Способ определения модуля деформации глинистых грунтов

Способ определения модуля деформации глинистых грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для определения модуля деформации основания . Целью изобретения является повьшюние 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 давления измеряют природные вертикальные (G ) .и боковые (GU ) давления в нескольких точках по глубине массива. К первой серии образцов прикладывают давления, равные измеренным, затем снижают вертикальное давление до его величины после откопки котлована .г-ПрПО . Vo2 ), фиксируя соответствующее боковое давление после откопки котлована (и °). К образцам второй серии пр1икладывают вертикальные (CJ) и боковые () давления соответствующие лрпо прпо и О в той последовательг гу ности, в которой происходило их снятие при отборе образцов. Затем к образцам грунта прикладывают 3„, до величины предела упругости грунта и далее (j ивц , равные сумме СУ и СУиР и дополнительных давлений от веса сооружения (( ) на глубине обора образцов. Модуль деформации расчитьгаают в диапазоне давлений прло лрсто дои О - (о 2 Z учетом боковых деформаций. 9 ил. 1 табл. Ф (Л с сиэ СХ) со о оь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 С 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 389163Э/3 1-33 (22) 30.04.85 (46) 23.06.87. Бюл. И 23 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) Б.И.Далматов, А.В.Голли и М.Б.Лисюк (53) 624.131.376.5:624.131.386(088.8) (56) Грунты. Метод лабораторного определения сжимаемости грунта. ГОСТ

23903-79 — М.: 1982.

Lambe Т.W. Stress path method.

American Society of Civil Engineers.—

T-1 of the Soil Necanics and Found-пэ Division, 1967, vol. 93, No 6, р, 309-330. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ДЕФОРМЛ1ЯИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к области строительства и может использоваться для определения модуля деформации ос" нования. Целью изобретения является повьш ение точности определения модуля деформации путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлована.с соотношением ширины tc глубине не менее чем 1:5. Для этого перед приложением к образцам грунта давления измеряют природные вертикальные (б ) и боковые (б ) давления в не2 3 скольких точках по глубине массива, К первой серии образцов прикладывают давления, равные измеренным, затем снижают вертикальное давление до его величины после откопки котлована нрпо (5 ), фиксируя соответствующее боковое давление после откопки котлована (6 > ) . .К образцам второй серии нрпо прикладывают вертикальные (б ) и боковые (6„) давления; соответствующие нрпо нрпо б и б Р в той последовательЙ ности, в которой происходило их снятие при отборе образцов. Затем к образцам грунта прикладывают G„ до величины предела упругости грунта и нрпо далее б иб„, равные сумме G u и дополнительных давлений от

Ю

*он веса сооружения (6 н ) на глубине сбора образцов. Модуль деформации расчитывают в диапазоне давлений нрпо нрно Аон б — (б + G ) с учетом боковых деформаций. 9 ил. 1 табл.

3, !1890Р серию.

113!>61>! гение !>твое!1rra к стр<>иго 31,— с гв у > a именно к M0 x;I II IIKo t p н 013 31

Аундлментостроенпю.

Цель изобретения — !toll! IIIIP IIEIP точ33ости определения л1одуля деформяци1! путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлова !а с соотношением ширины к глубине не менее

1:5.

На фиг.1 дана эпюра. природных вертикальных (C! г ) и боковых (б„ ) давлений по глубине массива нл фиг.2 и 3 — эпюры природных вертикальных и боковых давлений после от(G пРпо пР о

31в!г.4 — графики изменения природных попо п>по давлений G и Q по глубине

7, 1 и . длннь1м ллборлторгн!Y испытаний, нл фиг.5 — эпюры дополнительных вертик:!льных и боковых давлений or васа сооружений (б о" иб "о" ) ил фиг. г> графики изменения вертикальных (G ) и боковых ((>g) давлений при испытании образцов грунта в приборе трехосного сж;lтия, tta фиг. 7 — э!!юрл структурной прочности (б ") по глубине нл фиг.87

У .>пюрл модуля деформации по глуб1п!е (E); нл фиг. 9 — послойные перемещения грунта основания согласно способу и

1to qa«»t>!rI полевого эксперимента.

Способ реализуют следующим образом, В массиве грунта под будущим котлованом измеряют природные вертиклльпр по ные б и боковые б давления в не7 3 скольких точках по глубин!е мессдозлми с точностью до 0,005 МПл, внедряемылги в грунт при помощи известных устройств для измерения деформаций и напряжений в основании. Строят эпюры (> и б по глубине массива грунпр пр та. Определяют вертикальное природное давление после откопки котлована по попо глубине массива по формуле б !

z (Н вЂ” Н ), где )1 — удельный вес грунта, Н вЂ” глубина рассматриваемой точки, Н вЂ” высота котлована. Строят ! про о эн!оры б по глубине массива грунта.

Затем проводят отбор первой серш1 образцов с различных глубин прп тьо.мощи грунтоноса либо путем откопки п!урфа. Помещают образцы в стлбилометры или в компрессионные приборы с pe":óëItpoâàíèåì бокового давления. Последние представляют собой жесткое рабочее кольцо, разделенное нл двл to-. лукольца, которые имеют воэможность! 1! в 11Г !>тl (>1 ! 13 aзлtl !it л т вс >1 > ) !3 f. .,l! I t !113 !! Я или уменьшля боковое длвление нл обра:>ец гр;нтл, Рлбочее кольцо устлнлв— л>п>л!от нл дно, способное отводить по5 роиую воду, отжимаемую из образца во время его нлгруженив. Вертикальное

EEat3sIP»IIe нл образец н рабочем кольце передлют через штампы. Прикладывают к обрлзцлм грунтл вертикальное и боковое давления, рлвные природным давпр о лениям б иб Р на глубине отбора

7 ,образцов, I," вьДержива!от под этими давлениями до окончания процесса уплотнения. "атем снижают вертикальное

15 давление от величины (5 до величи.пР

7 ны, соответствующей природному верти-. клльвому длвле1!ню после откопки котпрпо !

l0E3atla (I „6es боковых деформаций

7 образца, и регистрируют соответствующее изменен!!е бокового давления от пр величины 5 до величины соответ9

Э ствующей природному боковому давлению ,— npno после откопки котлована Г,, и25 прпо строят эшоры !>! по глубине.

Определяют дополнительное верти- „сп дon клльное (1 " и боковое б давле7. д !!ия от веса будущего сооружения по

ЗО oct«I>yttÄttttlertra по глубине массива гpytt t;I прлкт!1ческ ил! либо теоретическ!!и путем. Практический путь заключается EI установке опытного штамг!а в шурфе и последу!ощем его нагружении.

П!тампы устлнлвл1:влют так, чтобы их

ocr совпадллл с осью внедренных в грунт мессдоз. При нагружении штампа мессдозм фиксируют значения давления

До>3 до!>

3-> г и б

Затем отбирл!от вторую серко образцов с тех же глубин, что и первую

45 Рлссчит!.1вл!от последовательности снятия природных давлений на образцы при их отборе, т.е. траекторию разгрузки образцов. Далее к образцам грунта второй серии, помещенным в приборы, прикладывают вертикальное и боковое давления, равные природным после откопки котлована б г и прпо

7 (7,Р по траектор!в1 разгрузки образJ .цов IEpr«tx отборе с регистрацией вертикальной с, и боковой E>„деформаций образцов, и выдержива1от их под давлениями б ""! о и б " o до окончания

7 3 процесса уплотнения грунта.

1318908 доп

1" одоп s

2 прпо прпо доп о доп 2ро где P = 1

1 tttо где 1н, †коэффициент бокового расширения, определяемый с учетом боковых деформаций образца

Р с 4îï Доп где

1 +(+ 2(C> /б — коэффициент бокового давления грунта, доп

1= „46 „

-доп б

-доа

2 боковая деформация, соответУ ствующая интервалу давлений .дап доп — вертикальная деформация, соответствукщал интервалу давдоп лений 5, Повышают вертикальное давление на прпо образцы от величины б „ до величины давления предела упругости грунта (структурной прочности) и — ПЧ ступенями по 0,005 КПа с регистрацией бокового давления бо, вертикальной

Я и боково" Е деформации образцов.

Определяют величины давления препЧ дела упругости грунта б по появлеЕ нию дополнительных боковых давлений

Аоп прпо и а . сверх природных б после откопки котлована, необратимых деформаций уплотнения F и боковых дефор2 пп маций F, и строят эрюры 5 по глу, У

2 бине. Затем ступенчато прикладывают к образцам дополнительные вертикальные 6 и боковые G давления с

Дon Аоп

Я У ре r истр ацией Я деформаций 6 у и Я „до величины полного вертикального давления, равного сумме природного после откопки и дополнительного прпа дon

5 р + 6 и до величины полного

2 . 2 бокового давления соответственно

+б

У

Рассчитывают модуль деформации Е по результатам испытаний по глубине массива грунта в диапазоне вертикаль.ных давлений от природного после откопки котлована 6 пР" до суммы приZ родного после откопки котлована и дополнительного от веса сооружения

+ 54оп на глубине отбора образ2 2 цов по формуле

После этого строят эпюры модуля деформации ио глубине массива грунта, П р и и е р. Исследованию подвергали массив грунта, сложенный ленточными суглинками текучепластичной КоН систенции, физико-механические свойства которых приведены в таблице, Измерения природных давлений производиии на глубине Н = 3, 9, 4,2, 4,6;

4,8, 5,2 м (фиг.1) . Ha этих же глубинах отбирали десять образцов. Определяли вертикальное давление после отхонки котлована (б ) глубиной прпо

3,5 по глубине массива (эпюра G п.р по по глубине массив а показ ана на фиг.2).

Отобранные образцы размещали в компрессионные приборы с регулированием бокового давления и нагружали вертикальной и боковой нагрузкой, равной би6,,по эп1оре давлений на пр пр фиг.1. После выдерживания образцов под этими нагрузками снижали вертикальное давление от б " до б,„р" и регистрировали измеиейия бокового павленил от бцр до gqр" (фиг.4).

Строили эпюры б "",Р по глубине масЧ 4ап сива (фиг. 3) . Определяли G u дап

G Ч по теории упругости для фундамента диаметром 80 см и нагрузки на него 6 = 0,047 0,08, 0,118 МПа.

По результатам расчета строили эпюры

6 " и 6 Ч (фиг. 5) .

Затем снова отбирали образцы в количестве 15 шт с тех же глубин, помещали их в компрессионные приборы с регулированием бокового давления и прикладывали к ним вертикальное и

4О боковое давленил, равные б и . прпо бпр" по траектории разгрузки (фиг.6), одновременно регистрируя вертикальное и боковое значения деформаций и Еу, Поскольку при откопке шурфа

45 сначала происходило резкое снижение пр и

G " до 0 и небольшое снижение G Р

У до 5 "р (в шурфе) а затем при о тУ

Э боре образца происходило понижение

БУ до О, то при испытании образцов пр в приборах к ним сначала прикладывали 5 Ч от 0 до б, а затем однопр арпа пр прпо временно повышали б„р от 0 до б

g np O g npy pO GnFno (tttttttg 0 фиг. 6) .

Образцы выдерживали под давлением и б пР" в течение 48 ч. 3а2 J тем повышали вертикальное давление от и па величины б Р до ввали;ииы предела упругости (,структурно t пп чности) 1318908 грунтa ("" ступенями по 0 005 ИПя с

У регистрацией бокового давления If,„, вертикальных Я "и боковых Г деформяЕ ций. До достижения предела упругости грунта 0 > не наблюдалось появления ч деформаций уплотнения Г и Е, а также боковых дополнительных давлений

5 сверх природных после откопки

Ч

11 1!О котлована б " " . Поэтому график давлений и деформаций до величины

Ч

G " имел вид прямой, параллельной

7. оси б (линия 2-3, фиг.6).

Определение величины давления предела упругости грунта 6 " производили

1!, но появлению дополнительных давлений б сверх природных после откопки !

1 и по котлована (" и по появлению деформаций уплотнения Е и боковых деЧ формаций C 1 (точка 3, фиг. 6) . Затем к образцам грунта ступенчато прикла- 20 дывали вертикальное и боковое давления оТ !1" до (Cß5"р" + G "î ï ") c регист z. Ч рацией деформаций Я и F, (линия 3-4, фиг.6). После чего рассчйтывали модуль деформации по глубине массива

1 !)унта Б д11апазо11е давлений ЬО. от

Г 6 +Q> Пля точки 1

0,114 ИПа, д Е = 0,37 (фиг.6) 1ц

0,35, P = 0,72, Е = 2,2 ИПа.

Аналогичные вычисления проводили дня всех точек отбора образцов. По ! результатам строили эпюры модуля деформации по глубине (фиг.8). На фиг.9 показаны величины вертикальных послойных перемещений грунта W основания, которые определяли из выражения

W = Г 21, где f< — величина вертикаль-. ной деформации образца для данной 40 глубины (фиг.6), h — высота слоя

I Ipóïòà между соседними точкамц отбора образца.

Для сравнения результатов, полу- 45 ченных с помощью способа, на графиках приведены данные определения модуля деформации в полевом эксперименте (I,fIIã.2, 3, 7, 8).

Предлагаемый способ позволяет вер- но опрецелить природное напряженное состоя!!ие глинистого грунта по глубине основания и его изменение в результате откопки котлована, учесть

55 деформации набухания и расструктуривания отбираемых образцов, траекторию разгрузки образцов, реальное соотношение вертикальных и боковых давлен!!й Il осlioii;ill!Ill фунда 1с11тя, четко определ1!ть дявлен1!е пр«1!ел;1 упругости и p B .! 11ае!1!ч!1т1з уfipx Гvin 1! ос 1 ятОЧ ную часть деформаций грунта, т.е. учесть все су11!ест11е!1н1!» факторы, которые влияют на точность определения осадок фундаментов и модуля деформации грунта, Формул а изобретения

Способ определения модуля деформации глинистых грунтов, включаю!1!ий отбор нескольких серий образцов грунта, приложение к ним вертикального и бокового д.явления в приборах трехосного сжатия, измерение деформаций образцов грунта и расчет по полученным данным модуля деформации, о т л и— ч а ю шийся тем, «То, с целью повышения точности определения модуля деформации путем учета нриродньгх вертикальных и боковых давлений в ?IRc сиве грунта до и после откопки котлована с cooTflofllpHHBM ширины к глубине lie менее t:5„ïcpåä приложением давления к образцам измеряют природные вертикальные и боковые давления в нескольких точках по глубине массива грунта, зятем к образцам пер- ° вой серии прикладывают вертикальные и боковые да11ления, равные природным! вертикальное давление снижают до ве- личины, соответствующей природному вертикальному давлению после откопки котлована на глубине отбора образцов и фиксиру1от боковое давление, соответствующее природному боковому давлению после откопки котлована на глу" бине отбора образцов, а к образцам грунта второй! серии IIpHKJIQpb!BBKIT верI тикальные и боковые давления, соответствующие природным давлениям после откопки котлована, в той же последовательности, в которой происходило их снятие при отборе образцов грунта, и выдерживают при этих давлениях до окончания процесса уплотнения грунта, затем к этим образцам грунта ступенчато прикладывают вертикяльн!oe дав— ление до величины предела упругости грунта, после чего вертикальное и бо; ковое давления ступенчато повышают до величины, равной сумме природных давлений после откопки котловяаа н дополнительных давлений от веса ;.ооружения на глубине отбора образцов грунта, при этом фиксируют вертикальные и боковые давления и дефор1!ации, 1318908 а модуль деформации грунта рассчитывают в диапазоне вертикальных давлений от природного после откопки котлована до суммы природного после откопки и дополнительного от веса сооружения на глубине отбора образцов. учетом боковык деформаций образцов грунта.

Влажность

Показатель

Компрессионныйй консистенции I

2,21

1,02 0,38

19,0

1эО Ою15 0!02

Удельный вес II

Н!мз

Коэффициент пористости е

Число пластичности

Удельное сцепление, С, ИПа

Угол внутреннего трения, ", град модуль деформацииу Ек

ИПа

5,0

Ро лредлам ц еиаму слособу

I е1ой, иеримент

002

DOZ

000 ф

1 318908

10 f$

Фиа9

Составитель Г.Мартынова

Texpep H.Ãëóùåíêî Корректор Г.Решетннк

Редактор А.Шандор

Тираж 776 Подписное

ВИИППИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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

Закаэ 3206

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, ц