Способ определения деформационных характеристик грунтов

Способ определения деформационных характеристик грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к инженерным изысканиям для строительства , в частности, к лабораторным и полевым методам определения физико-механических свойств грунтов. Целью изобретения является повышение производительности испытания различных грунтов. Способ определения деформационных характеристик грунтов включает ступенчатое приложение сжимающей нагрузки и выдержку ее на каждой ступени, определение в процессе приложения нагрузки фактической осадки грунта, расчет прогнозируемой осадки для данного вида грунта и определение стабилизированной осадки в момент совпадения фактической и прогнозируемой осадок. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (51) 4 Е 02 D 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4305816/23-33 (22) 15.09.87 (46) 23,08,89. Бюп, ¹ 31 (71) Северо-Кавказский трест инженерно-строительных изысканий (72) П.А.Ляшенко, М.И.Горячев и В.В.Денисенко (53) 624.131.382 (088.8) (56) Литвинов И.М. Исследование грунтов в полевых условиях. — M. Углетехиэдат, 1951, с. 136-139.

Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. — М.: Стройиздат, 1979, с. 156-159. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИОНHbK ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к инженерИзобретение относится к области инженерных изысканий для строительства, в частности к лабораторным и полевым методам определения физикомеханических свойств грунта.

Целью изобретения является повышение производительности испытаний различных грунтов.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью нагрузочного устройства на грунт прикладывают первую ступень сжимающей нагрузки и в течение

1 ч через определенные интервалы времени, например, через 0,25; 0,5;

i 2; 5; 10; 20; 30 и 60 мин от начала приложения нагрузки по измерительным приборам снимают фактические значения осадки грунта, по которым выводят 1-е уравнение кривой осадки ным изысканиям для стр птельства, в частности к лабораторным и полевым методам определеш я физико-механических свойств грунтов.. Целью изобретения является повышение производительности испытания различных грунтов. Способ определения деформационных характеристик грунтов включает ступенчатое приложение сжимающей нагрузки и выдержку ее на каждой ступени, определение в процессе приложения нагрузки фактической осадки

I грунта, расчет прогнозируемой осадки для данного вида грунта и определение стабилизированной осадки в момент совпадения фактической и прогнозируемой осадок. 3 табл . 9 грунта в зависимости от времени дейt ствия первой ступени нагрузки. По этому уравнению рассчитывают прогно- Ql зируемое значение осадки через опре- i©l деленное время, например через 0,5 ч, Я и продолжают выдерживать грунт под фф первой ступенью нагрузки. Через 0 5 ч с|плюют значение фактической осадки и сравнивают его с рассчитанным значением прогнозируемой осадки по 1-му уравнению. Если значения осадок совпадают с допустимой точностью, на грунт прикладывают вторую ступень нагрузки и по 1-у уравнению рассчитывают значение стабилизированной Ь осадки на первой ступени нагрузки.

Если прогноэируемое и фактическое значения осадок грунта не с овпадают, ° испытания на первой ступени нагрузки продолжают. С учетом последнего фак40

S = ао + а„Ч (t), Э 150269 тического значения осадки 1-е уравненив корректируют и получают 2-е уравнение, по которому рассчитывают очередное прогноэируемое значение осадки через 0,5 ч и сравнивают его с фактическим значением осадки через этот промежуток времени.

Если фактическое и рассчитанное значения прогноэируемой осадки опять не совпадают, испытания продолжают, выводят очередное уравнение и вновь производят расчет и сравнение значений осадки, и.т.д. до тех пор, пока прогноэируемое и фактическое значе- 15 ния осадок совпадут с допустимой точностью, т.е. до момента, когда будет установлена закономерность и выведено окончательное уравнение кривой осадки грунта в зависимости 20 от времени действия первой ступени нагрузки. После этого прикладывают вторую ступень и рассчитывают значение стабилизированной осадки грунта на первой ступени нагрузки по окон- 25 чательному уравнению осадки грунта на этой ступени.

Аналогичным образом испытывают и определяют стабилизированную осадку грунта на всех ступенях сжимающей 30 нагрузки, а затем производят вычисление деформационных характеристик, модуля деформации и коэффициента сжимаемости.

Пример конкретной реализации споЭ5 соба при компрессионных испытаниях твердой водонасыщенной глины с числом пластичности 21Х, степенью водонасыщения 0,98, влажностью 177., ПЛОтностью 2,17 т/м е

В табл. 1 приведены результаты наблюдений за фактической осадкой образца грунта (осадка штампа) через равные по величине интервалы осадки 45 грунта по 0,005 мм и соответствующие этим интервалам времени действия нагрузки от начала ее приложения.

Выводят уравнение кривой осадки гРУнта по первой группе точек наблю 50 дения, например 1-15. Для упрощения расчета ограничиваются четырьмя последними точками этой группы 12-15 и, допускают, что по ошибке регрессии

;более подходящим для данного примера в качестве аппроксимирующей оказывается функция

4 где а„п а„— постоянные; 1 - .— логарифмическая производнаяя от гамма-функции .

Для вычисления постоянных используют метод средних. Преобразуют запись осадки к виду, удобному для дальнейшей работы. Для этого выводят новые безразмерные переменные

10tэ Sg = S/О 0051 (2) где t u t — время действия ступени нагрузки от начала ее приложения, соответственно в безразмерных единицах и часах;

10 — коэффициент преобразования, 1 ч.;

Sö и S — осадка штампа, соответственно в безразмерных единицах и мм;

0,005 — величина осадка штампа, принятая для удобства перевода мм в безразмерные единицы, мм °

Переводят значения, укаэанные в табл. 1, в условные переменные единицы, получают значения, указанные в табл ° 2.

В табл. 2 приведены результаты наблюдений за величиной и скоростью осадки штампа на компрессионном приборе в условных переменных.

Выписывают уклонения, рассчитанные по уравнению (1) для точек 12-15 иэ табл, 2.

4<= а + 2,918а„ - 12; в= а, + 3,541ал 13; (3) л= а, + 3,961а„ - 14:, м= а, + 4,290a, — 15.

Составляют условие приближения функции (1) к фактическим данным

+ 1ь = О, л + л = О, (4) или с учетом (3)

2а + 6,459а» = 25;

2а + 8,251а„ = 29. (S)

Разрешая .систему (S), получают значения постоянных, и теперь аппроксимирующая функция имеет вид

Só 5,291 + 2,232$(t ). (6)

Подставляя в (3) значения постоянных, находят среднее уклонение дс = 1/4(5 +6„,+ 8„ +6 ) = 0,0117. (7)

Вычисляют скорость нарастания осадки

502699 6 ванной осадки штампа равной 10Х проведение опьгга на данной ступени на- грузки можно закончить после 19-й

5 точки наблюдения, т.е. через 19 ч (табл. 1) .

Так как фактическое время стабилизации осадки штампа составляет

57 ч, а при проведении данного способа 19 ч, получаем повьппение производительности испытания в 3 раза.

Использование предлагаемого способа позволяет на каждой ступени сжимающей нагрузки значительно сокра15 тить время испытаний и повысить точность определения значения стабили, зированной деформации и таким образом за счет учета свойств и состояния испытуемых грунтов повысить про20 изводительность и достоверность определения деформационньгх характеристик и создать определенный техникоэкономический эффект.

2 232

Т = --L- — — = 178 °

0,0125 ет

16 9-24 0 — 100Х = -30 X.

24,0

Разница недопустимо велика.

Поэтому берут другую группу точек

13-1б и повторяют вычисления, затем следующую и т.д.

Результаты последовательных вычислений в сравнении с фактическими данными приведены в табл. 3.

Из табл. 3 следует, что по мере снижения значений среднего уклонения, вычисления стабилизированной осадки штампа приближаются к значению, полученному в опыте. Таким образом, среднее уклонение (мера приближения) может служить индикатором точности вычисления полной стабилизированной осадки штампа.

Из результатов вычислений различных групп точек наблюдения (табл.3) следуетв что при допустимой погреш« ности расчета величины стабилизироТ ° блина 1

Иомер точки наблюдения

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 9 Точка при стабилизиРоваввейся осадке нтампа

8ремя действия ренн нагрузки

Начала ее прил денна, с, ч

10 0 34 0,90 1,90 3,50 5>35 7,35 12 10 15 20 19 ° 00

57 00

Осадка втампа, Si >еч

045 0,050 0,055 0,060 0,065

0,070 0,075 0,080 0,085 О ° 090 О ° 095

0,120 3 ч 2 232 — 2 (8)

Ь в t11

По ГОСТУ осадка образца глины считается стабилизировавшейся, если скорость нарастания ее не превьппает

0,01 мм за 16 ч, или в переменных (2)

2/160 = 0,0125

Момент времени, соответствующий стабилизации осадки, получают иэ (8) а стабилизированная осадка составля5 291 + 2 23241 (Тч) = 16,9.

Сравнивают полученный результат с фактическими данными

25 Формула и зо бр ет ения

Способ определения деформационных характеристик грунтов, включающий ступенчатое приложение сжимающей нагрузки и выдержку ее на каждой из ступеней, определение стабилизированной осадки и расчет деформаци онных характеристик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повьппения производительности испьгтания различных грунтов, на каждой из сту35 пеней в процессе приложения сжимающей нагрузки и выдержки ее определяют фактическую осадку и по ней рассчитывают прогнозируемую осадку для

40 данного вида грунта, а стабилизированную осадку определяют в момент совпадения фактической и прогнозируемой осадок.

1502699

Та бли ца 2

Точки 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Точка при стабилизировавшейся осадке штампа

3 9 19 35 53 73 95 121 152 190

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

570

Таблица 3

Аппроксимирукнцая функция

Время Полная стаби- стабили изазировав шаяся ции э

Ту

178 16,9

238 18,6

291 20, 1

328 21, 1

347 21,6

С ос та вит ель Л. Тр они на

Техред Л.Олийнык

Корректор C,×åðíè

Редактор А.Иандор

Заказ 5053/39 Тирах 589 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ухгород, ул. Гагарина, 101

12-15

13-16

14-1 7

15-18

16-19

Ву 5, 291+2, 232 1 (tg )

Бу 2i320+2,981 f (су)

S„0э,515+Зэ640, 4 (t„)

S„ =-2,623+4,098+t„)

S„ --3,804+4,343$(tÄ) Среднее укл онение, с

-0i 0117

-0,0021

-0,0020

-0,0017

-0,0010 осадка штампа, Яу

Погрешность вычисления полной осадки, Х

-30

-22

-16

-12

-10