RU2619821C1 - Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях - Google Patents

Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях Download PDF

Info

Publication number
RU2619821C1
RU2619821C1 RU2015156005A RU2015156005A RU2619821C1 RU 2619821 C1 RU2619821 C1 RU 2619821C1 RU 2015156005 A RU2015156005 A RU 2015156005A RU 2015156005 A RU2015156005 A RU 2015156005A RU 2619821 C1 RU2619821 C1 RU 2619821C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
height
soil porosity
soil
compression tests
Prior art date
Application number
RU2015156005A
Other languages
English (en)
Inventor
Георгий Петрович Кузьмин
Иван Сергеевич Вахрин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2015156005A priority Critical patent/RU2619821C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2619821C1 publication Critical patent/RU2619821C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture
    • 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

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к изучению физических свойств грунтов, и может быть использовано для определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях образцов в условиях невозможности бокового расширения. Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях включает взвешивание образца, измерения высоты и площади поперечного сечения его, высушивание образца до установления постоянной массы, определение массы высушенного образца и объема минеральных частиц. Причем пористость грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле:
Figure 00000026
где QUOTE
Figure 00000027
Figure 00000027
– объем минеральных частиц в образце; QUOTE
Figure 00000028
Figure 00000028
площадь поперечного сечения образца; QUOTE
Figure 00000029
Figure 00000029
– высота образца перед началом компрессионных испытаний (начальная высота); QUOTE
Figure 00000030
Figure 00000030
– изменение высоты образца на i-й ступени, а коэффициент пористости грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле QUOTE
Figure 00000031
Figure 00000031
Техническим результатом является повышение скорости определения характеристик пористости грунта на всех ступенях давления и снижения трудоемкости. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к изучению физических свойств грунтов, и может быть использовано для определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях образцов в условиях невозможности бокового расширения.
Известен «СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОВОГО И БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ В УСЛОВИЯХ КОМПРЕССИОННОГО СЖАТИЯ ГРУНТА» RU 2416081 [2], содержащий следующие этапы: подготовка одометра, датчиком перемещений контролируют и измеряют величину перемещения образца грунта, датчиком контролируют поровое давление на нижней границе образца. Используя разработанную программу, производят испытание грунта на компрессионное сжатие с постоянной скоростью осевой деформации до заданного эффективного напряжения. В ходе испытаний измеряют полные и эффективные вертикальные и боковые напряжения, поровое давление и осевую деформацию.
Недостатком способа является невозможность определения характеристик пористости грунта.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков является «ГОСТ 25100-2011. Грунты. Классификация»,
Приложение А.6 – коэффициент пористости
Figure 00000001
и
Приложение А.20 – пористость грунта
Figure 00000002
где
Figure 00000003
- плотность частиц грунта, г/см3,
Figure 00000004
плотность сухого грунта, г/см3. [1]
Если в рамках известного способа проводить компрессионные испытания образцов на множестве ступеней давления в условиях невозможности бокового расширения, то определение параметров пористости и коэффициента пористости займет много времени и будет обладать повышенной трудоемкостью, так как на каждой ступени понадобится определение всех искомых величин.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение скорости и снижение трудоемкости определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях образцов.
Технический результат достигается тем, что способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях, включающий взвешивание образца, измерения высоты и площади поперечного сечения его, высушивание образца до установления постоянной массы, определение массы высушенного образца и объема минеральных частиц, причем пористость грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле:
Figure 00000005
где QUOTE
Figure 00000006
Figure 00000006
– объем минеральных частиц в образце; QUOTE
Figure 00000007
Figure 00000007
площадь поперечного сечения образца; QUOTE
Figure 00000008
Figure 00000008
– высота образца перед началом компрессионных испытаний (начальная высота); QUOTE
Figure 00000009
Figure 00000009
– изменение высоты образца на i-й ступени, а коэффициент пористости грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле
QUOTE
Figure 00000010
Figure 00000010
Формула выполнена без разделения признаков на ограничительную и отличительную части, поскольку изобретение не имеет прямого аналога.
Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что одновременно определяют серию характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях.
Известен способ определения характеристик пористости грунта расчетным способом по экспериментально найденным значениям плотности сухого грунта ρd и минеральных частиц ρs. Однако этот способ позволяет определять только начальные значения величин пористости nо и коэффициента пористости eо по формулам:
(1)
(2)
Характеристики пористости грунта на i-й ступени давления при компрессионных испытаниях можно определить по формулам:
(3)
; (4)
где QUOTE
Figure 00000011
Figure 00000011
– плотность сухого грунта на i-й ступени давления.
Выражение плотности сухого грунта в процессе компрессионных испытаний образца можно представить в виде:
(5)
где QUOTE
Figure 00000012
Figure 00000012
– масса высушенного образца; QUOTE
Figure 00000013
Figure 00000013
– объем образца на i-й ступени компрессионных испытаний. В свою очередь объем образца определяется зависимостью:
QUOTE
Figure 00000014
Figure 00000014
(6)
где QUOTE
Figure 00000015
Figure 00000015
площадь поперечного сечения образца; QUOTE
Figure 00000016
Figure 00000016
– высота образца перед началом компрессионных испытаний (начальная высота); QUOTE
Figure 00000017
Figure 00000017
– высота образца на i-й ступени давления; QUOTE
Figure 00000018
Figure 00000018
– изменение высоты образца на i-й ступени.
Плотность минеральных частиц образца определяется зависимостью:
(7)
где QUOTE
Figure 00000019
Figure 00000019
– объем минеральных частиц в образце.
Подставив приведенные зависимости (5), (6) и (7) в (3) и (4), получаем формулы для определения характеристик пористости грунта в процессе компрессионных испытаний
(8)
(9)
На рисунке 1 показан пример устройства для компрессионных испытаний образцов грунта (разрез), где:
1 - перфорированный верхний штамп;
2 - фильтрационная бумага;
3 - корпус;
4 - образец грунта.
Определение характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях производится в следующей последовательности. Образец грунта подготовленный для компрессионных испытаний, помещают в корпус 3 с известной площадью поперечного сечения F, измеряют начальную высоту образца h0, проводят ступенчатое нагружение образца нагрузками σi, при этом фиксируют изменения высоты образца ∆hi, затем образец высушивают при температуре 105°С, определяют объем минеральных частиц Vd и по формулам (8) и (9) рассчитывают пористость ni и коэффициент пористости ei на каждой ступени награждения образца.
В таблице 1 представлены результаты определения характеристик пористости грунта по данным компрессионных испытаний (F=60,10 см2; h0=25 мм; Vd=90,15см3).
Предлагаемый способ позволяет определять характеристики пористости грунта на всех ступенях давления компрессионных испытаний без дополнительных измерений и определений, что создает предпосылки для автоматизации процесса измерения.
Технический результат – повышение скорости определения характеристик пористости грунта на всех ступенях давления и снижения трудоемкости достигается тем, что при определении характеристик пористости грунта используются данные, полученные при производстве серии компрессионных испытаний без дополнительных измерений.
Промышленное применение
Изобретение может применяться для точного измерения пористости грунта на всех ступенях давления компрессионных испытаний, что позволит точнее предсказать поведение грунта под фундаментом постройки и повысить надежность и долговечность фундаментов и, соответственно, сооружений.

Claims (4)

  1. Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях, включающий взвешивание образца, измерения высоты и площади поперечного сечения его, высушивание образца до установления постоянной массы, определение массы высушенного образца и объема минеральных частиц, причем пористость грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле:
  2. Figure 00000020
  3. где QUOTE
    Figure 00000021
    Figure 00000021
    – объем минеральных частиц в образце; QUOTE
    Figure 00000022
    Figure 00000022
    площадь поперечного сечения образца; QUOTE
    Figure 00000023
    Figure 00000023
    – высота образца перед началом компрессионных испытаний (начальная высота); QUOTE
    Figure 00000024
    Figure 00000024
    – изменение высоты образца на i-й ступени, а коэффициент пористости грунта определяют на каждой из ступеней давления компрессионных испытаний по формуле:
  4. QUOTE
    Figure 00000025
    Figure 00000025
RU2015156005A 2015-12-26 2015-12-26 Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях RU2619821C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156005A RU2619821C1 (ru) 2015-12-26 2015-12-26 Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156005A RU2619821C1 (ru) 2015-12-26 2015-12-26 Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619821C1 true RU2619821C1 (ru) 2017-05-18

Family

ID=58716186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156005A RU2619821C1 (ru) 2015-12-26 2015-12-26 Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619821C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7930926B2 (en) * 2007-05-01 2011-04-26 Boise State University Determination of permeability from damping
RU2569915C1 (ru) * 2014-10-02 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения плотности грунта при компрессионных испытаниях

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7930926B2 (en) * 2007-05-01 2011-04-26 Boise State University Determination of permeability from damping
RU2569915C1 (ru) * 2014-10-02 2015-12-10 Федеральное государственное бюджетное Учреждение науки - Институт мерзлотоведения им.П.И.Мельникова Сибирского отделения Российской академии наук Способ определения плотности грунта при компрессионных испытаниях

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 12248-2010 Грунты МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ, 01.01.2012 *
ГОСТ 25100-2011, ГРУНТЫ КЛАССИФИКАЦИЯ, 2011. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ";Новгородский Государственный Университет им. Ярослава мудрого";, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, Методические указания к лабораторным работам для специальностей 270102 ";Промышленное и гражданское строительство"; и 270105 ";Городское строительство и хозяйство";, Федеральное агентство по образованию, стр. 1-31, Великий Новгород, 2006. ГОСТ 12248-2010 Грунты МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧ *
ГОСТ 25100-2011, ГРУНТЫ КЛАССИФИКАЦИЯ, 2011. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ";Новгородский Государственный Университет им. Ярослава мудрого";, ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, Методические указания к лабораторным работам для специальностей 270102 ";Промышленное и гражданское строительство"; и 270105 ";Городское строительство и хозяйство";, Федеральное агентство по образованию, стр. 1-31, Великий Новгород, 2006. ГОСТ 12248-2010 Грунты МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ, 01.01.2012. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI627611B (zh) 斜面監視系統、斜面安全性分析裝置、方法以及記錄了程式之電腦可讀取的記錄媒體
Çokça et al. Shear strength-suction relationship of compacted Ankara clay
Ferrari et al. Advances in the testing of the hydro-mechanical behaviour of shales
CN109470580B (zh) 一种评价我国不同海域粘性土强度参数的方法
CN106018740A (zh) 孔压静力触探标定罐系统
Bai et al. Measurement of the shear strength of an expansive soil by combining a filter paper method and direct shear tests
Silva et al. Dimensional variation of three softwood due to hygroscopic behavior
CN107655771A (zh) 一种模拟边坡现场岩体崩解的试验装置及其试验方法
RU2711261C1 (ru) Способ испытания грунта методом статического зондирования
Miller et al. Desiccation crack depth and tensile strength in compacted soil
CN105675843A (zh) 粘性河岸土体抗拉强度的间接测定方法
RU2619821C1 (ru) Способ определения характеристик пористости грунта при компрессионных испытаниях
RU2337343C1 (ru) Способ определения длительной прочности и давления набухания в глинистом грунте
RU2569915C1 (ru) Способ определения плотности грунта при компрессионных испытаниях
PrzewŁócki Two-dimensional random field of mechanical soil properties
RU2699554C1 (ru) Способ определения максимальной плотности и оптимальной влажности грунта
RU2398936C1 (ru) Способ оценки несущей способности буронабивной сваи
RU2631616C1 (ru) Способ определения границ пластичности грунтов
RU2715588C1 (ru) Способ определения характеристик насыпного грунта
RU2625360C2 (ru) Метод оценки напряженного состояния материалов
Moncada et al. A flexible wall permeameter for the determination of the water permeability function in unsaturated soils
Kiyota et al. Comparison of liquefaction properties of in-situ frozen and reconstituted sandy soils
Ahmadi Naghadeh Hydro-mechanical behavior of unsaturated specimens isotropically reconstituted from slurry and compacted specimens
Li et al. Development of an oedometer cell with suction measurement ability
CN108007420A (zh) 一种不规则叶片面积的大批量快速测量方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201227