Композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты

Композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО МАТЕРИАЛА, МОДЕЛИРУЩЕГО ШРЗЛЫЕ ГРУНТЫ, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связуницее, отличающаяся тем, что, с целью получения композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с распространением упругих колеба1тй в мерзлых грунтах с енизотрош|ей прочностных свойств по глубине, и увеличения срока использования композиции, в качестве связующего она coдepжиt наело шнерапьное и дополнительно воду и крошку резиновой акции 0,25-0,05 мм при след ощем соотношении компонентов, нас.%: Песок крупнозернистый 22,,3 Молотая глина 56,3-64,0; Масло минеральное I,8-5,5 Вода1,6-3,0 Кровка резиновая фракция 0,25-0,05 мм 5,0-12,0 :л :л о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОаЕЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„A рi> G О! N 33/24

ГОСУДАРСТЯЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИй

4 13

ОПИСАНИЕ ИЗОН ЕТЕНИЯ (21) 3513340/29-33 (22) 09.11.82 (46} 23.05.85. Бюл. 19 (72) А.В. Фролов и Ю,П. Волков (71) Балаковский филиал Саратовского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (53) 624..131.41 (088.8) (56) !. Баловнев В.И.. и др. Разработка прочных грунтов с каменистыми включениями рабочими органами гаэодинамического действия, "Строительные и дорожные машины", 1976, Р 10, с.7-8, 2, Кравцов Э.А. Техника моделирования. эквивалентных материалов прн исследовании на моделях процессов разрушения мерзлых грунтов земперойными машинами взрывного действия. МАДИ, вын.34, 1972, с.6 1-66 (прототип).. (54) (57) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ИСКУССТВЕННОГО ИАТЕРИАЛА, МОДЕЛИРУЮЩЕГО МЕРЗЛЫЕ ГРУНТЫ, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину. и связующее, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью получения композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с распространением упругих колебаний в мерзлых грунтах с анизотропией прочностяах свойств но глубине, и увеличения срока использования композиции, в качестве связующего она содержит масло минеральное и дополнительно воду и крошку резиновой фракции 0,25-0,05 мм при следующем. соотношении компонентов, Йас, Йе

Песок крупнозернистый 22,5-.28, 3

Молотая глина 56,3-64 0

Иасло минерапьное 1 8-5,5

Вода 1,6-3,0 .

Крошка резиновая фракции 0,25-0,05 мм 5,0- l 2,0 ь i 1574, Известна композиция для получения .искусственного материала, содержащая грунт„ цемент и воду (. Ц .

Иедос"братками данной композиции . являются длительность ее приготовле сия (до суток) и одноразовость ис-с пользования, Наиболее близким техническим уе=шением к изобретению является композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые

;рунты, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее (23.

f5 . Недостатками известной композиции является сложность технологии приготовления и ограниченный срок использования вследствие выгорания связующего - парафина при нагреN ве, что необходимо для повторного его использования. Кроме того, отсут ствие- анизотропии прочностных свойств но толщине разрушаемого слоя не позволяет использовать композицню при моделировании процесса разрушения натурных мерзлых грунтов °

Цель изобретения - получение композиции для моделирования процессов разрушения, связанных с. распространением упругих колебаний в мерзлых грунтах с анизотропией прочностных свойств по глубине, и увеличение срока использования, композиции»

Поставленная цель достигается 3% тем, что композиция для получения искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, содержащая крупнозернистый песок, молотую глину и связующее, в качестве связующе- 49. го содержит масло минеральное и дополнительно воду и крошку резиновой фракции 0,25-0,05 мм при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Песок крупнозернистый 22,5-28,3 4

Иолотая глина 56,3-64,0

Масло минеральное 1,8-з,5 Вода 3,6-3,0

Крошка резиновая фракции 0 ° 25-0,05 мм 5,0-12,0 Ю

Приготовление искусственного материала, моделирующего мерзлые грунты, на основе данной композиции осуществляют следующим образом.

Твердые компоненты просушивают, И глину измельчают до размера частиц

0,005-0,5 мм. Затеи компоненты нросеивают, развешивают в заданной весовой пропорции и перемешивают в следующей последовательности песок смешивают с водой, затем с минераль:ым маслом, крошкой резиновой и глиной. Перемешивание компонентов проводится до получения однородной смеси. Смесь укладывают в контейнер, разравнивают и уплотняют до заданной прочности ударной нагрузкой, после чего проводят контроль физико-механических свойств полученного материала.

Материал, полученный на основе предлагаемой композиции, дает воэможность.осуществлять моделирование процессов разрушения мерзлых грунтов, связанных с распространением волн напряжений, так как он аналогичен мерзлым грунтам по параметру

C (скорость распространения упуусссх колебаний), Это достигается эа счет того, что крошка реэиновой смеси, добавленная в смесь, выполняет роль пор, заполненных газообразной Фазой, что имеет место в натурных мерзлых грунтах, т.е. резиновые смеси обладают высокой поглощающей способностью. Поэтому, варьируя содержание резиновой крошки s необходимых пределах, получают необходимые . значения "C", соответствуюшее определенной температуре грунта.

Кроме .того ° прочностные свойства материала, полученного на основе предлагаемой композиции, изменяются в зависимости от числа уплотняющих ударов груза. При этом введение крошки поннжает жесткость минерального скелета композиции, вследствие чего в верхнем слое число ударов динамического плотномера(С„ (больme чем в последующих нижних слоях, за счет поглощающей способности композиции. Иеняя процентное содер жанне этого компонента, а также тотцину уплотияемого слоя, изменяют градиент С„„ по глубине слоя, что позволяет моделировать процесс разрушения натурных сеэонномерзлых грунтов, имеющих аниэотроаию свойств по глубине рыхления.

Срок использования предлагаемой композиции по сравнению с известной. увеличивается за счет того, что ми- неральное масло, введенное в композицию после того, как песок и реСосГрадиент С корость аспростаиения родольных упру» их колеаннй С, тав

Глина

Иасло

Крошка резиновая смеси

Вода

5,0

1700-2000 1 ° 9-2,0

1370»1690 1„7-1,9

6,5 эиновая крошка, предварительно сме- шанные с водой, будут перемешаны с глиной, обволакивает тонкой плен"кой частицы смеси более крупных размеров, чем препятствуют испаре= нию воды. При уплотнении композицин во время ее подготовки к эксперименту в результате больших напряжений, возникающих в точках контахта между собой частиц, масляная Ip пленка разрушается, тем самым не препятствуя цементации частиц песка глинои с растворенной в ней водой, Обоснование количественного содержания компонентов принято на основание экспериментальных исследований ло выбору соотношения компонен-. тов. При других значениях содержания компонентов физико-механические свойства композиции не будут соответствовать свойствам натурных мерзлых грунтов.

Предлагаемая композиция моделиру"ет средний суглинок, имеющий в талом состоянии Су„ 6 — 8 прн влажности ч 2ОХ и следующем гранулометрнческом составе:

Размер Содержание частиц,мм частиц,й:

> 0,005 18,7

0,005-0, 05 27,3

0 05-2,0 54,0

Пример. Моделируется разрушение суглинка при влажности

10-207 импульсами газа высокого давления, приложенными на глубине

hp 0I8 м. Масштаб моделирования К

8. Температура грунта на поверхности -6 С, на глубине 0,8 м -I С, о 0 аб соответственно на поверхности С,, лов

170-185 на глубине рыхления

Р /Д

60-70.

Градиент С®„ равен

Содержание компонентов, мас.Х

22 5 64 0 3 0 5 5

24 3 62,0 2„7 4,5 г " " < p r чд = f 3g /,.„„

0 1 О 4 (= уд чд п

Скорость распространения продольных упругих колебаний С, в суглинке при v 2ОХ и С -6 С сос-.тавляет 2500 и/с, Параметры композиции (эквивалентной среды) получаем, используя формулы перехода от параметров оригинала к параметрам модели.

Для определения состава «омпозиции и числа уплотняющих ударов (п„ ) .используются экспериментальные данйые, представленные в таблице и на чертеже, где дана зависи .ость С,® от п > для различных составов композиции, приведенных в таблице.

На графике проводится горизонтальная прямая, соответствующая полученному значению С„ до пересечения с кривыми указмвающими составы ком» позиции. Окончательный выбор состава производится по таблице по значениям С„, и градиента C„ . Так, для нашего примера композиции 1,2 и 3 имеют одинаковое С >, По таблице оп" ределяется номер композиции и ее состав, имеющий С, и градиент С@ в требуемых пределах. Вовращаясь к графику и опуская перпендикуляр на ось п определяем количество уплотняющнх ударов, равное 25.

Использование предлагаемой для получения эквивалентного иатериала, моделирующего мерзлые грунты, позволит исследовать процессы разрушения мерзлых грунтов, связанные с распространением упругих колебаний, а также моделировать разрушение анизотропных сред.

1157452

Продолжение таблицы

Градиент С,}

Содержание компонентов, мас.X корость аспростанения

Крошка р.е9иновая смеси

Вода

Глина родольных упруих колеаний С, 1100-1300 1,5- l 7

800-1000 1, 2- }, 5

700-750 1 1-1,2

8,0

26,0 60,0 2,3 3,7

10,0

27,1 58 0 2,.0 2,9

28,3 56 3 1,6 1,8

12,0

35

Я МуУ

Составитель Г. Мартынова

Редежтор Н, Тупица Техред С.Легеза Корректор A. Тяско .юаюаФаемеыее Юанвюрве Юе аююааеМеаюае гюлю Ю Ю ЮЮ\ ° °

Закаэ 3361/43 . Тираж 897 . Подписное

ВНИКНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. Проектная, 4