RU2619383C2 - Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode - Google Patents
Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619383C2 RU2619383C2 RU2013127552A RU2013127552A RU2619383C2 RU 2619383 C2 RU2619383 C2 RU 2619383C2 RU 2013127552 A RU2013127552 A RU 2013127552A RU 2013127552 A RU2013127552 A RU 2013127552A RU 2619383 C2 RU2619383 C2 RU 2619383C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strength characteristics
- loading
- soils
- determining
- voltage drop
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
Abstract
Description
Изобретение относится к определению прочностных характеристик грунтов - угла внутреннего трения ϕ и сцепления с при инженерных изысканиях в строительстве при испытаниях грунтов в срезных приборах, приборах истинного сдвига (скашивания) и приборах трехосного сжатия.The invention relates to the determination of the strength characteristics of soils - the angle of internal friction ϕ and adhesion c during engineering surveys in construction when testing soils in shear devices, true shear (mowing) devices and triaxial compression devices.
Известен «динамометрический метод нагружения» [2], применительно к одноосным испытаниям мерзлых грунтов. Способ заключается в ступенчатом деформировании образца при возможности его неограниченного бокового расширения. Нагружение образца осуществляют посредством винтового пресса через динамометр до достижения условной стабилизации напряжения и деформации на каждой ступени.The known "dynamometric loading method" [2], in relation to uniaxial tests of frozen soils. The method consists in stepwise deformation of the sample with the possibility of its unlimited lateral expansion. The loading of the sample is carried out by means of a screw press through a dynamometer until the conditional stabilization of stress and strain at each stage is achieved.
Недостатками известного решения являются ограничение области его применения мерзлыми грунтами, а отсутствие предварительного уплотнения грунта при одноосных испытаниях не предусматривает получения прочностных характеристик грунта - угла внутреннего трения и сцепления.The disadvantages of the known solution are the limited scope of its application by frozen soils, and the lack of preliminary compaction of the soil during uniaxial tests does not provide for the strength characteristics of the soil - the angle of internal friction and adhesion.
Известен также способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме нагружения с заданной скоростью перемещений [1]. Способ заключается в испытании предварительно уплотненного различными нагрузками образца с заданной скоростью перемещений. Скорость перемещений выбирается с учетом гарантированного рассеивания перового давления в процессе нагружения. Испытания могут производиться как в условиях осесимметричного нагружения в приборах трехосного сжатия (фиг.1), так и в условиях среза по заданной плоскости в сдвиговых приборах (фиг.2) или в приборах скашивания.There is also a method of determining the strength characteristics of soils in the loading mode with a given speed of movement [1]. The method consists in testing a sample previously densified with various loads at a given speed of movement. The speed of movement is selected taking into account the guaranteed dispersion of the first pressure during loading. Tests can be carried out both under conditions of axisymmetric loading in triaxial compression devices (Fig. 1), and under conditions of shear along a given plane in shear devices (Fig. 2) or in mowing devices.
По результатам испытаний строят график разрушения в координатах ε=f(σ) для трехосных испытаний и ε=f(τ) (фиг.3), где ε - относительная деформация образца, σ - вертикальное напряжение (для трехосных испытаний), τ - касательное напряжение (при срезных испытаниях и испытаниях на скашивание).According to the test results, a fracture graph is constructed in the coordinates ε = f (σ) for triaxial tests and ε = f (τ) (Fig. 3), where ε is the relative deformation of the sample, σ is the vertical stress (for triaxial tests), and τ is the tangent stress (during shear tests and mowing tests).
Недостатком данного решения также является низкая производительность испытаний в связи с их высокой продолжительностью.The disadvantage of this solution is also the low productivity of the tests due to their high duration.
Технической задачей изобретения является существенное сокращение сроков определения прочностных характеристик грунтов.An object of the invention is a significant reduction in the timing of determining the strength characteristics of soils.
Для решения поставленной задачи испытания грунтов по определению характеристик прочности в приборах трехосного сжатия, одноплоскостного среза или в приборах скашивания производят в режиме релаксации напряжений (по аналогии с определением деформационных характеристик грунтов [3]). Предварительно, осуществляется консолидация образца грунта разными нагрузками до достижения критерия условной стабилизации. Затем путем ступенчатого задания перемещений производят разрушение 3 образца грунта. При этом на каждой ступени нагружения после приложения заданной величины перемещения происходит падение напряжений в режиме свободной релаксации. При этом фиксируется изменение напряжения и дополнительной деформации посредством датчиков перемещений и динамометров, обозначенных на фиг.1, 2 буквой «Д».To solve the problem of soil testing to determine the strength characteristics in triaxial compression devices, single-plane shear or in mowing devices, stress relaxation is performed (by analogy with the determination of deformation characteristics of soils [3]). Previously, the soil sample is consolidated by different loads until the conditional stabilization criterion is reached. Then, by stepwise setting the displacements, 3 soil samples are destroyed. In this case, at each stage of loading after application of a given value of displacement, a voltage drop occurs in the free relaxation mode. In this case, the change in stress and additional deformation is recorded by means of displacement sensors and dynamometers, indicated in figures 1, 2 by the letter "D".
Завершение ступени определяется по завершению процесса фильтрационной консолидации в соответствии с критерием ГОСТ 12248-2010 [1] или по графику зависмости деформации от логарифма скорости деформации (фиг.4). Критерием завершения ступени разгрузки в этом случае является скорость деформации, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика.The completion of the stage is determined by the completion of the filtration consolidation process in accordance with the criterion GOST 12248-2010 [1] or according to the graph of the dependence of the strain on the logarithm of the strain rate (figure 4). The criterion for the completion of the unloading stage in this case is the strain rate corresponding to the intersection of two straight lines drawn to the initial and final sections of the graph.
Также можно проверить завершение процесса фильтрационной консолидации по графику зависимости напряжения от логарифма скорости падения напряжения. В этом случае критерием завершения ступени будет скорость изменения напряжения, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика зависимости напряжения от логарифма скорости падения напряжения.You can also check the completion of the filtering consolidation process according to the graph of the voltage dependence on the logarithm of the voltage drop rate. In this case, the criterion for completing the step will be the rate of change of voltage corresponding to the intersection of two lines drawn to the initial and final sections of the graph of the voltage versus the logarithm of the voltage drop rate.
После достижения критерия стабилизации прикладывается очередная ступень перемещения и так далее до разрушения.After reaching the stabilization criterion, the next stage of displacement is applied, and so on until destruction.
По стабилизированным значениям перемещений и напряжений строят график разрушения в координатах ε=f(σ) для трехосных испытаний и ε=f(τ) для сдвиговых (фиг.5). Испытание завершается при достижении максимальной условной деформации образца на 15% для трехосных испытаний и на 10% для срезных испытаний [1], или в приборах скашивания.According to the stabilized values of displacements and stresses, a fracture graph is constructed in the coordinates ε = f (σ) for triaxial tests and ε = f (τ) for shear tests (Fig. 5). The test is completed when the maximum conditional deformation of the sample is achieved by 15% for triaxial tests and 10% for shear tests [1], or in mowing devices.
По максимальным значениям разрушающих напряжений строится диаграмма Кулона-Мора (фиг.6, 7), по которой определяются значения с и ϕ.From the maximum values of the breaking stresses, a Coulomb-Mohr diagram is constructed (Figs. 6, 7), from which the values of c and ϕ are determined.
Испытание по определению прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений резко сокращает продолжительность испытания в целом.The test to determine the strength characteristics of soils in the mode of stress relaxation dramatically reduces the duration of the test as a whole.
Продолжительность испытаний грунтов на прочность по методу МРН (в режиме релаксации напряжений) можно дополнительно сократить принудительным сбросом давления на этапе релаксации.The duration of soil strength tests using the MRI method (in stress relaxation mode) can be further reduced by forced pressure relief at the relaxation stage.
Наибольшее время при испытании грунта по методу МРН занимает процесс релаксации напряжения и сопровождающее его дополнительное деформирование образца εΔ за счет упругой разгрузки (ВС, фиг.1…3). При этом чем выше жесткость оборудования (нагрузочная система + динамометр), тем меньше εΔ и быстрее идут процессы релаксации. Однако добиться необходимой точности измерения напряжений при высокой жесткости динамометра не всегда удается. Процесс релаксации можно ускорить ступенчатым принудительным сбросом σ. На фиг.8 приведен график зависимости ε от σ в поцессе принудительного сброса σ.The greatest time when testing the soil by the MRI method is the process of stress relaxation and the accompanying additional deformation of the sample εΔ due to elastic unloading (BC, 1 ... 3). Moreover, the higher the rigidity of the equipment (load system + dynamometer), the less εΔ and faster relaxation processes. However, it is not always possible to achieve the necessary accuracy in measuring stresses with high rigidity of a dynamometer. The relaxation process can be accelerated by step forced discharge σ. Fig. 8 is a graph of ε versus σ in a forced reset process σ.
Участку BD соответствует процесс свободной релаксации, участку DE - принудительного сброса σ. Процесс сброса σ повторяется до достижения принятого критерия стабилизации (точка С’), что позволяет более эффективно использовать оборудование с низкой жесткостью и сократить сроки испытаний. Из фиг.9 видно, что время T1, затраченное на испытание с принудительным сбросом полного напряжения σ, значительно меньше времени T2 без сброса напряжения.Section BD corresponds to the process of free relaxation, and section DE corresponds to forced discharge σ. The σ discharge process is repeated until the adopted stabilization criterion is reached (point C ’), which allows more efficient use of equipment with low stiffness and shortens the test time. From Fig. 9 it can be seen that the time T1 spent on the test with forced discharge of the total voltage σ is much less than the time T2 without voltage relief.
Предложенный способ опробован на различных разновидностях грунтов природного и нарушенного сложения и показал полное соответствие результатов с параллельными испытаниями по ГОСТ [1].The proposed method was tested on various varieties of soil of natural and disturbed composition and showed full compliance with the results with parallel tests according to GOST [1].
Определение параметров прочности - угла внутреннего трения ϕ и сцепления с по предложенному способу решает поставленную задачу по сокращению сроков проведения испытаний в несколько раз. Способ имеет промышленную применимость благодаря существенным отличиям от прототипа и других известных решений, поэтому, по мнению автора, может быть защищен патентом.Determination of strength parameters - the angle of internal friction ϕ and adhesion with the proposed method solves the problem of reducing the time of testing several times. The method has industrial applicability due to significant differences from the prototype and other known solutions, therefore, in the opinion of the author, can be protected by a patent.
Источники информацииInformation sources
1. ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Стандартинформ, 2011 г.1. GOST 12248-2010. Soils. Laboratory methods for characterizing strength and deformability. M .: Standartinform, 2011
2. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов / М.: Высшая школа, 1978, 447 с.2. Vyalov S.S. Rheological foundations of soil mechanics / M .: Higher school, 1978, 447 p.
3. Патент RU №2272101 C1, 25.08.2004. Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов. Труфанов А.Н.3. Patent RU No. 2272101 C1, 08.25.2004. Laboratory method for determining the deformation characteristics of soils. Trufanov A.N.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (en) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (en) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013127552A RU2013127552A (en) | 2014-12-27 |
RU2619383C2 true RU2619383C2 (en) | 2017-05-15 |
Family
ID=53278335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (en) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619383C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715588C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Method for determining characteristics of fill-up ground |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108061686B (en) * | 2017-12-01 | 2020-03-10 | 中国矿业大学 | Measuring method and measuring instrument for simultaneously obtaining change rule of rock cohesion and internal friction angle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU552540A1 (en) * | 1975-01-24 | 1977-03-30 | Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова | Device for determining soil shear characteristics |
SU1296898A1 (en) * | 1985-05-12 | 1987-03-15 | Северный Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Method of determining strength characteristics of ground |
RU2272101C1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Method for bench ground strain characteristics determination |
RU2275628C2 (en) * | 2004-02-13 | 2006-04-27 | Валерий Николаевич Кутергин | Method and device for ground shearing test performing along with pore pressure determination |
-
2013
- 2013-06-18 RU RU2013127552A patent/RU2619383C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU552540A1 (en) * | 1975-01-24 | 1977-03-30 | Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова | Device for determining soil shear characteristics |
SU1296898A1 (en) * | 1985-05-12 | 1987-03-15 | Северный Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Method of determining strength characteristics of ground |
RU2275628C2 (en) * | 2004-02-13 | 2006-04-27 | Валерий Николаевич Кутергин | Method and device for ground shearing test performing along with pore pressure determination |
RU2272101C1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Method for bench ground strain characteristics determination |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости, Москва, Издательство стандартов, 1997. * |
ЦЫТОВИЧ Н.А. Механика грунтов, Москва, Высшая школа, 1979, с. 41-55. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715588C1 (en) * | 2019-09-30 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Method for determining characteristics of fill-up ground |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013127552A (en) | 2014-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Damage evolution of rock salt under cyclic loading in unixial tests | |
Erarslan et al. | Experimental, numerical and analytical studies on tensile strength of rocks | |
CN102865952B (en) | Nondestructive testing method for working stress of concrete | |
Wasantha et al. | A new parameter to describe the persistency of non-persistent joints | |
Luo et al. | Energy-based mechanistic approach for damage characterization of pre-flawed visco-elasto-plastic materials | |
CN104568572B (en) | Method for measuring complete stress-strain process material parameters by using hydrostatic pressure unloading process | |
Filipussi et al. | Study of acoustic emission in a compression test of andesite rock | |
CN111094932A (en) | Determining rock properties | |
Tan et al. | Numerical simulation of triaxial compression test for brittle rock sample using a modified constitutive law considering degradation and dilation behavior | |
Wang et al. | A direct approach toward simulating cyclic and non-cyclic fatigue failure of metals | |
RU2619383C2 (en) | Determination method of soil strength characteristics in stress relaxation mode | |
Závacký et al. | Strains of rock during uniaxial compression test | |
CN106769482B (en) | A kind of experiment and analysis method of static state transverse isotropy rock mechanics | |
Lee et al. | Use of cyclic direct tension tests and digital imaging analysis to evaluate moisture susceptibility of warm-mix asphalt concrete | |
RU2628874C2 (en) | Method of laboratory testing of soils | |
Chen et al. | Experimental and numerical study of the directional dependency of the Kaiser effect in granite | |
Ralli et al. | Comparative evaluation of nonlinear FEA inverse analysis of tensile properties of UHPFRC | |
RU2526299C1 (en) | Method to determine durability of ceramic items | |
Denavit et al. | Advanced analysis and seismic design of concrete-filled steel tube structures | |
Bogusz et al. | Evaluation of true stress in engineering materials using optical deformation measurement methods | |
RU2272101C1 (en) | Method for bench ground strain characteristics determination | |
Pengfei et al. | A volumetric strain-based method to determine crack initiation stress of low-porosity rocks | |
RU2625360C2 (en) | Materials stress state evaluation method | |
Xu et al. | Damage evaluation of concrete based on acoustic emission b-value | |
RU2817587C1 (en) | Method of determining deformation characteristics of soils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170619 |