RU170529U1

RU170529U1 - REINFORCED ARRAY SOUND TEST DEVICE

Info

Publication number: RU170529U1
Application number: RU2016140380U
Authority: RU
Inventors: Иван Константинович Попсуенко; Виталий Витальевич Когай
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский центр "Строительство", АО "НИЦ "Строительство"
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2016-10-13
Publication date: 2017-04-27

Abstract

Полезная модель направлена на повышение точности испытания слабых армированных грунтов, упрощение проведения испытаний за счет возможности испытаний непосредственно при производстве работ по подготовке оснований под фундамент, а также на снижение себестоимости за счет сокращения материальных и трудовых затрат. Указанный технический результат достигается тем, что устройство для испытания массива слабого грунта, армированного, расположенными с равным шагом в шахматном порядке щебеночными вертикальными элементами путем компрессионного сжатия штампом, содержит штамп и погруженную в грунт соосно армирующему щебеночному элементу длиной, равной его длине, вертикальную трубу диаметром, равным шагу щебеночных элементов, расположенных равномерно на равном расстоянии от трубы с образованием в трубе вокруг щебеночного элемента уплотненного и естественного слоев грунта. В трубе смонтированы глубинные марки, марки измерения горизонтальных перемещений, размещенные под подошвой штампа мессдозы для измерения вертикального давления и мессдозы для измерения горизонтального давления в грунте, которые соединены с приборами наблюдения, расположенными в кессон-камере с возможностью определения параметров грунта для вычисления модуля упругости с последующим определением несущей способности массива грунта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model is aimed at improving the accuracy of testing weak reinforced soils, simplifying testing due to the possibility of testing directly during the preparation of the foundations for the foundation, as well as reducing costs by reducing material and labor costs. The specified technical result is achieved by the fact that the device for testing a mass of weak soil reinforced with staggered vertical gravel elements arranged in a staggered manner by compression compression by a stamp, comprises a stamp and a vertical pipe with a length equal to its length immersed in the ground coaxially to the reinforcing crushed stone element equal to the pitch of the gravel elements located evenly at an equal distance from the pipe with the formation in the pipe around the gravel element compacted and naturally venous soil layers. The pipe contains depth marks, marks for measuring horizontal displacements located under the sole of the stamp of the pressure gauge for measuring vertical pressure and pressure gauge for measuring horizontal pressure in the ground, which are connected to observation devices located in the caisson chamber with the ability to determine soil parameters for calculating the elastic modulus with subsequent determination of the bearing capacity of the soil mass. 2 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности к технологиям испытания массива грунта, армированного жесткими элементами с целью преобразования свойств слабого грунта для строительства будущих зданий и сооружений.The utility model relates to construction, in particular, to technologies for testing an array of soil reinforced with rigid elements in order to transform the properties of soft soil for the construction of future buildings and structures.

Известно устройство для модельного испытания массива армированного грунта, в котором в лабораторных условиях испытывают в масштабе 1:10-1:20 образцы слабых глинистых грунтов, армированных вертикальными элементами. Испытания проводятся в специальным лотках, в которых находится массив грунта с введенными в него жесткими армирующими элементами с уплотненным вокруг них слоем грунта и слоя грунта естественной структуры. Нагрузку на массив передают через жесткий металлический штамп, давление под штампом увеличивают постепенно. Осадку штампа измеряют прогибомером, деформации поверхности грунта измеряют индикаторами часового типа. /1/.A device is known for model testing an array of reinforced soil, in which, in laboratory conditions, samples of weak clay soils reinforced with vertical elements are tested on a scale of 1: 10-1: 20. Tests are carried out in special trays, in which there is an array of soil with hard reinforcing elements inserted into it with a layer of soil compacted around them and a soil layer of a natural structure. The load on the array is passed through a hard metal stamp, the pressure under the stamp is increased gradually. The stamp settlement is measured by a deflection meter, soil surface deformations are measured by dial gauges. /one/.

К недостаткам данного устройства можно отнести низкую достоверность испытаний из-за мелкого масштаба образцов, сложность сборки данной испытательной установки, низкая технологичность, высокая затратность и трудоемкость данных испытаний.The disadvantages of this device include the low reliability of the tests due to the small scale of the samples, the complexity of the assembly of this test setup, low manufacturability, high cost and laboriousness of these tests.

Технической задачей полезной модели является повышение точности испытания слабых армированных грунтов, упрощение проведения испытаний за счет возможности испытаний непосредственно при производстве работ по подготовке оснований под фундамент, снижение себестоимости за счет сокращения материальных и трудовых затрат, улучшение технологичности проводимых работ.The technical task of the utility model is to increase the accuracy of testing weak reinforced soils, simplifying testing due to the possibility of testing directly during the preparation of foundations for the foundation, reducing costs by reducing material and labor costs, improving the manufacturability of the work.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для испытания массива слабого грунта, армированного, расположенными с равным шагом в шахматном порядке щебеночными вертикальными элементами путем компрессионного сжатия штампом, согласно полезной модели, устройство содержит штамп и погруженную в грунт соосно армирующему щебеночному элементу длиной равной его длине вертикальную трубу диаметром равным шагу щебеночных элементов расположенных равномерно на равном расстоянии от трубы с образованием в трубе вокруг щебеночного элемента уплотненного и естественного слоев грунта, при этом в трубе смонтированы глубинные марки, марки измерения горизонтальных перемещений, размещенные под подошвой штампа мессдозы для измерения вертикального давления и мессдозы для измерения горизонтального давления в грунте, При этом труба может быть выполнена из металла с внутренним антифрикционным слоем, например, из фторопласта. Кроме того, стенке вертикальной трубы могут быть выполнены щелевидные отверстия.The problem is achieved in that in the device for testing a mass of weak soil reinforced with staggered vertical elements arranged equally in a checkerboard pattern by compression compression by a stamp, according to a utility model, the device comprises a stamp and a submerged coaxial reinforcing crushed stone element with a length equal to its length a vertical pipe with a diameter equal to the pitch of the crushed stone elements located evenly at an equal distance from the pipe with the formation in the pipe around the crushed stone element the compacted and natural layers of the soil, while deep marks are mounted in the pipe, horizontal displacement marks placed under the sole of the pressure gauge for measuring vertical pressure and pressure for measuring horizontal pressure in the ground, while the pipe can be made of metal with an internal anti-friction layer , for example, from ftoroplast. In addition, slit-shaped openings can be made to the wall of the vertical pipe.

Предлагаемое устройство отличается от известного, конструкцией, обеспечивающей возможность проведения испытания непосредственно в массиве армированного грунта и судить по ним о его сжимаемости и включает штамп и металлическую вертикальную трубу, погруженную в грунт соосно армирующему щебеночному элементу длиной равной его длине вертикальную трубу диаметром равным шагу щебеночных элементов расположенных равномерно на равном расстоянии от трубы с образованием в трубе вокруг щебеночного элемента уплотненного и естественного слоев грунта, при этом в трубе смонтированы глубинные марки, марки измерения горизонтальных перемещений, размещенные под подошвой штампа мессдозы для измерения вертикального давления и мессдозы для измерения горизонтального давления в грунте, которые соединены с приборами наблюдения, расположенными в кессон-камере с возможностью определения параметров грунта для вычисления модуля деформации с последующим определением сжимаемости массива грунта. При этом для повышения точности измерений труба может быть выполнена из металла с внутренним антифрикционным слоем, например, из фторопласта, а также труба может иметь щелевидные отверстия (перфорацию) для фильтрации грунтовой воды при проведении испытаний.The proposed device differs from the known one in a design that allows testing directly in an array of reinforced soil and judging by its compressibility, and includes a stamp and a metal vertical pipe immersed in soil coaxially with a reinforcing crushed stone element with a length equal to its length and a vertical pipe with a diameter equal to the pitch of crushed stone elements located uniformly at an equal distance from the pipe with the formation in the pipe around the gravel element compacted and natural layers g a rune, while the depth marks are mounted in the pipe, horizontal movement measuring marks placed under the sole of the stamp of the pressure gauge for measuring vertical pressure and pressure gauge for measuring horizontal pressure in the ground, which are connected to observation instruments located in the caisson chamber with the ability to determine soil parameters for calculating the deformation modulus, followed by determining the compressibility of the soil mass. At the same time, to increase the accuracy of measurements, the pipe can be made of metal with an internal antifriction layer, for example, fluoroplastic, and the pipe can also have slit-like openings (perforation) for filtering ground water during testing.

Технический результат данного технического решения заключается в повышении достоверности и точности испытания слабых армированных грунтов и упрощении производства работ за счет возможности непосредственно при производстве работ п подготовке основания для возведения фундамента проводить испытания и по испытаниям одной щебеночной сваи, судить о сжимаемости всего армированного массива грунта, а также позволит упростить процесс испытания и снизить себестоимость работ за счет сокращения материальных и трудовых затрат и улучшения технологичности проводимых экспериментальных работ. 4The technical result of this technical solution consists in increasing the reliability and accuracy of testing weak reinforced soils and simplifying the work due to the possibility, directly during the work and preparing the foundation for the foundation, to conduct tests and tests of one crushed stone pile, to judge the compressibility of the entire reinforced soil mass, and will also simplify the testing process and reduce the cost of work by reducing material and labor costs and improving technology The consistency of ongoing experimental work. four

На фиг. 1 представлено устройство для испытания массива слабого грунта; фиг. 2 - вид А фиг. 1; фиг. 3 - схема испытания массива слабого грунта, армированного щебеночными вертикальными элементами.In FIG. 1 shows a device for testing an array of soft soil; FIG. 2 is a view A of FIG. one; FIG. 3 is a diagram of a test of an array of weak soil reinforced with crushed stone vertical elements.

Устройство для испытания массива армированного грунта включает штамп 1, массив грунта армированный жесткими вертикальными армирующими щебеночными элементами 2, расположенными в шахматном порядке. Вокруг каждого армирующего щебеночного элемента образован слой уплотненного грунта 3, граничащий со слоем естественным грунта 4. Испытывать армированный массив целиком невозможно из-за больших размеров и недостижимости при испытаниях уровня нагружения такого массива соответствующими проектными нагрузками. Поэтому для испытаний выбирают центральную область армированного массива, в котором напряженно-деформированное состояние грунта условно стабильно. Выбранный испытуемый участок ограждают путем погружения в грунт соосно вертикальному щебеночному элементу 2 и равной его длине металлической трубы 5, диаметр, которой равен шагу щебеночных элементов, расположенных равномерно на равном расстоянии от трубы, таким образом чтобы внутри трубы разместился и уплотненный слой 3 и слой естественного грунта 4, равной глубине залегания жестких вертикальных армирующих элементов. Труба 7 может быть выполнена металлической и погружена в грунт задавливанием, забивкой или завинчиванием таким образом, чтобы геометрический центр вертикального щебеночного армирующего элемента 2 совпал с центром внутренней окружности трубы. Внутреннюю поверхность трубы 5 покрывают материалом, минимизирующим трение по ее поверхности (например, фторопластом). В стенках трубы 7 выполняют щели или перфорацию для фильтрации грунтовой воды при проведении испытаний. Внутри трубы 5, по крайней мере в трех точках по всей глубине жесткого вертикального армирующего щебеночного элемента 2 размещают глубинные марки для измерения вертикальных 6 и горизонтальных перемещений 7 по глубине элемента армированного массива. Для измерения горизонтальных перемещений рядом с трубой 5 устраивают кессон-камеру для размещения горизонтальных марок и приборов наблюдения. Кроме того, жесткий вертикальный армирующий щебеночный элемент 2 оборудуют приборами для измерения давления в грунте мессдозами 8 и 9, устанавливаемыми под подошвой штампа и по глубине массива на уровнях установки глубинных марок 6. Нагрузку передают на верх образца с помощью штампа 1. Испытания ведут как обычные штамповые испытания согласно ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости». Обработку результатов производят как для компрессионного сжатия грунта в соответствии с формулами ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости» для слоев грунта, соответствующих глубине установки глубинных марок.A device for testing an array of reinforced soil includes a stamp 1, an array of soil reinforced with rigid vertical reinforcing crushed stone elements 2 arranged in a checkerboard pattern. Around each reinforcing crushed stone element is formed a layer of compacted soil 3 bordering a layer of natural soil 4. It is impossible to test the whole reinforced mass due to the large size and unattainability when testing the level of loading of such an mass with the corresponding design loads. Therefore, for testing, the central region of the reinforced massif is selected, in which the stress-strain state of the soil is conditionally stable. The selected test site is fenced by immersion in the soil coaxially to the vertical gravel element 2 and equal to its length of the metal pipe 5, the diameter of which is equal to the pitch of the gravel elements evenly spaced at an equal distance from the pipe, so that the compacted layer 3 and the natural layer are placed inside the pipe soil 4, equal to the depth of hard vertical reinforcing elements. The pipe 7 can be made of metal and immersed in the ground by crushing, driving or screwing so that the geometric center of the vertical crushed stone reinforcing element 2 coincides with the center of the inner circumference of the pipe. The inner surface of the pipe 5 is covered with a material that minimizes friction on its surface (for example, fluoroplastic). Slots or perforations are performed in the walls of the pipe 7 to filter groundwater during testing. Inside the pipe 5, at least three points along the entire depth of the rigid vertical reinforcing crushed stone element 2 place depth marks for measuring vertical 6 and horizontal displacements 7 along the depth of the element of the reinforced massif. To measure horizontal movements, a caisson chamber is arranged next to the pipe 5 for placement of horizontal marks and observation devices. In addition, a rigid vertical reinforcing crushed stone element 2 is equipped with gauges for measuring pressure in the soil with mass doses 8 and 9, which are installed under the sole of the stamp and along the depth of the array at the installation levels of depth grades 6. The load is transferred to the top of the specimen using stamp 1. The tests are carried out as usual stamp tests according to GOST 20276-2012 "Soils. Field methods for characterizing strength and deformability. " Processing of the results is carried out both for compression compression of the soil in accordance with the formulas GOST 12248-2010 “Soils. Laboratory methods for determining the characteristics of strength and deformability "for soil layers corresponding to the depth of installation of deep grades.

Обработку результатов испытаний проводят следующим образом.Processing the test results is as follows.

Модуль деформации E, МПа, в интервале давлений p_i и p_i+1 вычисляют с точностью 0,1 МПа по формулам (5.27-5.29) ГОСТ 20276-2012 «Грунты. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости»:The deformation modulus E, MPa, in the pressure range p _i and p _{i + 1 is} calculated with an accuracy of 0.1 MPa according to the formulas (5.27-5.29) GOST 20276-2012 “Soils. Field methods for determining the strength and deformability characteristics:

илиor

где ε_i и ε_i+1 - значения относительного сжатия, соответствующие давлениям p_i и p_i+1, определяемые по глубинным маркам. Давления p_i и p_i+1 определяются по мессдозам.where ε _i and ε _{i + 1} are the values of relative compression corresponding to pressures p _i and p _{i + 1} , determined by depth marks. The pressures p _i and p _{i + 1 are} determined by mass doses.

m₀ - коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления от p_i до p_i+1,m ₀ is the compressibility coefficient corresponding to the pressure interval from p _i to p _{i + 1} ,

β - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формулеβ - coefficient taking into account the absence of lateral expansion of the soil in the compression device and calculated by the formula

где ν - коэффициент поперечной деформации, определяемый по результатам измерения поперечной (горизонтальной) деформации по глубинным маркам.where ν is the transverse strain coefficient, determined by measuring the transverse (horizontal) strain by depth marks.

Коэффициенты дофильтрационной консолидации, фильтрационной консолидации и вторичной консолидации вычисляют согласно «Приложения Н» ГОСТ 12248-2010 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости».The coefficients of pre-filtration consolidation, filtration consolidation and secondary consolidation are calculated according to “Appendix N” GOST 12248-2010 “Soils. Laboratory methods for characterizing strength and deformability. "

Конструкция предлагаемого устройства позволяет одновременно снимать значения параметров, по которым можно определить значение модуля деформации армированного основания и необходимость дополонительного армирования для строительства фундаментов в зависимости от вертикальной эксплуатационной нагрузки на основание.The design of the proposed device allows you to simultaneously take the values of the parameters by which you can determine the value of the deformation modulus of the reinforced base and the need for additional reinforcement for the construction of foundations depending on the vertical operational load on the base.

Предлагаемое устройство для испытания грунтов позволит определять деформируемость основания на слабых грунтах, армированных вертикальными щебеночными элементами на любой стадии строительства зданий, сооружений на месте с высокой точностью, что дает возможность усилить фундамент или снизить нагрузки на фундамент после его устройства.The proposed device for testing soils will allow you to determine the deformability of the base on soft soils reinforced with vertical gravel elements at any stage of construction of buildings, structures in place with high accuracy, which makes it possible to strengthen the foundation or reduce the load on the foundation after its installation.

Источники информации:Information sources:

1. Сафин Д.Р. "Экспериментальные исследования НДС слабых водонасыщенных глинистых грунтов, армированных вертикальными элементами", УДК 624.151.2, Казань, 2014 год.1. Safin D.R. "Experimental studies of the VAT of weak water-saturated clay soils reinforced with vertical elements", UDC 624.151.2, Kazan, 2014.

Claims

1. A device for testing a mass of weak soil reinforced with staggered vertical gravel elements arranged in a staggered manner by compressing the sample with a stamp, characterized in that the device comprises a coaxial reinforcing gravel element, interacting with the stamp and immersed vertically in the ground, with a length equal to its length , a pipe with a diameter equal to the pitch of the crushed stone elements in the array, located evenly at an equal distance from the pipe with the formation around the crushed stone element in the pipe compacted and natural layers of soil, while deep marks are mounted in the pipe, horizontal displacement measuring marks placed under the sole of the stamp of the pressure gauge for measuring vertical pressure and pressure gauge for measuring horizontal pressure in the ground, with the possibility of determining soil parameters.

2. The device according to claim 1, characterized in that the pipe is made of metal with an internal antifriction layer, for example, fluoroplastic.

3. The device according to claim 1, characterized in that slit-like openings are made in the pipe wall.