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, регистрацию в процессе приложения нагрузки через равные приращения осадки, время действия нагрузки от начала ее приложения и определение стабилизированной осадки в момент равенства отношений последующих времен действия нагрузки от начала ее приложения к предыдущим. 2 табл.

СООЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 15027 0

А1 (51)4 Е 02 П 1 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4309433/23-33 (22) 24.09.87 (46) 23.08.89. Бюл. 9 31 (71) Северо-Кавказский трест инженерно-строительных изысканий (72) H.À.Ëÿøåíêo, М.И.Горячев и В.В.Денисенко (53) 624.131 ° 382 (088.8) (56) Литвинов И.М. Исследование грунтов в полевых условиях. — М.: Углетехиэдат, 1951, с. 136-139.

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

Целью изобретения является повышение производительности испытаний различных грунтов.

Способ осуществляют следующим образом.

С помощью нагрузочного устройства на грунт прикладывают первую ступень сжимающей нагрузки. Под действием приложенной ступени нагрузки происходит осадка грунта, эа величиной которой наблюдают по измерительным приборам. Через каждые равные приращения осадки грунта (осадки штампа), 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, регистрацию в процессе приложения нагрузки через равные приращения осадки, время действия нагрузки от качала ее приложения и определение стабилизированной осадки в момент равенства отношений последующих времен действия нагрузки от начала ее приложения к предыдущим.

2 табл. например и S = 0,005 мм регистрируют время действия ступени нагрузки от начала ее приложения. После того, как будут получены первые три последовательных значения времени действия ступени нагрузки (t„, и tq ), определяют равенство отношений последующих времен действия нагрузки от начала ее приложения к предыцущим, 1 т.е. --- = — — или в общем виде

t п и г. (1)

tn л

Если это равенство места не имеет, через очередное приращение осадки грунта ь S = 0,005 мм регистрируют следующее значение времени действия ступени нагрузки t4 и проверяют ра1502700

Откуда находят среднее арифметическое значение а (формула 3).

Т вЂ” время, в течение которого осадка грунта на ступени нагрузки стабилизируется, ч.

Сст

Т (6)

- a,ол/

1 — 1 и 1 венство 2 гз

Аналогичным об10 где - — время условной стабилизации грунта, принимаемое в зависимости от вида испытуемого грунта в соответствии с действующими нормами,ч:

0,01 = 4 $ — максимальное приращение осадки грунта за время t „, при которой согласно действующих норм осадка считается условно стабилизировавшейся, мм/ч.

Формулу (6) выводят из уравнения (2) следующим образом. Подставляют в уравнение (2) различные значения времени действия ступени нагрузки, получают

Х

S=S+à1n т и Ф (2) n+ где ST — величина стабилизировавшей20 ся осадки грунта, мм;

Т - время стабилизации осадки грунта, ч.

По уравнению (2) можно рассчитывать величину осадки грунта для любого интервала времени от th+ до Т, т.е. при С„) th,, и — первая точ-. ка наблюдений за величиной осадки грунта и соответствующий ей момент времени действия ступени нагрузки с начала ее приложения в последней (третьей) точке наблюдения, мм и ч, а — постоянная величина, вычисленная по данным наблюдений эа осадкой грунта в моменIblâðåìåíè th, й„л H

t n+й. мм °

Т

Sr =S +aln — -—

ni q

Т "" т- .

Sr t T = Sni +аlп иiq

t nil.

Вычитая второе уравнение иэ первоТ

$, -ST -tcT = aln — ——

S„ -$ -1 откуда ехр — 1 а

3 с разом регистрируют следующие три последовательности значения времени выдержки ступени нагрузки, .w.д. Как только будет установлено равенство игл С ° hФа на испытываемый

С грунт прикладывают вторую ступень нагрузки и рассчитывают значение стабилизированной осадки грунта на первой ступени нагрузки по уравнению вторичной консолидации грунтов, имеющему следующим вид

1 — eXP Г-(ST -ST -tcT ) a а ° ht

Ь$

t (4) где ь $ — приращение осадки грунта и соответствующее ему приращение времени действия ступени нагрузки Ьс (ч), мм; момент времени действия ступени нагрузки с начала ее приложения, ч. формула (4) для моментов времени с„4л и т

tn < д$ а= — — —— а=- (5)

tn+< Мл

tn+ л

2.ь S а (3)

nil и+л (— - - + — — — -2)

t hfdf

Формулу (3) выводят следующим образом. Продифференцировав уравнение (2) получают т. е. получают формулу (6) .

Аналогичным образом испытывают и

40 определяют стабилизированную, осадку грунта на всех ступенях сжимающей нагрузки, а затем производят вычисление деформационных характеристик: модуля деформации и коэффициента сжи45 маемости.

Пример конкретной реализации данного способа при компрессионньм испытаниях твердой водонасыщенной глины с числом пластичности 21Х степенью водонасьпцения 0,98, влажностью

177., плотностью 2,17 т/м .

В табл. 1 приведены результаты наблюдений за фактической осадкой образца грунта (осадкой штампа) через

Равные приращения Ь S = 0,005 мм до ее стабилизации при сжимающей нагру3Ке 0,1 ИПа и соответствующие им интервалы времени действия нагрузки с начала ее приложения.

1502700

S = Я„+а„, 1п = 0,089 мм.

Т г. %

Фактическая стабилизировавшаяся осадка штампа в опыте составляет

0,120 мм. Погрешность расчета осадки по точкам наблюдения 13,14 и 15 составляет — 25,8%.

Такая погрешность расчета стабилизированной осадки штампа не допустима, поэтому продолжают аналогичные вычисления производить для следующих точек наблюдений 14; 15 и 16 и т.д.

В табл. 2 приведено сравнение расчетных значений осадки штампа с фактическими.

Учитывая то, что на данной ступени нагрузки при определении деформа35

Определяют момент вр емени с начала приложения ступени нагрузки, после которого доля полэучести пре— обладает в процессе консолидации и

5 осадка описывается уравнением вторичной консолидации (2) °

Наступление такого момента определяется по условию (1).

1О

= 3,50 ч (таблица 1) . Очередное приращение осадки штампа а S = 0,005 мм произошло при „4 = 5,35 ч, а еще очередное — при t, = 7,35 ч. 4

=153 - — — 137

Ф ° ф ° ль л4

Эти отношения равны между собой с погрешностью 10,45Х. Чтобы установить допустима ли такая погрешность, рассчитывают стабилизированную осадку штампа.

По уравнению (3) находят постоянную а„, щ для интервалов времени действия cTупени нагрузки t<> t 4 25

И tqg ° а„„ = 0,0111 мм.

По уравнению (6) вычисляют время стабилизации осадки штампа. Так как в данном случае испытывалась глина за условную стабилизацию принимают скорость осадки не превьппающую

0 01 мм за tet= 16 ч. Т = 26,9 ч.

По уравнению (2) рассчитывают стабилизированную осадку штампа ционных характеристик грунта допустима погрешность расчета осадки в

10% в данном примере ограничимся точками наблюдений 17, 18 и 19.

Иэ табл. 2 следует, что для полу" чения такой точности расчета величины стабилизированной осадки штампа допускаемая погрешность равенства

Сnf„ nba отношений — — — и — — — и должна

t ai бьггь не более 0,5-0,8 .

Таким образом, в данном примере после 19-й точки наблюдений, в которой д = 19 ч, испытание грунта на данной ступени нагрузки можно прекратить. Так как фактическое время стабилизации осадки штампа составляет 57 ч, а при использовании пред лагаемого способа 19 ч, получает повышение производительности в 3 раза.

Использование изобретения на каждой ступени сжимающей нагрузки сократить время испытаний и повысить точность определения значения стабилизированной деформации эа счет учета свойств и состояния испытуемых грунтов и таким образом повысить производительность испытания различных ° грунтов и достоверность определения деформационных характеристик.

Формула изобретения

Способ определения деформационных характеристик грунтов, включающий ступенчатое приложение сжимающей нагрузки и выдержку ее на каждой из ступеней, определение стабилизированной осадки и расчет деформационных характеристик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности испытания различных грунтов, на каждой иэ ступеней в процессе приложения нагрузки через равные приращения осадки грунта регистрируют время действия нагрузки от начала ее приложения, а стабилизированную осадку определяют в момент равенства отношений последующих времен действия нагрузки от начала ее приложения к предыдущим.

1502700

Таблица! э

Номер точки наблюдение, п

Время действие ступе !! иагргэки от начала ее арилоаеиик, t, ч

Осадка втанпа, В, нм

17 1В 19 Точка при стабилитироаапвейск осадке ° тампe

1Ь

7,35 9,55 12,10 !5,20 19,00 57 ° 00

0,075 О,OВO 0,005 0,090 0,095

О,!20

Сравнение расчетных значений осадки штампа с фактическими

Таблица 2

Погрешность

РасчетПараметр кривой консоли

Расчетная стабили-. ное вреся стабисоответствия зир. осадка, S, мм дации, а, мм лизир. осадки, Т, ч критерию

Х осадки

S-$,р. S чp

100Х

10,45

5,18

9д55 12 10

7,35 9,55

2,3

0,0175 36,8

0,104

-12,9

12 10 15 20

9,55 12,10

0,8

0,0189 38,9

О, 108

-10,2

15 20 19 00

0,48 0,0198 40,3

0,110 — 8,3 .т

12,10 15,20

Составитель Л.Тронина

Техред Л Олийнык

Корректор СкЧерни

Редактор А.Шандор

Заказ 5053/39 Тираж 589 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

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

Номер первой расчетной точки и

Критерий выбора расчетных точек лм 77 тНа

5<35 7 35

3,50 5,35

7 35 9 55

5,35 7,35

0,0111 26,9

0,0149 32,7

0,089

0,098

Погрешность расчета стабили зир ованной

-25,8

-18,3