RU2301983C1 - Способ испытания грунтов статическим зондированием - Google Patents
Способ испытания грунтов статическим зондированием Download PDFInfo
- Publication number
- RU2301983C1 RU2301983C1 RU2005137095/28A RU2005137095A RU2301983C1 RU 2301983 C1 RU2301983 C1 RU 2301983C1 RU 2005137095/28 A RU2005137095/28 A RU 2005137095/28A RU 2005137095 A RU2005137095 A RU 2005137095A RU 2301983 C1 RU2301983 C1 RU 2301983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indenter
- soil
- pyramidal indenter
- pyramidal
- indentation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике. Сущность: вдавливают в грунт с постоянной скоростью индентор, закрепленный на штанге. Непрерывно регистрируют глубину вдавливания индентора и силу сопротивления грунта вдавливанию индентора и рассчитывают показатели характеристик грунта на заданной глубине. Используют индентор, имеющий форму правильной трехгранной пирамиды и возможность поворота относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги. Вдавливание пирамидального индентора производят сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги с непрерывной регистрацией угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги. По результатам измерений рассчитывают: удельное сопротивление грунта вдавливанию пирамидального индентора, модуль упругости грунта, предельное сопротивление грунта сдвигу, удельную работу трещинообразования грунта, магнитный азимут направления ослабления грунта на заданной глубине испытания. Технический результат: увеличение точности и достоверности испытаний и сокращение трудозатрат. 7 ил.
Description
Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения физико-механических характеристик грунтов, в т.ч. деформационных и прочностных, и дисперсных материалов и может быть использовано для контроля однородности грунтов, почв и строительных растворов.
Известны:
- способ определения удельного сопротивления почвы смятию [Патент РФ на изобретение №2139516, G01N 3/42], включающий регистрацию величины нагрузки Р, обеспечивающей погружение плунжера в почву, определение объема V почвы, смятой при этом плунжером, и вычисление отношения нагрузки Р, погружающей плунжер в почву, к объему V смятой почвы, при этом используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения φ материала плунжера о почву, измеряют длину L внедренной в почву части, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по предложенной расчетной формуле;
- способ определения модуля деформации [Патент РФ на изобретение №2145655, G01N 3/42, E02D 1/00], включающий вдавливание заданной нагрузки в исследуемый материал жесткого конуса и измерение его перемещений в процессе внедрения в материал. Модуль деформации определяют по измеренным параметрам согласно предложенной расчетной формуле. При этом используют данные статических испытаний материала в пределах его линейной деформации.
Эти известные способы испытания грунтов малоэффективны, т.к. имеют следующие недостатки:
- малоинформативны, т.к. позволяют определять только один параметр - суммарное сопротивление грунта вдавливанию зонда по лобовой поверхности индентора и боковой поверхности зонда;
- не позволяют воспринимать и измерять циклическое сопротивление грунтов, которое, как известно, возникает при их нагружении [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Новые результаты компрессионных испытаний. - Проект. - М., 1995, №2-3. - С.76-77; Кравченко Э.В., Ляшенко П.А., Денисенко В.В. О методах испытания грунтов с постоянной скоростью нагружения. Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3. - М., Академия наук о Земле, 2002. - С.133-135; Ляшенко П.А., Демченко В.А., Денисенко В.В. Анализ энергии деформации грунта при одноосном сжатии образца. Сборник научных трудов КубГАУ. - Краснодар, КубГАУ, 2003. - С.159-165];
- не позволяют измерять и учитывать горизонтальную составляющую реакцию грунта, которая возникает на лобовой поверхности индентора, жестко закрепленного на штанге зонда, и которая искажает получаемые характеристики грунта;
- не позволяют определять пространственное ослабление (анизотропию) прочности грунтов в горных массивах;
- позволяют получать на каждой глубине испытания только одно значение сопротивления грунта вдавливанию зонда и для повышения достоверности и точности результатов требуется проведение нескольких испытаний в близлежащих точках испытываемой площадки, что увеличивает трудоемкость и стоимость изысканий.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ испытания грунтов статическим зондированием [ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием, п.5 (прототип)], включающий вдавливание в грунт с постоянной скоростью конусного наконечника - индентора, закрепленного на штанге зонда, непрерывную регистрацию глубины вдавливания индентора и силы суммарного сопротивления грунта вдавливанию индентора и штанги зонда и расчет показателей характеристик грунта.
Этот известный способ испытания грунтов также малоэффективен, т.к. имеет следующие недостатки:
- малоинформативен, т.к. позволяет определять только один параметр - суммарное сопротивление грунта вдавливанию зонда по лобовой поверхности индентора и боковой поверхности зонда;
- не позволяет воспринимать и измерять циклическое сопротивление грунтов, которое, как известно, возникает при их нагружении;
- не позволяет измерять и учитывать горизонтальную составляющую реакцию грунта, которая возникает на лобовой поверхности индентора, жестко закрепленного на штанге зонда, и которая искажает получаемые характеристики грунта;
- не позволяет определять пространственное ослабление (анизотропию) прочности грунтов в горных массивах;
- позволяет получать на каждой глубине испытания только одно значение сопротивления грунта вдавливанию зонда и для повышения достоверности и точности результатов требует проведения нескольких испытаний в близлежащих точках испытываемой площадки, что увеличивает трудоемкость и стоимость изысканий.
Задача изобретения - увеличение числа, точности и достоверности характеристик грунтов, получаемых при одном испытании в горном массиве (повышение информативности при одном испытании грунтов) и сокращение трудозатрат на их определение.
Указанная цель достигается тем, что, в отличие от известного способа испытания грунтов, в заявляемом способе испытания грунтов статическим зондированием, включающем вдавливание в грунт с постоянной скоростью индентора, закрепленного на штанге, непрерывную регистрацию глубины вдавливания индентора и силы сопротивления грунта вдавливанию индентора и расчет показателей характеристик грунта на заданной глубине, используют индентор, имеющий форму правильной трехгранной пирамиды и возможность поворота относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги, причем вдавливание пирамидального индентора производят сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги с непрерывной регистрацией угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги, а по результатам измерений рассчитывают:
- удельное сопротивление грунта вдавливанию пирамидального индентора R, кПа, по формуле
- модуль упругости грунта Ее, МПа, по формуле
- предельное сопротивление грунта сдвигу τs, кПа, по формуле
- удельную работу трещинообразования грунта σγ, Дж/м2, по формуле
- магнитный азимут направления ослабления грунта на заданной глубине испытания К, град, по формуле
где n и i - соответственно число циклов и номер цикла изменения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора на заданной глубине испытания;
ΔPzei - приращение вертикальной составляющей Pz на участке возрастания циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, Н;
kΔ - коэффициент, учитывающий треугольную форму основания пирамидального индентора (определяется в независимом эксперименте);
ΔN1ei - приращение нормальной составляющей N1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-й грани (грани, которая противоположна 1-ой точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;
μ - коэффициент поперечной деформации грунта (коэффициент Пуассона) (для конкретного грунта определяется в независимом эксперименте);
АΔ - площадь одной любой боковой грани пирамидального индентора, имеющего форму правильной трехгранной пирамиды, м2;
Δu1ei - приращение линейного перемещения u1 1-ой точки треугольного основания пирамидального индентора (точки, лежащей на биссектрисе угла при его первой вершине) на участке возрастания циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, м;
α - угол наклона любой боковой грани к главной оси пирамидального индентора, имеющего форму правильной трехгранной пирамиды, град;
ΔT1ri - приращение тангенциальной (сдвигающей) составляющей T1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-ой грани (грани, которая противоположна 1-ой точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, Н;
ΔPzri - приращение вертикальной составляющей Рz циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, Н;
ΔFri - приращение площади трещины отрыва грунта на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, м2;
κi - угол падения плоскости основания пирамидального индентора на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, град. Значение κi определяется решением трансцендентного уравнения (6) численным путем (подбором значений с заданной точностью)
где u1ri, u2ri и u3ri - линейные перемещения соответственно 1-ой, 2-ой и 3-ей точек треугольного основания пирамидального индентора (точек, лежащих на биссектрисах углов при его вершинах на одинаковых расстояниях от них) на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, м;
где ωi - угол наклона главной оси пирамидального индентора к продольной оси штанги на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, град;
где lu - расстояние между 1-й и 2-й, 2-й и 3-й, 3-й и 1-й точками измерения линейных перемещений соответственно u1, u2 и u3 основания пирамидального индентора, м;
где
где ΔN1ri - приращение нормальной составляющей N1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-ой грани (грани, которая противоположна 1-ой точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, Н;
где Δu1ri - приращение линейного перемещения u1 1-ой точки треугольного основания пирамидального индентора (точки, лежащей на биссектрисе угла при его первой вершине) на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-ом цикле ее измерения, м;
h - высота пирамидального индентора, м;
l - длина стороны основания пирамидального индентора, м.
Перечисленная совокупность отличительных признаков заявляемого способа испытания грунтов статическим зондированием отличает его от прототипа и обуславливает соответствие предлагаемого способа критерию "новизна".
Поскольку известных решений со сходными признаками не обнаружено, можно сделать вывод, что заявляемый способ испытания грунтов статическим зондированием обладает существенными отличиями и новизной и обеспечивает достижение нового положительного эффекта.
Способ испытания грунтов статическим зондированием реализуется с помощью известных устройств для испытания грунтов, например с помощью устройства для статического зондирования [Авт.св. СССР на изобретение №250520, G01L], состоящего из индентора, закрепленного на выдвижном сердечнике штанги, механизма для вдавливания индентора и блоков непрерывного измерения и регистрации глубины вдавливания индентора и силы сопротивления грунта вдавливанию индентора. У этого известного устройства для испытания грунтов используют индентор, имеющий форму правильной трехгранной пирамиды и возможность поворота относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги.
Пояснения к предлагаемому способу испытания грунтов статическим зондированием и один из вариантов конструкции устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертежах, где на:
фиг.1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа испытания грунтов статическим зондированием;
фиг.2 - схема крепления пирамидального индентора на выдвижном сердечнике штанги с помощью шарнира, обеспечивающего возможностью поворота пирамидального индентора относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги, и размещения в штанге измерителя угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги (вид сбоку);
фиг.3 - схема размещения в штанге измерителя угла поворота пирамидального индентора, выполненного в виде трех датчиков линейного перемещения (вид сверху);
фиг.4 - схема положения пирамидального индентора при вдавливании в грунт с предотвращением возможности его поворота относительно штанги;
фиг.5 - схема положения пирамидального индентора при вдавливании в грунт без предотвращения возможности его поворота относительно штанги в момент, когда под действием горизонтальной составляющей реакции грунта пирамидальный индентор повернулся относительно штанги, в сторону ослабления прочности грунта до наступления равенства сил на боковых гранях пирамидального индентора;
фиг.6 - схема расположения на основании пирамидального индентора точек, в которых производится измерение его перемещения в начальный (сплошной жирной линией) и i-ый момент (тонкой штрихпунктирной линией) вдавливания пирамидального индентора в грунт;
фиг.7 - график циклически изменяющегося сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора.
Устройство для реализации способа испытания грунтов стаическим зондированием состоит из индентора - пирамидального индентора 1, закрепленного на выдвижном сердечнике 2 пустотелой штанги 3, механизма 4 для вдавливания пирамидального индентора, блока 5 для непрерывного измерения и регистрации глубины вдавливания пирамидального индентора, блока 6 для непрерывного измерения и регистрации силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора и блока 7 для непрерывной регистрации угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги.
Пирамидальный индентор 1 имеет:
- форму правильной трехгранной пирамиды, которая закреплена своим основанием на выдвижном сердечнике 2 штанги 3 с помощью шарнира 8, обеспечивающего возможность поворота пирамидального индентора относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги;
- угол наклона боковых граней к главной оси 15-40°, высоту не менее 35 мм и длину стороны основания не менее 35 мм.
Над основанием пирамидального индентора в штанге 3 установлен измеритель 9 угла поворота пирамидального индентора 1, выполненный, например, в виде трех датчиков линейного перемещения №1, №2 и №3, равномерно размещенных друг от друга соответственно в 1-ой, 2-ой и 3-ей точках треугольного основания пирамидального индентора, лежащих на биссектрисах углов при его вершинах B1, В2 и В3 на одинаковых расстояниях от них (см. фиг.6).
Способ испытания грунтов статическим зондированием осуществляется следующим образом.
На заданной глубине испытания грунта с помощью механизма 4 производят вдавливание пирамидального индентора 1 на всю его высоту с постоянной скоростью до 1,5 м/мин и с предотвращением возможности поворота пирамидального индентора 1 относительно штанги 3. Для этого вдавливающее усилие прикладывают на штангу 3, которая при этом смещается относительно сердечника 2, упирается в основание пирамидального индентора 1 и вдавливает пирамидальный индентор 1 в грунт, предотвращая возможность его поворот относительно штанги 3 (см. фиг.4).
Затем производят вдавливание пирамидального индентора 1 еще на 5-10 мм с постоянной скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги 3 с непрерывной регистрацией глубины вдавливания пирамидального индентора 1, силы сопротивления грунта и угла поворота главной оси пирамидального индентора 1 относительно продольной оси штанги 3. Возможность поворота пирамидального индентора 1 относительно штанги 3 обеспечивается путем перевода вдавливающего усилия на сердечник 2, который при этом выдвигается относительно штанги 3, создает зазор между основанием пирамидального индентора 1 и торцом штанги 3 и через шарнир 8 передает вдавливающее усилие на пирамидальный индентор 1.
Перед вдавливанием пирамидального индентора на заданной глубине испытания фиксируют (ориентируют) положение вершин B1, B2 и В3 его основания и соответственно датчиков линейных перемещений №1, №2 и №3, измеряющих перемещения соответственно точек 1, 2 и 3 основания пирамидального индентора, относительно частей света, например относительно "востока".
При вдавливании пирамидального индентора 1 с постоянной скоростью без предотвращения возможности его поворота относительно штанги из-за дисперсности и неоднородности грунта, наличия в грунте микро- и макропор и появления трещин перед пирамидальным индентором:
- сопротивление грунта вдавливанию пирамидального индентора изменяется циклически, то возрастает до максимального значения (на малом участке перемещения пирамидального индентора Δuei, сравнимом по размерам с неоднородностью грунта), то снижается до минимального значения (также на малом участке перемещения пирамидального индентора Δuri), затем вновь то увеличивается, то уменьшается и т.д. (см. фиг.7). При этом уменьшение сопротивления грунта объясняется его разрушением сдвигом или трещинами [Ляшенко П.А. Микроструктурная деформируемость глинистых грунтов. - Краснодар, Изд-во КубГАУ, 2001. - 123 с.; Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Новые результаты компрессионных испытаний. - Проект. - М., 1995, №2-3. - С.76-77; Кравченко Э.В., Ляшенко П.А., Денисенко В.В. О методах испытания грунтов с постоянной скоростью нагружения. Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3. - М., Академия наук о Земле, 2002. - С.133-135; Ляшенко П.А., Демченко В.А., Денисенко В.В. Анализ энергии деформации грунта при одноосном сжатии образца. Сборник научных трудов КубГАУ. - Краснодар, КубГАУ, 2003. - С.159-165]. Разрушение сдвигом отражается примерно одинаковыми значениями Δuri, а разрушение трещинами отражается значениями, которые значительно (на 30% и более) превышают среднее значение Δuri;
- на боковых гранях пирамидального индентора 1 возникает нормальная составляющая силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора, которая поворачивает пирамидальный индентор 1 на шарнире 8 относительно штанги 3, в сторону ослабления прочности грунта до наступления равенства моментов сил, действующих на боковых гранях пирамидального индентора 1 (см. фиг.5 и 6).
При этом, если линейное перемещение u1 1-ой точки треугольного основания пирамидального индентора меньше линейного перемещения u2 его 2-ой точки или линейного перемещения u3 его 3-ей точки, то производят перенумерацию точек измерения линейных перемещений пирамидального индентора и соответственно датчиков линейных перемещений таким образом, чтобы соблюдалось u1>u2>u3.
В процессе испытания грунта регистрацию глубины вдавливания пирамидального индентора производят с дискретностью не более 0,02 мм, регистрацию силы вдавливания пирамидального индентора производят с дискретностью не более 2,5 Н, регистрацию угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги производят с дискретностью не более 0,02° и т.о. на заданной глубине испытания грунта на субмиллиметровом уровне измерений регистрируется большое количество результатов измерений (от 250 до 500), что обеспечивает повышение точности и достоверности характеристик грунта, получаемых при одном испытании.
По результатам, полученным на заданной глубине испытания, рассчитывают различные физико-механические характеристики грунта, в т.ч. с помощью предложенных в заявляемом способе испытании грунтов расчетных формул те характеристики, которые известными способа испытаний грунтов не определяются: удельное сопротивление грунта вдавливанию пирамидального индентора - по формуле (1), модуль упругости грунта - по формуле (2), предельное сопротивление грунта сдвигу - по формуле (3), удельную работу трещинообразования грунта - по формуле (4), магнитный азимут направления ослабления грунта на заданной глубине испытания - по формуле (5).
Аналогичным образом производят испытание и расчет физико-механических характеристик грунта на других глубинах (уровнях залегания грунта) в данной точке испытания на исследуемой площадке изысканий.
Таким образом, новые технологические элементы заявляемого способа испытания грунтов статическим зондированием создают новые полезные технологические эффекты, в частности:
1. Испытание грунта пирамидальным индентором:
- за счет наличия плоских граней, контактирующих с испытываемых грунтом, позволяет рассчитывать: модуль упругости грунта по предлагаемой расчетной формуле (2), выведенной на основе известной формулы Ф.Шлейхера и др. [Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М., Высшая школа, 1983. - 288 с., стр.175-177], и предельное сопротивление грунта сдвигу по предлагаемой расчетной формуле (3);
- инициирует в грунте трещину, плоскость которой проходит по главной оси пирамидального индентора и биссектрисе угла при 1-ой вершине B1 треугольного основания пирамидального индентора (вершине, имеющей наибольшее линейное перемещение u1 под действием силы, вдавливающей пирамидальный индентор в грунт), что позволяет с высокой достоверностью определять приращение площади этой трещины и рассчитывать работу трещинообразования грунта по предлагаемой расчетной формуле (4).
2. Вдавливание пирамидального индентора 1 в грунт без предотвращения возможности его поворота на шарнире 8 относительно штанги 3:
- уравновешивает реакцию грунта на боковых гранях пирамидального индентора и т.о. повышает достоверность определения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора и соответственно повышает достоверность всех характеристик грунта, определяемых с помощью данного способа испытания грунтов;
- позволяет при одном испытании определять направление ослабления прочности грунта по предлагаемой формуле (5) на заданной и всей глубине испытания горного массива.
3. Вдавливание пирамидального индентора 1 в грунт с постоянной скоростью сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги повышает сохранность природного сложения испытываемого грунта, а непрерывная регистрация не только глубины вдавливания пирамидального индентора 1 и силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора, но и угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги 3 обеспечивает получение на субмиллиметровом уровне измерений большого количества результатов измерений в одном испытании, что повышает точность получаемых характеристик грунта в одном испытании.
Заявляемый способ испытания грунтов статическим зондированием увеличивает число, точность и достоверность определяемых характеристик грунтов при одном испытании, сокращает трудозатраты их определения, позволяет определять направление ослабления (анизотропию) прочности грунтов на заданной и всей глубине испытания горного массива и таким образом создает определенные практический и экономический эффекты.
Claims (1)
- Способ испытания грунтов статическим зондированием, включающий вдавливание в грунт с постоянной скоростью индентора, закрепленного на штанге, непрерывную регистрацию глубины вдавливания индентора и силы сопротивления грунта вдавливанию индентора и расчет показателей характеристик грунта на заданной глубине, отличающийся тем, что используют индентор, имеющий форму правильной трехгранной пирамиды и возможность поворота относительно штанги в любую сторону в любой плоскости, проходящей через продольную ось штанги, причем вдавливание пирамидального индентора производят сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги с непрерывной регистрацией угла поворота главной оси пирамидального индентора относительно продольной оси штанги, а по результатам измерений рассчитывают:удельное сопротивление грунта вдавливанию пирамидального индентора R, кПа, по формуле
модуль упругости грунта Ее, МПа, по формуле
предельное сопротивление грунта сдвигу τs, кПа, по формуле
удельную работу трещинообразования грунта σγ, Дж/м2, по формуле
магнитный азимут направления ослабления грунта на заданной глубине испытания К, град., по формулеКi=180-ki,где n и i - соответственно число циклов и номер цикла изменения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора на заданной глубине испытания;ΔPzei - приращение вертикальной составляющей Pz на участке возрастания циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;- приращение среднего арифметического значения линейных перемещений u1, u2 и u3 соответственно 1-й, 2-й и 3-й точек треугольного основания пирамидального индентора (точек, лежащих на биссектрисах углов при его вершинах на одинаковых расстояниях от них) на участке возрастания циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м;
kΔ - коэффициент, учитывающий треугольную форму основания пирамидального индентора (определяется в независимом эксперименте);ΔN1ei - приращение нормальной составляющей N1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-й грани (грани, которая противоположна 1-й точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;μ - коэффициент поперечной деформации грунта (коэффициент Пуассона) (для конкретного грунта определяется в независимом эксперименте);АΔ - площадь одной любой боковой грани пирамидального индентора, имеющего форму правильной трехгранной пирамиды, м2;Δu1ei - приращение линейного перемещения u1 1-й точки треугольного основания пирамидального индентора (точки, лежащей на биссектрисе угла при его первой вершине) на участке возрастания циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м;α - угол наклона любой боковой грани к главной оси пирамидального индентора, имеющего форму правильной трехгранной пирамиды, град.;ΔT1ri - приращение тангенциальной (сдвигающей) составляющей T1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-й грани (грани, которая противоположна 1-й точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;ΔPzri - приращение вертикальной составляющей Pz циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;- приращение среднего арифметического значения линейных перемещений u1, u2 и u3 соответственно 1-й, 2-й и 3-й точек треугольного основания пирамидального индентора (точек, лежащих на биссектрисах углов при его вершинах на одинаковых расстояниях от них) на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м;
ΔFri - приращение площади трещины отрыва грунта на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м2;ki - угол падения плоскости основания пирамидального индентора на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, град., значение кi определяется решением трансцендентного уравнения численным путем (подбором значений с заданной точностью)
где u1ri, u2ri и u3ri - линейные перемещения соответственно 1-й, 2-й и 3-й точек треугольного основания пирамидального индентора (точек, лежащих на биссектрисах углов при его вершинах на одинаковых расстояниях от них) на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м;ΔPzei=ΔPeicosωi; ΔРri=ΔРricosωi,где ωi - угол наклона главной оси пирамидального индентора к продольной оси штанги на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, град.;
где 1u - расстояние между 1-й и 2-й, 2-й и 3-й, 3-й и 1-й точками измерения линейных перемещений соответственно u1, u2 и u3 основания пирамидального индентора, м;
где
где ΔN1ri - приращение нормальной составляющей N1 циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора к его 1-й грани (грани, которая противоположна 1-й точке линейного перемещения u1 основания пирамидального индентора) на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, Н;
где Δu1ri - приращение линейного перемещения u1 1-й точки треугольного снования пирамидального индентора (точки, лежащей на биссектрисе угла при его первой вершине) на участке снижения циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию пирамидального индентора в i-м цикле ее измерения, м;h - высота пирамидального индентора, м;l - длина стороны основания пирамидального индентора, м.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005137095/28A RU2301983C1 (ru) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Способ испытания грунтов статическим зондированием |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005137095/28A RU2301983C1 (ru) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Способ испытания грунтов статическим зондированием |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2301983C1 true RU2301983C1 (ru) | 2007-06-27 |
Family
ID=38315593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005137095/28A RU2301983C1 (ru) | 2005-11-29 | 2005-11-29 | Способ испытания грунтов статическим зондированием |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2301983C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481575C2 (ru) * | 2011-07-22 | 2013-05-10 | Лев Николаевич Бурков | Способ измерения продольного сопротивления почвы рабочим органам с-х машин |
| RU2509294C1 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ определения удельного сцепления грунтов |
| RU2726092C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-07-09 | Нурби Хусинович Кятов | Устройство для статического зондирования грунта |
| RU2775106C1 (ru) * | 2021-09-27 | 2022-06-28 | Нурби Хусинович Кятов | Устройство для зондирования грунта |
-
2005
- 2005-11-29 RU RU2005137095/28A patent/RU2301983C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481575C2 (ru) * | 2011-07-22 | 2013-05-10 | Лев Николаевич Бурков | Способ измерения продольного сопротивления почвы рабочим органам с-х машин |
| RU2509294C1 (ru) * | 2012-10-19 | 2014-03-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Способ определения удельного сцепления грунтов |
| RU2726092C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-07-09 | Нурби Хусинович Кятов | Устройство для статического зондирования грунта |
| RU2775106C1 (ru) * | 2021-09-27 | 2022-06-28 | Нурби Хусинович Кятов | Устройство для зондирования грунта |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kuwano et al. | On the applicability of cross-anisotropic elasticity to granular materials at very small strains | |
| Zhang et al. | Characterization of the mechanical properties of a claystone by nano-indentation and homogenization | |
| Di Benedetto et al. | Stiffness of bituminous mixtures using ultrasonic wave propagation | |
| Yazdandoust | Laboratory evaluation of dynamic behavior of steel-strip mechanically stabilized earth walls | |
| Reuter et al. | Comparing measurements of snow mechanical properties relevant for slab avalanche release | |
| US4047425A (en) | Testing device for measuring lateral pressure induced on a material by a vertical applied pressure | |
| Togashi et al. | Determining anisotropic elastic parameters of transversely isotropic rocks through single torsional shear test and theoretical analysis | |
| Miller et al. | Desiccation crack depth and tensile strength in compacted soil | |
| RU2301983C1 (ru) | Способ испытания грунтов статическим зондированием | |
| RU2750919C1 (ru) | Способ испытания грунтового основания сваей | |
| Stähler et al. | Liquefaction resistance by static and vibratory cone penetration tests | |
| Li et al. | Evaluation of soil fabric using elastic waves during load-unload | |
| Loginov et al. | Experimental and theoretical method for determining mechanical characteristics of soils under dynamic loads | |
| RU2280852C1 (ru) | Способ испытания грунтов | |
| Soltanbeigi et al. | Determination of passive failure surface geometry for cohesionless backfills | |
| Talesnick et al. | Development of a soil boundary friction meter: application to scale model testing | |
| Kang et al. | Modulus Properties of Granular Materials at Various Strain Levels from Repeated Load Triaxial Testing with Bender Elements | |
| Shaban et al. | Comparative analyses of granular pavement moduli measured from lightweight deflectometer and miniaturized pressuremeter tests | |
| Salgado | Experimental research on cone penetration resistance | |
| Mo | Centrifuge modelling and analytical solutions for the cone penetration test in layered soils | |
| Hampton et al. | A new dynamic indentation tool for rapid mechanical properties profiling and mapping | |
| Shim et al. | A critical examination of the Berkovich vs. conical indentation based on 3D finite element calculation | |
| Liu et al. | An new area function for sharp indenter tips in nanoindentation | |
| Kwon et al. | Smart geophysical characterization of particulate materials in a laboratory | |
| JP6449075B2 (ja) | サウンディング試験方法およびサウンディング試験装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071130 |