Способ определения прочностных характеристик грунта

Способ определения прочностных характеристик грунта

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.11.80. (21) 2842230/29-33 (51) М. К . с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

E02 D 1/02

Геаудаестееиинй кемитет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 03.09.81 (53) УДК 624.131. .38 (088.8) ле делан изобретений и открнтий

/. "

В. В. Лушников /

1

I (> I

Уральский ордена Трудового Красного Рнамени политехнический институт им. С. М. Кирова ": ! .

f (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГРУНТА

Изобретение относится к инженерно-строительным изысканиям и используется для определения характеристик механических свойств водонасыщенных грунтов, расположенных ниже уровня грунтовых вод.

Известен способ испытания грунтов, включающий погружение зонда, измерение нормального давления на ствол и сопротивления грунта сдвигу по боковой поверхности путем поворота зонда вокруг верти. кальной оси, причем по полученным данным судят о прочности грунта 111. 10

Недостаток этого способа состоит в сложности установления функциональной связи между нормальным давлением и сопротивлением сдвигу, что затрудняет определение прочностных характеристик грунтов — угла внутреннего трения и сцепления.

Известен также способ испытания грунтов, включающий погружение зонда и одновременно с ним металлических стержневых электродов, причем после замера нормального давления и сопротивления сдвигу на зонд и электроды подают постоянный. ток и осуществляют дополнительные измерени я. При этом изменяется нормальное давление на ствол, что обеспечивает возможность установления функциональной. связи между нормальным давлением и сопротивлением грунта сдвигу 12)

Однако известный способ применим для испытания только глинистых водонасыщенных грунтов.

Цель изобретения — повышение точ- ° ности определения прочностных параметров песчаных и глинистых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения прочностных характеристик грунта, включающему погружение зонда, измерение нормального давления и сопротивления сдвигу путем поворота зонда вокруг вертикальной оси, после измерения нормального давления и сопротивления сдвига производят откачку воды из грунта с помощью иглофильтров с последующим дополнительным измерением нормального давления и сдвига.

На чертеже изображено устройство для осуществления предлагаемого способа, где показано положение зонда на одном из эта857346

-095.,Формула изобретения пов измерений. Зонд имеет штангу 1, индентор 2 в виде цилиндрического ствола с лопастями 3, поворотное устройство 4 и пр4,бор 5 для определения нормального давления и сопротивления сдвигу по поверхности индентора. Иглофильтры 6, объединенные коллектором 7, предназначены для понижения уровня грунтовых вод. Коллектор 7 на

1 цикле измерений занимает положение 8, иа 2 цикле (после понижения уровня грунтовой воды на величину hh) — положение

9 и на 3 цикле (после понижения уровня на 2ЬЬ) — положение 10

Способ осуществляют следующим образом.

В процессе испытаний яроизводят по, гружение зонда в грунт на заданную глубину и осуществляют первый цикл измерений, включающий определение с помощью прибора 5 нормального давления 6 и сопротивление грунта сдвигу В по поверхности индентора при его повороте. Второй и последующие циклы измерений осуществляют после понижения уровня грунтовой воды на hh — 2 — 5 м. По полученной в результате 3 — 4 циклов измерений функциональной зависимости между нормальным давлением 6. и сопротивлением сдвигу Ъ по цилиндрической поверхности, образу мой краями лопастей 3 при повороте зонда, определяют прочностные характеристики исследуемого грунта — угол внутреннего трения и удельное сцепление.

Достоинство способа состоит в возможности изменения величины номальиого давления на ствол и функционально связанного с ним сопротивления грунта срезу, что позволяет определить искомые прочностные характеристики в песчаных и глинистых грунтах, залегающих ниже уровня грунтовых вод.

Эффективность применения водопоинжения в качестве нагрузочного фактора при проведении испытаний грунтов и оптимальную величину понижения уровня воды можно оценить по приращению нормального давления Ь6 при понижении уровня грунтовых вод на величину bh. Величина hh должна обеспечивать изменение М в пределах . О, I — 0,25 кгс/см .

Понижение уровня грунтовых вод на величину hh вызывает изменение вертикального давления в грунте на величину йр, определяемую по формуле

hP (3 - 3 ем ) lI k где j (-, объемная масса грулта; ив-то же, с учетом взвешивания скелета грунтовой водой.

Приращение горизонтального давления

b.6 связано с приращением вертикального давления hp зависимостью

,ф -к рр/(1- p), () где Pl — коэффициент Пуассона.

Следовательно, bh u h 6 связаны соотг ижнием.

Из формулы (3) следует, что прн наиболее характерных для грунтов значениях р

0,35; f 1,9 т/м ; geee 0,95 т/м для

1В получения приращения горизонтального давления, Ь6 О,1 кгс/см = l тс/м требуемое понижение уровня грунтовых вод составит

13 (,ч, ) о,з

Для получения Ь6 0,25 кгс/см2 требуется понижение уровня воды на величину dh

4,88 м.

20 . Таким образом, оптимальное понижение уровня грунтовой воды перед каждым циклом измерений колеблется в пределах 2—

5 м. Минимальная глубина, на которой может быть проведено испытание, при выполнении трех циклов измерений и понижения уровня грунтовой воды по 2 м перед вторым и. третьим циклами составляет 4 м от уровня воды. Максимальная глубина испытания не ограничена.

Для оценки эффективности предлагаемого изобретения испытанию подвергают водонасыщенные мелкозернистые пески на глубине 10 м (9 м ниже уровня грунтовых вод); Испытательный зонд, индентор которого имеет диаметр 60 мм и длину 40 см, погружают на глубину 10 м и проводят первый цикл измерений (определение нормального давления 6 и сопротивления сдвигу при повороте индентора), в результате которого 6f . равно 1 4 кгс/см, K> 0,78 кгс/см,.

Затем с помощью иглофильтров произ4а Водят понижение уровня грунтовой воды на 35 м. Во втором цикле измерений равно 1,6 кгс/см2; < 0,89 кгс/см . Далее проводят понижение уровня грунтовой вофы еще. на 4,2 м. В третьем цикле измерений y равно 1,9 кгс/см, Т, 1,05кгс/см

Обработка результатов дала значение угла внутреннего трения 28,3 и близкое к нулю значение сцепления.

Таким образом, предлагаемый способ имеет значительные экономические преиму ф щества и существенно расширяет диапазон испытаний водовасыщениых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод.

И

Способ определения прочностных характеристик грунта, включающий погружение, зонда, измерение нормального давления и

857346

Составятела В. Латущкнн

Редактор Н. Алыянна Теекред А: Войкас Корректор Г. Реветннн

Заказ 7168/47 Тяраас 6ВЗ Подпнс нос

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам йзобретеннд н открытка

313036, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан. наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патента, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 сопротивления сдвигу путем поворота зонда вокруг вертикальной оси, отличающийся. тем, что, с целью повышения точности оценka прочностных параметров песчайых и глинистых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, после измерения нормального давления и сопротивления сдвига производят откачку воды из грунта с помощью иглофильтров с последующим дополнительным измерением нормального давления и . сдвига.

Источники информации, приняты во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 601349, кл. Е 02 D 1j02, 197Ь.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2653165/29-33, кл. Е 02 D 1 02, 1978.