравнению с вариантом конструкции, где верхний и нижний штампы передают активно равные между собой вертикальные усилия, направленные навстречу друг другу.Известно устройство для испытания грунта на сдвиг, включающее платформу с ванной, внутри которбй размещены нижняя неподвижная и верхняя подвижная обоймы камеры для образца грунта, вертикальное и горизонтальное нагрузочное устройства и измерительные приборы 1, 3 3.Недостатком этого устройства является низкая точность испытания грунтов,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для испытаниягрунтов на сдвиг, включающее платформу, верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя из которыхустановлена неподвижно на платформе,вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта, состоящуюиз верхней обоймы со штампом и крьппкой опертой на роликовую кареткуверхней плитыи нижней подвижнойобоймы с крышкой, спертой на роликовую каретку нижней плиты, разрезныекольца, установленные между обоймами,нижний и верхний домкраты и измерительные приспособления 1, ц 3.Недостатком известного устройстватакже является низкая точность определения величин сопротивления грунтасдвигу из-за неподвижности нижнеготорца образца грунта при вертикальнойнагрузке и неподвижности части грунта в верхней обойме при приложениигоризонтальной нагрузки.Цель изобретения - повышение точности определения параметров сопротивления грунтов сдвигу.оЦель достигается тем, что согласно способу испытания грунтов на1196 г7 образом, на образец грунта прикладывают встречные симметричные нагрузкипосредством штампов 12 и 2 1. сдвиг, включающему размещение образца грунта в нижней и верхней обоймах камеры испытания, приложениевертикальной ступенчато-возрастающейосевой нагрузки на верхний торецобразца грунта и горизонтальнойступенчато-возрастающей нагрузки наобразец грунта через нижнюю обойму,измерение величин вертикальной дефор 1 Омации образца грунта и деформациисдвига в плоскости среза на каждойступени нагрузки и определение параметров сопротивления грунта сдвигупо расчетной формуле, при приложениивертикальной и горизонтальной ступен 15чато-возрастающих нагрузок одновременно прилагают встречную симметричную ступенчато-возрастающую вертикальную нагрузку на нижний торец образца20грунта и горизонтальную - на верхнююобойму, причем оба торца образца грунта и обе обоймы с грунтом на каждойступени нагрузки перемещают с постоянной величиной нагрузки, скорости25деформации и сдвига соответственно.При этом встречные вертикальныеи горизонтальные нагрузки на образецгрунта прилагают одновременно.Кроме того, в устройстве, включающем платформу, верхнюю и нижнюю плиты с роликовыми каретками, нижняя изкоторых установлена неподвижно наплатформе, вертикальные опорные элементы, камеру для образца грунта,состоящую из верхней обоймы Со штампом и крышкой, опертой на роликовуюкаретку верхней плиты, и нижней подвижной обоймы с крышкой, опертой нароликовую каретку нижней плиты, разрезные кольца, установленные между ф.обоймами, нижний и верхний домкратыи измерительные приспособления, камера для образца грунта снабжена допол-.нительным штампом, размещенным в нижней обойме, патрубками, соединенными ф 5с крьппками для подключения к системепневматического погружения, диафрагмами, расположенными соответственнопод верхней и над нижнейкрьппками,и прокладками, размещенными соответст венно между верхними и нижними крышками и обоймами, при этом верхняяобойма камеы выполнена подвижнойи соединена с верхним домкратом,На фиг. 1 дана схема устройства;55на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1;на фиг. 3 - схема испытания грунтовна сдвиг,Устройство включает платформу 1, неподвижно установленную на ней нижнюю плиту 2, на которой закреплены вертикальные опорные элементы 3 и 4 и размещена роликовая каретка 5, верхнюю плиту 6 с роликовой кареткой 7 и размещенную между роликовыми каретками 5 и 7 камеру 8 для образца грунта. Камера состоит из нижней крышки 9 с прокладками 10 и 11, внутри которой размещены нижний штамп 12, резиновая диафрагма 13 и поршень 14, нижней обоймы 15, установленной на прокладке 11, разрезных колец 16 и верхней обоймы 17, на которой последовательно установлены прокладки 18 и 19 и верхняя крьппка 20, внутри которой размещены верхний штамп 21, резиновая диафрагма 22 и поршень 23. Верхняя и нижняя плиты скреплены между собой затяжными болтами 24. На опорных элементах 3 и 4 закреплены верхний и нижний домкраты 25 и 26 с динамометрами 27 и 28. Домкраты 25 и 26 торцами оперты на обоймы 15 и 17. Крышки снабжены патрубками 29 и 30 для подключения к системе пневматического нагружения (не показано). Для регистрации вертикальных деформаций образца грунта устройство снабжено индикаторами 31.Способ осуществляют следующим образом.На нижней каретке размещают крьппку 9, прокладки 10 и 11 с диафрагмой 13, поршнем 14 и штампом 12, нижнюю обойму 15, разрезные кольца 16 и верхнюю обойму 17. Обоймы 15 и 17 заполняют образцом грунта. Затем устанавливают прокладки 18 и 19, штамп 21, поршень 23 с диафрагмой 22 и крьппку 20, затем роликовую каретку 7 и плиту 6. Посредством болтов 24 натягивают все детали устройства в рабочее положение. Из пневматической системы (не показана) посредством патрубков 29 и 30 подают воздух на поршень 14 и 23 с диафрагмами 22 и 13. Усилия от поршней 14 и 23 передаются на грунт посредством штампов 12 и 2 и сжимают образец грунта, Перемещение штампов 12 и 21 и деформацию грунта Фиксируют посредством индикаторов 31, а усилие измеряют манометрами ;не показаны) пневматической системы. ТакимНа образец грунта могут быть приложены вертикальные статические или динамические сжимающие нагрузки. Статическую нагрузку прикладывают, например, возрастающими ступенями. На пример, на образец грунта толщиной 130 мм прилагают вертикальные встречные нагрузки величиной 5,0 кг/см со шкалой ступеней 0,5 кг/см и уплотняют грунт,10После завершения фиксации вертикальной деформации грунта начинают испытание его непосредственно на сдвиг. Посредством домкратов 25 и 26 на нижнюю и верхнюю обоймы 15 и 17 прикладывают горизонтальную нагрузку, например статическую, с возрастающими ступенями.Задают величину встречных перемещений обойм 15 и 17, например на 1 мм,2 О посредством домкратов 25 и 26 достабилизации величин усилий на динамометрах 27 и 28. Затем увеличиваютвеличины горизонтальных перемещенийкорпусов ступенями, например, до22 мм со ступенями через 1 мм и аналогичным образом фиксируют величиныгоризонтальных усилий посредствомдинамометров, При испытании грунтовнепосредственно фиксируют пиковыеи остаточные значения величин сопротивления грунта сдвигу. Применение предлагаемого способа позволит с высокой точностью определять величину сопротивления грунта сдвигу, что обеспечит снижение коэффициента запаса прочности при проектировании фундаментов и повышение их надежности в период эксплуатации.