Способ определения модуля деформации глинистых грунтов

(9) 1 И 33/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ оиин ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53) 624.131.376.5:624.131.386(088.8) (56) Грунты. Метод лабораторного определения сжимаемости грунта. ГОСТ 23903-79 - М,: 1982.ЬавЬе Т.У. Бйгевв раСЬ ше 1 Ьой. йпег 1 сап Бос 1 еСУ оГ С 1 чП Еп 8 дпеегв. - ТоГ 1 Ье Бо 11 Месап 1 свапй Роопй-пв 01 чхв 1 оп, 1967, чо 1. 93, Яо 6, р, 309-330.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ(57) Изобретение относится к области строительства и может использоваться для определения модуля деформации ос" нования. Белью изобретения является повьшение точности определения модуля деформации путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлована.с соотношением ширины к глубине не менее чем 1:5. Для этого перед приложением к образцам грунта давле" ния измеряют природные вертикальные (б ) и боковые (б ) давления в не 2 3скольких точках по глубине массива, К первой серии образцов прикладывают давления, равные измеренным, затем снижают вертикальное давление до его величины после откопки котлованадрло(5), фиксируя соответствующее боковое давление после откопки котлована (6 ). К образцам второй сериинрпоприкладывают вертикальные (б ) и боковые (6) давления; соответствующие6 рйо нрпоб и б Р в той последователь 7.ности, в которой происходило их снятие при отборе образцов. Затем к образцам грунта прикладывают б до величины предела упругости грунта ипрпо далее б иб, равные сумме б ии дополнительных давлений от Юопвеса сооружения (6 ) на глуб е сбора образцов. Модуль деформации расчитывают в диапазоне давленийарто прРО допб к - (б+ б) с учетом боковых деформаций. 9 ил, 1 табл.)1 обре гонце отцовтг 51 к стрц г( 1, - отцу) д именно к иехлц 1 ке 1 руцгов ц Ауцддмецтостроеццю.Цель изобретения - новьниецие точности определения модуля деформации цутелг учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлована с соотцошецием ширицы к глубине не менее 1:5.На фиг.1 дана эпюра. природных вертикальных ( б Р ) и боковых (б ) давлений по глубине массива цл Фиг.2 и Э - эпюры природных вертикальных и боковых давлений после откопки котлована о "о". а "о"о ) ца (1 г,4 - графики изменения природныхпопо пподавлений .и б г по глубине7. 1цо ддццЫМ ЛдбОрдтервцХ ИСПЫт;гццй) цд фгг.5 - эпюры дополнительных вертик.1 льцых и боков 1)гх ддвлец 111 От в.сд сооружений (б ибд ), ца фиг. б графики изменения вертикальных (6,) и боковьгх Жо) Давлений иРи испытании образцов грунта в приборе трехосцого с(лти 51, цд фиг. 7 - эгюрл структурцой прочности (6 ") по глубине цл фиг.87) .нюра модуля деформации по глубгцге (Е); цл фиг. 9 - послойные перемещения грунта основания согласно способу и 1 о длццьглг полевого эксперимента.Способ реализуют следующим образом,В массиве грунта под будущим котлованом измеряют природные вертиклльпр поцые б и боковые бдавления в це 7 3скольких точках по глубине мессдоздми с точностью до 0)005 ГН 1 а) вцедряемылги в грунт при помощи известцьх устройств для измерения деформаций и напряжений в основании. Строят эпюры О и б по глубине мдсс 11 вд груцпр прта. Определяют вертикальное природное ддвление после откопки котлована попопо глубине массива по формуле бЕ - 11(Н - Н ), где- удельный вес грунта, Н - глубина рассматриваемой точки, Н - высота котлована. Строятпро оэнгоры б по глубине массива грунта. Затем проводят отбор первой сершг образцов с различных глубин ирп по.мощи грунтоноса либо путем откопки пгурфа. Помещают образцы в стлбилометры или в компрессионные приборы с регулированием бокового давления. Последцие представляют собой жесткое рабочее кольцо, разделенное на двд по-. лукольца, которые имеют воэможность с в 11 Г с т 1 Г 5111 д 3 Д в ц Г л т 1) с 51 ) У в в1 и в Яцли умецволя боковое длвлецие нд обрд;ец гр;цтл, Рлбочее кольцо гстлцлв -11(влгот цл дцо, способное отводить по роиую воду, отжимдемую из образца вовремя его цлгружеция. Вертикальноеддвлецие цл образец н рабочем кольцепередают через штампы. Прикладываютк образцам грунта вертикальное и боковое давления, рлвцые природцгпм давпрлениям б и г г ца глубице отбора,образцов) и вьДерживдот под этимидавлениями до окоцчлнггя процесса уплотнения. "атем сццжапт вертикальное 15давление от величины 1 до величи.пр7 цы, соответствующей природному верти-.клльцому длвлегию после откопки котпрполовлцл ( без боковых деформацийобразца, ц регистрируют соответствующее изменене бокового давления отппвеличины бдо величины соответствующей природному боковому давлению, - попопосле откопки котлована Г, ) и .25прпостроят эшоры б, по глубине.Определяют дополнительное верти- лоп допкдльцое (1 " и боковое б давле 7 оция от веса будущего сооружения по З 0 оси фуцддлгентл по глубине массивагрув гл прлктггческглг либо теоретическггм путем, Практический путь заключается в установке опытного штамга вшурфе и последугощем его цагружении.Птлл(пы устанавливают так, чтобы ихост совпаддлд с осью внедренных вгрунт мессдоз, При цагружеции штампамессдозм фиксируют значения давленияАог акоп( г иб40 Затем отбирдот вторую серко образцов с тех же глубин, что и первую 45 Рлссчитьвдют последовательностиснятия цриродцьх давлений ца образцыпри их отборе, т,е, траекторию разгрузки образцов. Далее к обраэцгмгрунта второй серии, помещенным вприборы, прикладвлют вертикальное ибоковое давления, равные природнымпосле откопкн котлована б Р ипрпо7(7,Р по траектор 1 вг разгрузки образ 1цов при цх отборе с регистрацией вер тикальной Я и боковой Е деформацийобразцов, и вьдерживагот их под давлениями б и"го и б " до окончания7 3процесса уплотнения грунта.допЕ1" одоппрпо прпо Аоп доп2 р где 3= 1 1 огде ро в коэффициент бокового расширения, определяемый с учетом боковыхдеформаций образцардоп допгде Ро =1+ + 26 /б- коэффициент бокового давлениягрунта,4 опь 6,дапдопа- вертикальная деформация, соответствующая интервалу давдоплений б,Повышают вертикальное давление напрпо образцы от величины б до величины давления предела упругости грунта (структурной прочности) о пу ступенями по 0,005 КПа с регистрацией бокового давления бУ, вертикальнойи боковой Е деформации образцов.Определяют величины давления препудела упругости грунта б по появле 2нию дополнительных боковых давлений , Аоп прпо о ап . сверх природных б после откопки котлована, необратимых деформаций уплотнения Я и боковых дефор 2пп маций Г и строят эрюры б " по глу, 37 бине. Затем ступенчато прикладывают к образцам дополнительные вертикальные 0 и боковые б давления сДоп АопУрегистрацией Я деформаций Йу и Г до величины полного вертикального давления, равного сумме природного после откопки и дополнительногопрпо допВ р + б д и до величины полного2, 2 фбокового давления соответственно (- прпо б АопУ УРассчитывают модуль деформации Е по результатам испытаний по глубине массива грунта в диапазоне вертикаль.ных давлений от природного после откопки котлована б рп до суммы при 2родного после откопки котлована и дополнительного от веса сооружения Ср + 5"о на глубине отбора образК 2цов по формуле После этого строят эпюры модулядеформации ио глубине массивагрунта,П р и и е р. Исследованию подвер 5 гали массив грунта, сложенный ленточными суглинками текучепластичной консистенции, Физико-механические свойства которых приведены в таблице,Измерения природных давлений производиии на глубине Н = 3,9 ф 4,2, 4,6;4,8, 5,2 м (фиг.1) . На этих же глубинах отбирали десять образцов. Определяли вертикальное давление послеотховки котлована ( б) глубинойпрпо3,5 по глубине массива (эпюра бп.р попо глубине массив а показ ана на фиг.2).Отобранные образцы размещали в компрессионные приборы с регулированиембокового давления и нагружали вертикальной и боковой нагрузкой, равнойб иб , по эп 1 оре давлений напрпрфиг.1. После выдерживания образцовпод этими нагрузками снижали верти 25 кальное давление от 0"Р до б,рпо ирегистрировали измеиейия боковогодавления от бцР до ОР" (фиг.4).Строили эпюры б ",Рао по глубине масдапсива (фиг. 3) . Определяли б идапБ а по теории упругости для фундамента диаметром 80 см и нагрузки нанего б = 0,047 0,08, 0,118 МПа.По результатам расчета строили эпюрыБ д и (ада (Фиг.5).Затем снова отбирали образцы в количестве 15 шт с тех же глубин, помещали их в компрессионные приборы срегулированием бокового давления иприкладывали к ним вертикальное и40 боковое давления, равные би. прпобпР" по траектории разгрузки (фиг.6),одновременно регистрируя вертикальное и боковое значения деформаций Е 2и Е . Поскольку при откопке шурфа45 сначала происходило резкое снижениепрБ " до 0 и небольшое снижение б Р7до б"р (в шурФе) а затем при от 3аборе образца происходило понижение5 У до О, то при испытании образцовпрв приборах к ним сначала прикладывали БУ от 0 до б, а затем однопр арпапр прповременно повышали бзр от 0 до 0и б "Р от б "Рф до б ".Рп" (линия 0-1-2,фиг.б).Образцы выдерживали под давлениемб Р и (У "Рп в течение 48 ч, За 2 9тем повышали вертикальное давление отгрунта ) ступенями цо О 005 ИПя срегистрацией бокового давления 6)ертддкяльцддх Я "и боковых Г деформяЕццй. Ло достижения предела упругостигрунта б 1 не наблюдалось появлениячдеформаций уплотнения Г и Е, а также боковых дополнительных давлений5 сверх природных после откопкидокотлонаца б " . Поэтому графикдавлений и деформаций до величины 1 Од) " имел вид прямой, параллельной7,оси б (линия 2-3, Фиг.б).Определение величины давления предела упругости грунта 6 " производилид), цо появлению дополнительных давленийд.)дд " сверх природных после откопкии оокотлована (д "Г и по появлению деФормаций уплотнения Еи боковых деЧорддацддд ГЧ (точка 3, Фнг.б). Затемк образцамгрунта ступенчато прикладывали вертикальное и боковое давления от д до (5 )" + О.Ао)д ) с регистЧрацией деформаций Е и б, (линия 3-4,Фиг.б). После чего рассчйтывали модуль деформации по глубине массивад)унта Б диапазоне давлений ЬО,отГ д б+б Лля точки 10,114 ИПа, дЕ = 0,37 (Фиг.б) дц0,35, Р = 0,72, Е = 2,2 ИПа,Лддалогдд)дцые вычисления проводцлндддл всех точек отбора образцов. Порезультатам строили эпюры модуля деФормации по глубине (фиг.8). На фиг.9показаны величины вертикальных послойных перемещений грунта И основания, которые определяли из выражения14 = Г 1 д, где Е - величина вертикаль-.ной деФормации образца для данной 40глубины (Фиг.б), 1 д в . высота слоядруцта между соседними точкамп отбораобразца. Для сравнения результатов, получецных с помощью способа, ца графикахприведены данные определения модулядеформации в полевом эксперименте(фиг.2, 3, 7, 8).50Предлагаемый способ позволяет вер- но опрецелить природное напряженное состолцие глинистого грунта по глубине основания и его изменение в результате откопки котлована, учесть55 деформации набухания и расструктуринания отбираемых образцов, траекторддю разгрузки образцов, реальное соотцошение вертикальных и боковых давлений в осдяд Фундц:цтя, четко определит. данкенде ддрдде)л)д угдругости и разряццчддт) у 1)1)угук ц осд яточ цую часть ддеФорм)дцддй грунта, т.е.учесть нсе существенны факторы, которые влияют на точность определения осадок фундаментов и модуля деформации грунта,Формула изобретенияСпособ определения модуля деформации глинистых грунтов, включающий отбор нескольких серий образцов грунта, приложение к цим вертикального и бокового давления в приборах трехосного сжатия, измерение деформаций образцов грунта и расчет по полученным децдным модуля деформации) о т л и ч а ю щ ц й с л тем, что, с целью поньддддеция точности определения модуля деформации путем учета цриродцьдх вертикальных и боковых дявлений в массиве грунта до и после откопкц котлована с соотцопднцием ширины к глубине це менее 1:5 перед приложением давления к образцам измеряют природные нертддкальцые и боковые давления в нескольких точках по глубине массива грунта, зятем к образцам ддер- ной серии прикладывают вертикальные и боковые давления, равные природньдм) вертддкальное давление снижают до ве- личины, соответствующей природному вертикальному давлению после откопки котлована на глубине отбора образцов и Фиксирудот боковое давление, соответствующее природному боковому давледдиц после откопки котлована на глу" бине отбора образцов, а к образцам грунта второй серии прикладь)вают нер тикальцые и боковые давления, соответствующие природным давлениям после откопки котлоняца, в той же последовательности, н которой происходило их снятие при отборе образцов грунта, и выдерживают при этих давлениях до окончания процесса уплотнения грунта, затем к этим образцам грунта ступецчато прикладывают вертикальное дан - ление до нелцчпцы предела упругости грунта, после чего вертикальное и бо; ковое давления ступенчато поньянают до величины, равной сумме природных давлений после откопки котловаяа н дополнительных давлений от веса ;,ооружения на глубине отбора образцов грунта, при этом Фиксируют вертикальные и боковые дак)ения и деформации,1 З 1 Я 9 ОВ а модуль деформации грунта рассчитывают в диапазоне вертикальных давлений от природного после откопкикотлована до суммы природного после откопки и дополнительного от весасооружения на глубине отбора образцовучетом боковых деформаций образцовгрунта,Влаж- ность Показатель Компрессионный консистенции 1,2,21 1,02 0)38 19)0 1 0 0)15 002 Удельный Коэффициентвес) пористостикН/ме Числопластичности Р0 е 8 ой, иеримент Р еиаму слособу пр У ОООг138908 Составитель Г.МартыноваТехред Н.Глущенко Корректор Г.Решетии кчор А.Шандо сное ий и ауш д. 4/ Проектца Производственно-полиграфическое предприятие, г. Тираж 7 ВИИППИ Государственног по делам изобретен 3035, Москва Ж, РПо омитета СССР открытий кая наб