RU2569915C1 - Determination of soil density at compression tests - Google Patents
Determination of soil density at compression tests Download PDFInfo
- Publication number
- RU2569915C1 RU2569915C1 RU2014139936/28A RU2014139936A RU2569915C1 RU 2569915 C1 RU2569915 C1 RU 2569915C1 RU 2014139936/28 A RU2014139936/28 A RU 2014139936/28A RU 2014139936 A RU2014139936 A RU 2014139936A RU 2569915 C1 RU2569915 C1 RU 2569915C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- density
- sample
- specimen
- dried
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к определению физических характеристик грунтов, и может быть использовано при испытании образцов грунта в условиях невозможности бокового расширения (компрессионных испытаниях).The invention relates to the field of engineering geology, in particular to the determination of the physical characteristics of soils, and can be used when testing soil samples under conditions of the impossibility of lateral expansion (compression tests).
Известен «СПОСОБ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» RU 2328718 [1], заключающийся в том, что для определения характеристик грунта путем воздействия на него ударами поочередно поднимаемого и сбрасываемого тарированного груза с заданной высоты собирают контейнер, устанавливают его на жесткое неподвижное основание, загружают в него слой подготовленного к испытанию увлажненного образца грунта и устанавливают на него наковальню, а затем устанавливают на наковальню стержень с подвижным тарированным грузом и путем попеременного поднятия груза на заданную высоту и сбрасывания груза на наковальню заданным количеством ударов уплотняют этот слой образца грунта, а после обработки данных по необходимому количеству образцов устанавливают зависимость плотности скелета грунта от влажности и по графику этой зависимости определяют максимальную плотность скелета грунта (Y макс) и оптимальную влажность (W опт), при которой достигнута максимальная плотность.The well-known "METHOD OF LABORATORY DETERMINATION OF THE MAXIMUM DENSITY OF SOIL AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION" RU 2328718 [1], which consists in the fact that to determine the characteristics of the soil by impacts of it alternately lifted and dumped tared cargo from a given height collect the container, set it hard, set it fixed base, load into it a layer of a moistened soil sample prepared for testing and install an anvil on it, and then install a rod with a movable anvil This layer of soil sample is compacted with an arided load and by alternately lifting the load to a predetermined height and dropping the load onto the anvil with a specified number of strokes, and after processing the data on the required number of samples, the dependence of the density of the soil skeleton on moisture is established and the maximum density of the soil skeleton is determined from the schedule of this dependence ( Y max) and optimum humidity (W opt) at which the maximum density is reached.
Недостатками известной конструкции является неточность определения характеристик грунта, определяемая импульсным характером воздействия на грунт.The disadvantages of the known design is the inaccuracy in determining the characteristics of the soil, determined by the pulsed nature of the impact on the soil.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕСЧАНОГО ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ» RU 2098553 [2], включающий определение объема образца грунта, измерения производят на более чем двух ступенях давления (в одометре), причем при увеличении давления от ступени к ступени измеряют приращение деформации грунта (при измерении образцы выдерживают до стабилизации деформации).Closest to the claimed technical solution is the "METHOD FOR STABILIZING A SAND SOIL BASIS" RU 2098553 [2], including determining the volume of a soil sample, measurements are made at more than two pressure steps (in the odometer), and with increasing pressure from the step to the step, the strain increment is measured soil (during measurement, the samples are maintained until the deformation is stabilized).
Известный способ позволяет получить более точные и объективные измерения компрессионных параметров грунта по сравнению с [1].The known method allows to obtain more accurate and objective measurements of the compression parameters of the soil in comparison with [1].
Недостатком известного способа является невозможность определения взаимосвязи деформационных характеристик грунтов от показателей физических их свойств и, соответственно, узкая область применения способа.The disadvantage of this method is the inability to determine the relationship of the deformation characteristics of soils from indicators of their physical properties and, accordingly, the narrow scope of the method.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение области применения благодаря возможности определения плотности сухого грунта на всех ступенях давления без дополнительных операций и измерений.The technical result of the invention is the expansion of the scope due to the possibility of determining the density of dry soil at all pressure levels without additional operations and measurements.
Технический результат достигается тем, что способ определения плотности сухого грунта при компрессионных испытаниях, включающий определение объема основного образца грунта, измерения производят на более чем двух ступенях давления (в одометре), причем при увеличении давления от ступени к ступени измеряют приращение деформации грунта (при измерении образцы выдерживают до стабилизации деформации), характеризуется тем, что дополнительно изготавливают идентичный основному дополнительный образец, производят высушивание дополнительного идентичного образца грунта до установления постоянной массы, измеряют массу и объем высушенного образца грунта, рассчитывают начальную плотность высушенного грунта, затем определяют путем вычислений плотность грунта на всех ступенях давления.The technical result is achieved by the fact that the method of determining the density of dry soil during compression tests, including determining the volume of the main soil sample, measurements are performed at more than two pressure levels (in the odometer), and when the pressure increases from step to step, the soil strain increment is measured (when measuring the samples are maintained until the deformation is stabilized), characterized in that they additionally produce an additional identical sample identical to the main one, and additional dentichnogo soil sample until a constant weight was measured weight and volume of the dried soil sample, calculate the initial density of the dried soil is then determined by calculating the density of the soil at all pressure levels.
Высушивание образцов грунта можно производить при 105ºC до установления постоянной массы. Указанные параметры высушивания позволяют гарантированно удалить воду при малом разрушении исходной структуры образца.Drying of soil samples can be done at 105ºC until a constant weight is established. The indicated drying parameters make it possible to reliably remove water with little destruction of the initial structure of the sample.
Плотность грунта для всех значений давлений можно определять по формуле , где - начальная плотность сухого грунта; h0 - начальная высота образца грунта; Δh=hi-h0 - абсолютная деформация.The soil density for all pressure values can be determined by the formula where - initial density of dry soil; h 0 is the initial height of the soil sample; Δh = h i -h 0 is the absolute deformation.
Указанная формула позволяет определить плотность на всех ступенях давления при минимальном наборе вычисляемых параметров.This formula allows you to determine the density at all pressure levels with a minimum set of calculated parameters.
Характеристики деформационных свойств грунтов определяют по результатам испытаний образцов в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможность бокового их расширения при действии вертикального давления. Обычно используют приборы с нагружением образцов ступенями с выдержкой на каждой ступени давления до условной стабилизации деформаций. В процессе экспериментов на каждой ступени давления фиксируют деформации образца.The characteristics of the deformation properties of soils are determined by the results of tests of samples in compression devices (odometers), which exclude the possibility of lateral expansion under the action of vertical pressure. Usually, instruments are used with loading the samples in stages with holding at each pressure stage until the deformations are conditionally stabilized. During the experiments, deformations of the sample are recorded at each pressure stage.
Для определения коэффициента сжимаемости a0 и модуля деформации E по результатам испытания на каждой ступени вычисляют:To determine the compressibility coefficient a 0 and the deformation modulus E from the test results at each stage, calculate:
- абсолютную вертикальную деформацию образца грунта Δh;- absolute vertical deformation of the soil sample Δh;
- относительную вертикальную деформацию образца грунта - relative vertical deformation of the soil sample
- коэффициент пористости грунта ei при давлении pi по формуле- coefficient of porosity of the soil e i at a pressure p i according to the formula
где eo - начальный коэффициент пористости; pi - давление на образец;where e o is the initial coefficient of porosity; p i is the pressure on the sample;
Начальные значения физических характеристик грунта определяют расчетным путем по измеренным значениям массы m и объема V образца, массы сухого образца md и объема твердых частиц Vd:The initial values of the physical characteristics of the soil are determined by calculation from the measured values of the mass m and the volume V of the sample, the mass of the dry sample m d and the volume of solid particles V d :
- плотность сухого грунта- density of dry soil
- влажность грунта- soil moisture
- коэффициент пористости- porosity coefficient
- относительное содержание воздуха [1]- relative air content [1]
Из приведенных в (1 - 5) показателей физических характеристик грунтов на каждой ступени давления компрессионных испытаний определяется только коэффициент пористости по формуле (1). В процессе компрессионных испытаний образцов масса сухого грунта md остается постоянной.From the indicators of soil physical characteristics given in (1 - 5) at each pressure stage of compression tests, only the porosity coefficient is determined by the formula (1). During the compression testing of the samples, the dry soil mass m d remains constant.
Способ определения плотности сухого грунта ρd в процессе компрессионных испытаний заключается в том, что из исследуемого грунта изготавливают два идентичных образца. Один образец используют для определения физических характеристик грунта, в том числе начальной плотности сухого грунта ρd,0. Для этого определяют начальный объем образца V0, высушивают его при температуре 105ºC до установления постоянной массы, определяют массу высушенного образца md и вычисляют начальную плотность сухого грунта по формулеThe method for determining the density of dry soil ρ d during compression tests is that two identical samples are made from the test soil. One sample is used to determine the physical characteristics of the soil, including the initial density of dry soil ρ d, 0 . To do this, determine the initial volume of the sample V 0 , dry it at a temperature of 105 º C to establish a constant mass, determine the mass of the dried sample m d and calculate the initial density of dry soil by the formula
Второй образец помещают в металлический цилиндр компрессионного прибора, испытывают его под ступенчато-возрастающим давлением с выдержкой на каждой ступени до условной стабилизации деформации и определением абсолютной деформации образца Δh. При испытаниях в условиях невозможности бокового расширения объем образца изменяется только за счет изменения его высоты и определяется по формулеThe second sample is placed in the metal cylinder of the compression device, it is tested under stepwise increasing pressure with exposure at each stage until the deformation is conditionally stabilized and the absolute deformation of the sample Δh is determined. When tested in conditions of the impossibility of lateral expansion, the volume of the sample changes only due to a change in its height and is determined by the formula
где S - площадь поперечного сечения образца, h0 - начальная высота образца.where S is the cross-sectional area of the sample, h 0 is the initial height of the sample.
Так как масса сухого грунта md=ρd,0Sh0 при этом остается неизменной, плотность его на всех ступенях давления на основании зависимостей (6) и (7) определяется по формулеSince the mass of dry soil m d = ρ d, 0 Sh 0 remains unchanged, its density at all pressure levels based on dependencies (6) and (7) is determined by the formula
Пористость и коэффициент пористости определяются соответственно формуламиPorosity and porosity coefficient are determined respectively by the formulas
Подставляя в (9) и (10) найденное выражение (8), находим пористость и коэффициент пористости на всех ступенях давленияSubstituting the found expression (8) into (9) and (10), we find the porosity and porosity coefficient at all pressure steps
Таким образом, на всех ступенях давления при компрессионных испытаниях талых грунтов можно установить зависимости коэффициента сжимаемости a, пористости n и коэффициента пористости e от плотности сухого грунта ρd.Thus, at all pressure levels during compression tests of thawed soils, it is possible to establish the dependences of the compressibility coefficient a, porosity n, and porosity coefficient e on the density of dry soil ρ d .
Технический результат - расширение области применения достигается применением сравнительного анализа образцов грунта, в том числе и талого для получения всего набора деформационных характеристик грунта.The technical result - the expansion of the scope is achieved by using a comparative analysis of soil samples, including melt to obtain the whole set of deformation characteristics of the soil.
Промышленное применение. Предлагаемый способ измерения деформационных характеристик грунтов при компрессионных испытаниях может с успехом применяться для исследования грунтов.Industrial application. The proposed method for measuring the deformation characteristics of soils during compression tests can be successfully used for soil research.
Claims (2)
,
где
h
,
Where
h
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139936/28A RU2569915C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Determination of soil density at compression tests |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014139936/28A RU2569915C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Determination of soil density at compression tests |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2569915C1 true RU2569915C1 (en) | 2015-12-10 |
Family
ID=54846329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014139936/28A RU2569915C1 (en) | 2014-10-02 | 2014-10-02 | Determination of soil density at compression tests |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2569915C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619821C1 (en) * | 2015-12-26 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Method for determining characteristics of soil porosity in compression tests |
CN110398439A (en) * | 2019-08-20 | 2019-11-01 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | It is a kind of soil density fill sand test method and fill sand device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1086066A1 (en) * | 1982-05-24 | 1984-04-15 | Всесоюзное Морское Научно-Производственное Объединение Инженерной Геологии "Союзморинжгеология" | Method of pressiometric testing of soil in well and pressiometer for performing same |
RU2098553C1 (en) * | 1995-01-10 | 1997-12-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of stabilization of sand ground foundation |
UA17345U (en) * | 2006-04-07 | 2006-09-15 | Nat Univ Food Technologies | Method to massage meat |
-
2014
- 2014-10-02 RU RU2014139936/28A patent/RU2569915C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1086066A1 (en) * | 1982-05-24 | 1984-04-15 | Всесоюзное Морское Научно-Производственное Объединение Инженерной Геологии "Союзморинжгеология" | Method of pressiometric testing of soil in well and pressiometer for performing same |
RU2098553C1 (en) * | 1995-01-10 | 1997-12-10 | Ярославский государственный технический университет | Method of stabilization of sand ground foundation |
UA17345U (en) * | 2006-04-07 | 2006-09-15 | Nat Univ Food Technologies | Method to massage meat |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2619821C1 (en) * | 2015-12-26 | 2017-05-18 | Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук | Method for determining characteristics of soil porosity in compression tests |
CN110398439A (en) * | 2019-08-20 | 2019-11-01 | 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 | It is a kind of soil density fill sand test method and fill sand device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ferrari et al. | Advances in the testing of the hydro-mechanical behaviour of shales | |
Abhijit et al. | Evaluation of measurement methodologies used for establishing water retention characteristic curve of fly ash | |
RU2711261C1 (en) | Soil testing method by means of static probing method | |
Silva et al. | Dimensional variation of three softwood due to hygroscopic behavior | |
Jayanth et al. | Influence of drying and wetting cycles on SWCCs of fine-grained soils | |
Abeykoon et al. | Comparison of direct and indirect measured soil-water characteristic curves for a silty sand | |
RU2569915C1 (en) | Determination of soil density at compression tests | |
Pour-Ghaz et al. | Moisture profiles and diffusion coefficients in mortars containing shrinkage reducing admixtures | |
Miller et al. | Desiccation crack depth and tensile strength in compacted soil | |
RU2483214C1 (en) | Method for determining specific surface energy of destruction of solid bodies | |
Li | Asphalt mixture fatigue testing: Influence of test type and specimen size | |
RU2707624C1 (en) | Method for determining characteristics of soil swelling | |
US9618436B2 (en) | Automatic impulse hammer for characterization of mechanical properties of a material | |
RU2477459C1 (en) | Method to test and determine extent of robustness of building structures | |
Sreedeep et al. | Nonlinear curve-fitting procedures for developing soil-water characteristic curves | |
Campbell et al. | Constructing fast, accurate soil water characteristic curves by combining the Wind/Schindler and vapor pressure techniques | |
Leong et al. | Calibration of a thermal conductivity sensor for field measurement of matric suction | |
Olarte et al. | Analysis of the relationship between the water retention curve, particle size and pore size distribution in the characterization of a collapsible porous clay | |
JP2003172680A (en) | Method and apparatus for estimation of strength of concrete | |
Nasroulla et al. | Determination of liquid limit of a low swelling clay using different cone angles | |
RU2699554C1 (en) | Method for determination of maximum density and optimum moisture content of soil | |
RU2619821C1 (en) | Method for determining characteristics of soil porosity in compression tests | |
Shen et al. | Instrumented DMT: Review and analysis | |
RU2543709C2 (en) | Method for determining strain-and-stress state of material with brittle skeletal frame | |
Brožovský et al. | To the problems of determination of dynamic elasticity modules of calcium silicate bricks by means of resonance method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161003 |