Способ определения модулядеформации грунтов

Способ определения модулядеформации грунтов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Рвспублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВ ЕТИЛЬСТВУ (u)842127 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020479 (2т) 2743829/29-33 (51)М. Кл з

Е 02 D 1/02 с присоединением заявки М(23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 3036,81. Бюллетень Н9 24

Дата опубликования описания 300б81 (53) УДК 624.131.43(088.8) (72) Авторы

«изобретения

Л. И. Черкасова, З.Г. Тер-Мартиросян и P.Ã. Погосян

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерностроительный институт им. В. В. Куйбышева (71) Заявитель

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения модулей деформации грунтов при расчетах оснований под сооружения.

Известен способ определения модуля деформации грунтов компресснонным прибором, включающий взятие проб грунтов, подготовку образца и его укладку в прибор, ступенчатое приложение давления на образец грунта, определение величины его осадки и расчет модуля деформации (1).

Недостатком данного способа является то, что полученные значения модулей деформаций слабых водонасы- 1з щенных грунтов значительно меньше истинных модулей деформаций и в зависимости от выбранных интервалов давлений иногда отличаются от истин-, ных в несколько раз.

Известен также полевой способ определения модуля деформации слабых водонасыщенных грунтов, включающий выравнивание поверхности грунтов песчаной подушкой, установку штампа, 25 загрузочной платформы и нагружение их,грузом, передачу ступенчатого давления на грунты с помощью домкрата и определение осадки штампа по грунту (2), (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ

ГРУНТОВ ! (),з1 "с. <

Недостатками этого способа являются сложная теХнология производства испытаний, большая ее трудоемкость и продолжительность, невозможность испытаний грунтов с большими площадями штампов и т.д.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ определения модуля деформации грунтов, включающий выравнивание поверхности грунтов слоем песка, герметизацию его поверхности, создание в слое песка и грунте вакуума, удаление, воздуха и воды иэ них, ступенчатое сжатие слоя песка и грунта, определение их осадки и модуля деформации (3),, Недостатком известного способа является то, что грунт испытывают только на сжатие, а этого недостаточно для оценки характеристик грунта, например при расширении образца

rpyнтов.

Этим способом определяют в основном модуль деформации водоиасыщенных грунтов, для сжатия которых достаточно атмосферного давления. Для испытания менее влажных грунтов этот способ малоэффективен. 842127

Цель изобретения — расширение диапазона исследований.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе определения модуля деформации грунтов путем вакуумирования грунта и измерения величины смещений испытуемой поверхности образца,вакуумирование производят до стабилизации смещений испытуемой поверхности образца при его расширении.

На фиг. 1 изображена схема одноосного расширения образца грунта в вакуумной камере; на фиг. 2 — схема трехосного расширения образца грунта в вакуумной камере; на фиг.3 технологическая схема расширения массива грунта через его поверхность) на фиг, 4 — технологическая схема расширения массива грунта в скважине или шурфах.

На технологических схемах показаны испытуемый образец или массив

1 грунта, вакуумная камера 2 с всасывающей трубой 3 и измерительные приборы, например деформометры

4 и датчики 5.

Модули деформации грунтов определяют в следующей последовательности.

П. р и м е р 1. Образец 1 грунта цилиндрической или кубической формы устанавливают в вакуумную камеру

2 ° На поверхности образца устанавливают измерительные приборы, например деформометры 4 и датчики- 5. Затем через всасывающую трубу 3 в вакуумной камере ступенями создают вакуум величиной 10 — 10 я Па. Верхнюю границу вакуума применяют для грунтов с влажностью до 20% и пористостью более 303, а нижнюю границу вакуума - для более плотных и жирных связных грунтов.

По мере выдерживания образца

1 грунта в вакуумной камере 2 под вакуумом его внутрипоровое избыточное давление постепенно уменьшается и через определенное время достигает значения вакуума. По ходу изменения значения вакуума образец 1 грунта испытывает одноосное (фиг. 1) или трехосное (фиг. 2) равномерное растяжение и происходит линейное и объемное расширение образца 1 грунта до разрыва его сплошности и разрушения. Расширение поверхности образца

1 грунта фиксируют с помощью деформометров 4 и датчиков 5.

На основе полученных величин смещения при расширении поверхности определяют модуль деформации грунтов по формулам: а) при одноосном напряженном состоянии

E=P - k0 (1) б) при трехосном напряженном состоянии

Е = P - )ст, (2) где E - модуль деформации грунтов; коэффициент Пуассона грунта;

P - -величина вакуума; — общая деформация

k и М вЂ” коэффициенты надежности испытаний. (4) tO Пример 2. В .шурфе (фиг. 4) подготавливают испытуемую поверхность массива 1 грунта. Для того, чтобы учесть вертикальные и горизонтальные напряжения, на поверхности стенок и забоя шурфа устанавливают в ориентированном положении дефсрмометры 4 и датчики 5. Затем в шурфе и в массиве 1 грунта ступенями создают вакуум через высасывающую трубу 3. Как и в примере 1, под воздействием внутрипорового избыточного давления происходит расширение или так называемое пучение массива

1 грунта, находящегося под вакуумом, который фиксируют с помощью деформо25 метров 4.и датчиков 5.

Очевидно, если образец грунта до вакуума испытывает внутренние напряжения Ь, действующие в нем, то после приложения вакуума он

30 должен расширяться на величину.относительной деформации Я, зависящую от упругих свойств грунта.

На основе полученных величин рас ширення массива грунта определяют

35 его модуль деформации по формуле — 1 +p )k (3) где r — радиус скважины;

U — - перемещение радиуса скважины;

40 kz — коэффициент надежности испытаний.

При полевом испытании грунтов в полупространстве модуль деформации грунтов определяют по формуле

ys b(И-

Sn где b — условный диаметр круга испытуемого грунта;

S — перемещение (расширение) я

50 грунта в полупространстве;

4) — коэффициент, учитывающий форму поверхности испытуемого грунта; °

kä- коэффициент надежности.испытаний..

Таким образом, зная упругие свойства грунта, можно вычислить напряжения в грунте и наоборот.

По предлагаемому способу можно испытать как образцы грунта в лабо60 раторных условиях, так: и грунт в полевых условиях. Это исключает применение громоздкого оборудования, что обусловливает незначительные транспортные, материальные и денеж65 ные расходы.

842127

Предварительные технико-экономические расчеты показывают, что стоимость трех испытаний в лабораторных условиях составляет 40-60 р,и в шурфах диаметром 2 м и глубиной 2 м— порядка 160 p„ что в 1,5-2,6 раза дешевле по сравнению с испытанием грунтов в компрессионных приборах или штампах, и трудоемкость снижается в 1,8 раза. Годовой экономический эффект на 1 млн.р в строительноиэыскательских работах составляет порядка 400 тыс.р.

Предлагаемый способ рекомендуется использовать в инженерно-изыскательских работах в промышленном, гражданском, транспортиом и иных областях строительства.

Формула изобретения

Способ определения модуля деформации грунтов путем вакуумирования грунта и измерения величины смещения испытуемой поверхности образца, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона исследований, вакуумирование производят

5 до стабилизации смещений испытуемой поверхности образца при его расширении, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9. 503160, кл. G 01 N 3/08, 1974.

2. Гольдштейн М.Н. Механические

15 свойства грунтов. М., Стройиздат-, 1979, с .- 181-2 14.

3. .Авторское свидетельство СССР по заявке ° М 2490572/29-33, кл. E 02 D 1/00, 1977.

842127

Фиг. 4

Заказ 4992/26

Тираж 693 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель B. Малышев

Редактор М. Митровка Техред И.Асталош Корректор Н. Стец