RU2631616C1 - Method for determining plasticity borders of soils - Google Patents

Method for determining plasticity borders of soils Download PDF

Info

Publication number
RU2631616C1
RU2631616C1 RU2016144846A RU2016144846A RU2631616C1 RU 2631616 C1 RU2631616 C1 RU 2631616C1 RU 2016144846 A RU2016144846 A RU 2016144846A RU 2016144846 A RU2016144846 A RU 2016144846A RU 2631616 C1 RU2631616 C1 RU 2631616C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
immersion
indenter
determining
resistance
Prior art date
Application number
RU2016144846A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Викторович Денисенко
Павел Алексеевич Ляшенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
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 образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2016144846A priority Critical patent/RU2631616C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2631616C1 publication Critical patent/RU2631616C1/en

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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/48—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under impulsive load by indentors, e.g. falling ball
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: mining engineering.
SUBSTANCE: in the method for determining the plasticity borders of soils, consisting in determining the specific resistance of one soil sample having known wm and kw parameter values of linear dependence of soil moisture at the liquid limit from the plasticity number WL=wm+kw⋅lp with moisture degree of 0.97-0.98°, immersion of conic indenter with angle of 30 at the vertex and by determining the soil moisture content at the liquid limit and at the plastic limit, the soil sample is placed in the cylindrical chamber of at least 60 mm diameter and at least 45 mm height and placed coaxially at the indenter cone vertex, and immersion of the cone indenter is carried out at constant rate 120 mm/min to a depth of 35 mm and with the registration of the soil resistance value every 0.01 mm of indenter cone immersion with resolution of not more than 2.0 N. In the obtained array of resistance values of the soil sample to the immersion of the conic indenter distinguish a range of invariant values of soil resistance to immersion of the conic indenter from a given ratio, and determination of the soil moisture at the liquid limit and at the plastic limit is performed based on the specified calculated dependencies.
EFFECT: simplification and acceleration of determining the soil plasticity borders, excluding the influence of human factors on the determination results, the possibility of estimating the inaccuracies of determining the penetration soil specific resistance when testing one soil sample.
1 dwg

Description

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения границ пластичности (раскатывания и текучести) грунтов.The invention relates to the field of engineering surveys and is intended, in particular, to determine the boundaries of plasticity (rolling and fluidity) of soils.

Известен способ определения границ пластичности (раскатывания и текучести) грунтов [ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик], предусматривающий определение границы раскатывания грунтов как влажности, при которой грунт, раскатываемый в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3-10 мм, а определение границы текучести грунтов - как влажности, при которой балансирный конус с углом 30° при вершине и массой 76 г погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм.A known method of determining the boundaries of plasticity (rolling and fluidity) of soils [GOST 5180-84 Soils. Methods of laboratory determination of physical characteristics], which provides for determining the boundary of rolling out soils as moisture, at which soil rolled into a bundle of 3 mm diameter begins to break into pieces 3-10 mm long, and determining the yield strength of soils as moisture, in which the balancing cone with at an angle of 30 ° at the apex and weighing 76 g, it sinks under the influence of its own weight for 5 s to a depth of 10 mm.

Недостатками этого известного способа являются:The disadvantages of this known method are:

- необходимость подготовки и испытания двух образцов одного и того же грунта;- the need to prepare and test two samples of the same soil;

- при определении границы раскатывания грунтов раскатывание грунтов в жгут производится вручную, требует стабильных навыков от исполнителей и значительных затрат времени и приводит к профзаболеваниям кожи рук исполнителей;- when determining the boundaries of rolling out soils, rolling out soils into a tourniquet is done manually, requires stable skills from performers and a significant investment of time and leads to occupational diseases of the skin of the hands of performers;

- при определении границы текучести грунтов влажность грунтов подбирается добавлением воды в грунт или уменьшением воды в грунте путем его подсушивания и также требует стабильных навыков от исполнителей и значительных затрат времени;- when determining the boundary of soil fluidity, soil moisture is selected by adding water to the soil or reducing the water in the soil by drying it and also requires stable skills from performers and a significant investment of time;

- низкие точность и достоверность, а также нестабильность результатов определения границ пластичности грунтов;- low accuracy and reliability, as well as the instability of the results of determining the boundaries of plasticity of soils;

- невозможность оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения из-за получения при испытании конкретного грунта только одного значения удельного сопротивления его первого образца и одного значения удельного сопротивления его второго образца;- the impossibility of evaluating the errors of determining the boundaries of the plasticity of soils and confirming the reliability of the results of the determination due to obtaining, when testing a particular soil, only one value of the specific resistance of its first sample and one value of the specific resistance of its second sample;

- для оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения необходимо проведение испытания нескольких образцов одного и того же грунта, что увеличивает длительность и стоимость испытаний;- to assess the errors in determining the boundaries of soil plasticity and confirm the reliability of the determination results, it is necessary to test several samples of the same soil, which increases the duration and cost of the tests;

- сложность механизации и автоматизации.- the complexity of mechanization and automation.

Известен способ определения границ пластичности грунтов [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с.], заключающийся в определении удельного сопротивления двух образцов одного и того же грунта при разной влажности погружению конусного индентора с углом 30° при вершине, в построении графика зависимости удельного сопротивления грунта от влажности по двум точкам, полученным при испытании первого и второго образцов, и определении по этому графику влажности грунта на границе раскатывания при удельном сопротивлении грунта погружению конусного индентора, равном 186,3 кПа, и на границе текучести при удельном сопротивлении грунта погружению конусного индентора, равном 7,5 кПа.A known method for determining the boundaries of plasticity of soils [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980. - 248 p.], Which consists in determining the resistivity of two samples of the same soil at different humidity immersion cone indenter with an angle of 30 ° at the apex, in constructing a graph of the dependence of soil resistivity on moisture in two points obtained during the testing of the first and second samples, and the determination of the soil moisture on this graph at the rolling border at a specific soil resistance to immersion of a cone indenter of 186.3 kPa, and at the yield point at a specific resistance soil and immersion of the conical indenter equal to 7.5 kPa.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- необходимость подготовки и испытания двух образцов одного и того же грунта;- the need to prepare and test two samples of the same soil;

- построение графика зависимости удельного сопротивления грунта от влажности грунта производится всего лишь по двум точкам, полученным при испытании первого и второго образцов грунта. Это снижает достоверность результатов определения границ пластичности грунтов;- a plot of the soil resistivity versus soil moisture is plotted using only two points obtained by testing the first and second soil samples. This reduces the reliability of the results of determining the boundaries of soil plasticity;

- графическое определение влажности грунтов на границе раскатывания и на границе текучести по удельному сопротивлению грунта погружению конусного индентора снижает точность результатов;- a graphical determination of soil moisture at the rolling border and at the yield point by the specific resistance of the soil to immersion of the conical indenter reduces the accuracy of the results;

- невозможность оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения из-за получения только одного значения удельного сопротивления первого образца грунта и одного значения удельного сопротивления второго образца грунта;- the impossibility of assessing errors in determining the boundaries of soil plasticity and confirming the reliability of the determination results due to the receipt of only one value of the resistivity of the first soil sample and one value of the specific resistance of the second soil sample;

- для оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения необходимо проведение испытания нескольких образцов одного и того же грунта, что увеличивает длительность и стоимость испытаний.- to assess the errors in determining the boundaries of soil plasticity and confirm the reliability of the determination results, it is necessary to test several samples of the same soil, which increases the duration and cost of the tests.

Известен способ определения границ пластичности грунтов [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с. (прототип)], заключающийся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, при влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания.A known method for determining the boundaries of plasticity of soils [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980 .-- 248 p. (prototype)], which consists in determining the resistivity of one soil sample having known values of indicators w m and k w of a linear dependence of soil moisture at the yield point on the ductility number W L = w m + k w ⋅I p , at a moisture content of 0.97 -0.98, immersion of the conical indenter with an angle of 30 ° at the apex and determination by soil moisture formulas at the yield strength and at the rolling border.

Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:

- невозможность оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения из-за получения только одного значения удельного сопротивления образца грунта;- the impossibility of assessing errors in determining the boundaries of soil plasticity and confirming the reliability of the determination results due to the receipt of only one value of the resistivity of the soil sample;

- для оценки погрешностей определения границ пластичности грунтов и подтверждения достоверности результатов определения необходимо проведение испытания нескольких образцов одного и того же грунта, что увеличивает длительность и стоимость испытаний.- to assess the errors in determining the boundaries of soil plasticity and confirm the reliability of the determination results, it is necessary to test several samples of the same soil, which increases the duration and cost of the tests.

Задача изобретения - повышение производительности определения границ пластичности грунтов, повышение точности и достоверности результатов определения границ пластичности грунтов при испытании одного образца грунта.The objective of the invention is to increase the productivity of determining the boundaries of plasticity of soils, improving the accuracy and reliability of the results of determining the boundaries of plasticity of soils when testing one soil sample.

Технический результат изобретения - упрощение и ускорение определения границ пластичности грунтов, исключение влияния на результаты определений субъективных факторов, возможность оценки погрешности определения удельного сопротивления грунта пенетрации при испытании одного образца грунта.The technical result of the invention is the simplification and acceleration of determining the boundaries of plasticity of soils, eliminating the influence on the results of definitions of subjective factors, the possibility of assessing the error in determining the specific resistance of the penetration soil when testing one soil sample.

Технический результат достигается тем, что в способе определения границ пластичности грунтов, заключающемся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, при степени влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания, образец грунта помещают в цилиндрическую камеру диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм и размещают соосно вершине конуса индентора, а погружение конусного индентора производят с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм и с регистрацией величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, при этом в полученном массиве значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора по условию:The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the boundaries of soil plasticity, which consists in determining the resistivity of one soil sample having known values of indicators w m and k w of a linear dependence of soil moisture at the yield point on the plasticity number W L = w m + k w ⋅ I p , with a moisture degree of 0.97-0.98, immersion of a conical indenter with an angle of 30 ° at the apex and determination by soil moisture formulas at the yield point and at the rolling border, the soil sample is placed in a cylindrical chamber with a diameter rum of at least 60 mm and a height of at least 45 mm and placed coaxially to the top of the indenter cone, and the cone indenter is immersed at a constant speed of 120 mm / min to a depth of 35 mm and the soil resistance value is recorded every 0.01 mm immersion of the cone indenter with a resolution of no more than 2.0 N, while in the resulting array of values of the soil sample resistance to immersion of the cone indenter, a range of invariant values of soil resistance to immersion of the cone indenter is distinguished according to the condition:

Figure 00000001
Figure 00000001

где VR - коэффициент вариации значений удельного сопротивления погружению конусного индентора образца грунта;where V R is the coefficient of variation of the values of resistivity to immersion of the conical indenter of the soil sample;

0,15 - допустимое значение коэффициента вариации для физических характеристик грунтов [ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний (п.5.5)];0,15 - the permissible value of the coefficient of variation for the physical characteristics of soils [GOST 20522-2012 Soils. Methods of statistical processing of test results (paragraph 5.5)];

Figure 00000002
- среднее арифметическое инвариантных значений удельного сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, кПа, определяемое по формуле:
Figure 00000002
- the arithmetic mean of the invariant values of the resistivity of the soil sample to the immersion of the conical indenter, kPa, determined by the formula:

Figure 00000003
Figure 00000003

где n - число инвариантных значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, образующих непрерывный ряд;where n is the number of invariant values of the resistance of the soil sample to the immersion of the conical indenter, forming a continuous series;

Ri - удельное сопротивление образца грунта погружению конусного индентора на i-й глубине его погружения, кПа, определяемое по формулеR i - specific resistance of the soil sample to immersion of the conical indenter at the i-th depth of its immersion, kPa, determined by the formula

Figure 00000004
Figure 00000004

где Pi и hi - i-e значение величины сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, Н, и соответствующее ему i-e значение глубины погружения конусного индентора, мм;where P i and h i - ie the value of the resistance of the soil sample to the immersion of the conical indenter, N, and the corresponding ie the value of the immersion depth of the conical indenter, mm;

S - среднее квадратичное отклонение значений Ri от средних значений

Figure 00000002
, кПа, определяемое по формуле:S is the mean square deviation of the values of R i from the average values
Figure 00000002
, kPa, determined by the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

а определение влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания производят по формулам:and the determination of soil moisture at the yield stress and at the rolling border is carried out according to the formulas:

Figure 00000006
Figure 00000006

где WL и WP - влажность грунта на границе соответственно текучести и раскатывания, %;where W L and W P - soil moisture at the boundary, respectively, flow and rolling,%;

WS - влажность образца грунта при степени водонасыщения 0,97-0,98, %;W S - soil sample moisture at a degree of saturation of 0.97-0.98,%;

wm и kw - постоянные показатели линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, известные для испытываемого типа грунтов конкретного региона (площадки) на основе экспериментальных данных, например, по методике Разоренова В.Ф. [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с.].w m and k w are constant indicators of a linear dependence of soil moisture at the yield point on the ductility number W L = w m + k w ⋅I p , known for the type of soil tested in a particular region (site) based on experimental data, for example, according to the Razorenov method V.F. [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980. - 248 p.].

В частности:In particular:

- испытание образца грунта в цилиндрической камере диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм, размещенной соосно вершине конуса индентора, обеспечивает одинаковый кольцевой зазор между конусом индентора и цилиндрической камерой, равномерное распределение сопротивления испытываемого образца грунта по поверхности конуса индентора и исключает выдавливание грунта из цилиндрической камеры и контакт конусного индентора с цилиндрической камерой и, соответственно, повышает точность и достоверность определения границ пластичности грунтов;- testing a soil sample in a cylindrical chamber with a diameter of at least 60 mm and a height of at least 45 mm, placed coaxially to the top of the indenter cone, provides the same annular gap between the indenter cone and the cylindrical chamber, uniform distribution of the resistance of the test soil sample over the surface of the indenter cone and eliminates soil extrusion from a cylindrical chamber and the contact of the conical indenter with the cylindrical chamber and, accordingly, increases the accuracy and reliability of determining the boundaries of ductility ntov;

- погружение конусного индентора в образец грунта с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, обеспечивает плавное постоянное погружение конусного индентора в испытываемый образец грунта без релаксации величины сопротивления грунта погружению конусного индентора и, соответственно, повышает точность и достоверность определения границ пластичности грунтов за счет объективного характера выполняемых операций;- immersion of the cone indenter in the soil sample with a constant speed equal to 120 mm / min, provides a smooth continuous immersion of the cone indenter in the tested soil sample without relaxation of the soil resistance to immersion of the cone indenter and, accordingly, increases the accuracy and reliability of determining the boundaries of soil plasticity due to objective the nature of the operations performed;

- погружение конусного индентора в образец грунта на глубину до 35 мм исключает выдавливание грунта из цилиндрической камеры, сквозное проникновение конусного индентора через образец грунта и его разрушение;- immersion of the cone indenter in the soil sample to a depth of 35 mm eliminates the extrusion of soil from the cylindrical chamber, the through penetration of the cone indenter through the soil sample and its destruction;

- измерение и регистрация величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н обеспечивает получение большого массива значений сопротивления грунта погружению конусного индентора в одном испытании и, соответственно, повышает точность и достоверность определения границ пластичности грунтов;- measuring and recording the value of soil resistance every 0.01 mm of immersion of the cone indenter with a resolution of not more than 2.0 N provides a large array of values of soil resistance to immersion of the cone indenter in one test and, accordingly, increases the accuracy and reliability of determining the boundaries of soil plasticity;

- определение влажности грунта на границе раскатывания и на границе текучести по предложенным формулам повышает точность и достоверность определения границ пластичности грунтов.- determination of soil moisture at the rolling border and at the yield point according to the proposed formulas increases the accuracy and reliability of determining the boundaries of plasticity of soils.

Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков обеспечивает новый положительный эффект и является сущностью изобретения.Thus, the combination of these distinctive features provides a new positive effect and is the essence of the invention.

Пояснения к заявляемому способу определения границ пластичности грунтов и один из вариантов устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, где на:Explanations of the claimed method for determining the boundaries of plasticity of soils and one of the variants of the device for implementing this method are schematically shown in the drawing, where:

фиг. 1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа определения границ пластичности грунтов.FIG. 1 is a schematic block diagram of a device for implementing a method for determining the boundaries of soil plasticity.

Устройство для реализации способа определения границ пластичности грунтов состоит из цилиндрической камеры 1, размещенной на основании 2, конусного индентора 3, штока 4, размещенного в направляющей 5, привода 6, датчика 7 сопротивления грунта погружению конусного индентора, датчика 8 глубины погружения конусного индентора и регистратора 9 величины сопротивления грунта погружению конусного индентора.A device for implementing the method for determining the boundaries of plasticity of soils consists of a cylindrical chamber 1 located on the base 2, a conical indenter 3, a rod 4 placed in the guide 5, the drive 6, the sensor 7 of the soil resistance to immersion of the conical indenter, the sensor 8 for the depth of immersion of the conical indenter and recorder 9 values of soil resistance to immersion of a conical indenter.

Конусный индентор 3 имеет при вершине конуса угол 30°.The cone indenter 3 has an angle of 30 ° at the apex of the cone.

Цилиндрическая камера 1 является рабочей камерой для испытываемых образцов грунтов и имеет диаметр не менее 60 мм и высоту не менее 45 мм.The cylindrical chamber 1 is a working chamber for the tested soil samples and has a diameter of at least 60 mm and a height of at least 45 mm.

Датчик 7 сопротивления грунта погружению конусного индентора предназначен для измерения величины силы сопротивления грунта при погружении конусного индентора 3 с дискретностью не более 2,0 Н и жестко связан с конусным индентором 3 и штоком 4. Датчик 7 сопротивления грунта погружению конусного индентора может быть выполнен, например, в виде динамометра сжатия.The soil resistance sensor 7 to the immersion of the cone indenter is designed to measure the value of the soil resistance force when immersing the cone indenter 3 with a resolution of no more than 2.0 N and is rigidly connected to the cone indenter 3 and rod 4. The soil resistance to immersion cone indenter 3 sensor 7 can be performed, for example , in the form of a compression dynamometer.

Датчик 8 глубины погружения конусного индентора предназначен для измерения глубины погружения конусного индентора 3 в испытываемый образец грунта с дискретностью не более 0,01 мм и жестко связан с конусным индентором 3 и основанием 2. Датчик 8 глубины погружения конусного индентора может быть выполнен, например, в виде растрового фотоэлектронного преобразователя линейных перемещений.The sensor 8 for immersion depth of the cone indenter is designed to measure the depth of immersion of the cone indenter 3 in the tested soil sample with a resolution of not more than 0.01 mm and is rigidly connected with the cone indenter 3 and base 2. The sensor 8 for the immersion depth of the cone indenter can be implemented, for example, in in the form of a raster photoelectronic linear displacement transducer.

Регистратор 9 величины сопротивления грунта погружению конусного индентора предназначен для регистрации величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора 3 с дискретностью не более 2,0 Н. Регистрация величины сопротивления грунта погружению конусного индентора 3 в регистраторе 9 может производиться, например, в электронной цифровой памяти устройства или на диаграммной ленте самописца.The register 9 of the soil resistance to immersion of the cone indenter is designed to register the value of soil resistance every 0.01 mm of immersion of the cone indenter 3 with a resolution of no more than 2.0 N. Registration of the soil resistance to immersion of the cone indenter 3 in the registrar 9 can be performed, for example, electronic digital memory of the device or on the chart tape of the recorder.

Направляющая 5 штока 4 жестко связана с основанием 2.Guide 5 of the rod 4 is rigidly connected to the base 2.

Привод 6 предназначен для погружения конусного индентора 3 с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм, извлечения из образца грунта и ускоренного возвращения конусного индентора 3 в исходное положение после испытания образца грунта.The drive 6 is designed to immerse the conical indenter 3 with a constant speed equal to 120 mm / min to a depth of 35 mm, to extract from the soil sample and to accelerate the return of the conical indenter 3 to its original position after testing the soil sample.

Привод 6 жестко связан с основанием 2 и может быть электромеханическим, гидравлическим или пневматическим.The drive 6 is rigidly connected to the base 2 and can be electromechanical, hydraulic or pneumatic.

Способ определения границ пластичности грунтов осуществляется следующим образом.The method for determining the boundaries of plasticity of soils is as follows.

Определяют влажность испытываемого грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, ранее определенные для испытываемого типа грунтов конкретного региона (площадки) на основе экспериментальных данных по методике Разоренова В.Ф. [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с.] и отбирают из него один образец, который увлажняют до степени влажности 0,97-0,98, тщательно перемешивают до получения однородной массы, загружают в цилиндрическую камеру 1, выравнивают верхний торец заподлицо с краями камеры, устанавливают на основании 2 под конусным индентором 3 так, чтобы вершина конуса индентора находилась по центру образца и касалась его поверхности.The moisture content of the test soil, which has known values of the indicators w m and k w of the linear dependence of soil moisture at the yield point on the ductility number W L = w m + k w ⋅I p , previously determined for the type of soil tested in a particular region (area) based on experimental data according to the method Razorenova V.F. [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980. - 248 p.] And one sample is taken from it, which is moistened to a moisture level of 0.97-0.98, mixed thoroughly until a homogeneous mass is obtained, loaded into a cylindrical chamber 1, the upper end is flush-aligned with the edges of the chamber, set on the base 2 under the conical indenter 3 so that the top of the indenter cone is in the center of the sample and touches its surface.

Включают устройство и приводом 6 производят погружение конусного индентора 3 в образец грунта с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм.The device is turned on and the drive 6 immerses the conical indenter 3 into the soil sample at a constant speed of 120 mm / min to a depth of 35 mm.

В процессе погружения конусного индентора 3 в образец грунта датчиком 7 измеряется сопротивление грунта погружению конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, а датчиком 8 измеряется глубина погружения конусного индентора в испытываемый образец. грунта с дискретностью не более 0,01 мм. Сопротивление грунта погружению конусного индентора через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора 3 регистрируется регистратором 9 величины силы сопротивления грунта погружению конусного индентора 3 с дискретностью не более 2,0 Н.In the process of immersion of the cone indenter 3 in the soil sample, the sensor 7 measures the soil resistance to immersion of the cone indenter with a resolution of no more than 2.0 N, and the sensor 8 measures the immersion depth of the cone indenter in the test sample. soil with a resolution of not more than 0.01 mm. Soil resistance to immersion of the cone indenter every 0.01 mm of immersion of the cone indenter 3 is registered by the registrar 9 of the strength of soil resistance to immersion of the cone indenter 3 with a resolution of no more than 2.0 N.

Затем привод 6 включают на обратный ход, извлекают конусный индентор 3 из образца грунта и производят обработку результатов.Then the actuator 6 is turned on the return stroke, the cone indenter 3 is removed from the soil sample and the results are processed.

Для каждого значения глубины погружения конусного индентора 3 определяют удельное сопротивление первого образца грунта Ri по формуле (3).For each value of the immersion depth of the conical indenter 3, the specific resistance of the first soil sample R i is determined by the formula (3).

Из полученного массива значений удельного сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора по условию (1). Для этого определяют среднее арифметическое инвариантных значение удельного сопротивления образца грунта погружению конусного индентора

Figure 00000007
по формуле (2) и среднее квадратичное отклонение значений Ri от средних значений
Figure 00000008
по формуле (4), а затем определяют влажность грунта на границе текучести WL по формуле (5) и влажность грунта на границе раскатывания WP по формуле (6).From the obtained array of values of the specific resistance of the soil sample to the immersion of the conical indenter, a range of invariant values of the soil resistance to the immersion of the conical indenter is isolated according to condition (1). To do this, determine the arithmetic mean of the invariant value of the resistivity of the soil sample to the immersion of the conical indenter
Figure 00000007
according to the formula (2) and the mean square deviation of the values of R i from the average values
Figure 00000008
by the formula (4), and then determine the soil moisture at the yield strength W L by the formula (5) and the soil moisture at the rolling border W P according to the formula (6).

Погрешность определения границ пластичности (влажности на границе текучести ΔWL и влажности на границе раскатывания ΔWP) грунта определяют по формулам:The error in determining the boundaries of plasticity (moisture at the yield strength ΔW L and humidity at the rolling border ΔW P ) of the soil is determined by the formulas:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

где δW - относительная погрешность определения влажности грунта, δW=0,05 при доверительной вероятности α=0,95 [ГОСТ 20522-2012 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний];where δ W is the relative error in determining soil moisture, δ W = 0.05 with a confidence probability of α = 0.95 [GOST 20522-2012 Soils. Methods of statistical processing of test results];

WS - влажность образца грунта при степени водонасыщения 0,97-0,98, %;W S - soil sample moisture at a degree of saturation of 0.97-0.98,%;

Н - коэффициент консистенции образца грунта, вычисляемый по его удельному сопротивлению пенетрации, Н=kw(1,522+0,715lg

Figure 00000007
) [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с. ];N - coefficient of consistency of the soil sample, calculated by its specific penetration resistance, N = k w (1,522 + 0,715lg
Figure 00000007
) [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980 .-- 248 p. ];

δН - относительная погрешность определения величины Н, которая вычисляется через погрешности величин kw и

Figure 00000011
, а эти последние определяются экспериментально как случайные погрешности;δ H is the relative error in determining the value of H, which is calculated through the errors of the quantities k w and
Figure 00000011
, and these latter are determined experimentally as random errors;

Figure 00000012
- среднее арифметическое инвариантных значений удельного сопротивления образца грунта при влажности WS погружению конусного индентора, кПа, определяемое по формуле (2);
Figure 00000012
- the arithmetic average of the invariant values of the resistivity of the soil sample at humidity W S immersion cone indenter, kPa, determined by the formula (2);

δw - относительная погрешность определения величины wm, δw=0,05 при α=0,95 [ГОСТ 20522-2012];δ w is the relative error in determining the value of w m , δ w = 0.05 at α = 0.95 [GOST 20522-2012];

δk - относительная погрешность определения величины kw, δk=0,05 при α=0,95 [ГОСТ 20522-2012];δ k is the relative error in determining the value of k w , δ k = 0.05 at α = 0.95 [GOST 20522-2012];

wm и kw - постоянные показатели линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, известные для испытываемого типа грунтов конкретного региона (площадки) на основе экспериментальных данных по методике Разоренова В.Ф. [Разоренов В.Ф. Пенетрационные испытания грунтов: (Теория и практика применения). - М.: Стройиздат, 1980. - 248 с.].w m and k w are constant indicators of the linear dependence of soil moisture at the yield point on the plasticity number W L = w m + k w ⋅I p , known for the type of soil tested in a particular region (site) based on experimental data according to the method of V. Razorenova . [Razorenov V.F. Penetration testing of soils: (Theory and practice of application). - M .: Stroyizdat, 1980. - 248 p.].

Таким образом, изобретение повышает точность и достоверность результатов определения границ пластичности грунтов при одном испытании одного образца грунта, упрощает и ускоряет определение границ пластичности грунтов, исключает влияние субъективных факторов на результаты определений границ пластичности грунтов, позволяет оценивать погрешности определения границ пластичности при испытании одного грунта.Thus, the invention improves the accuracy and reliability of the results of determining the boundaries of plasticity of soils during one test of one soil sample, simplifies and speeds up the determination of the boundaries of plasticity of soils, eliminates the influence of subjective factors on the results of determining the boundaries of plasticity of soils, allows you to evaluate the errors of determining the boundaries of plasticity when testing one soil.

Claims (18)

Способ определения границ пластичности грунтов, заключающийся в определении удельного сопротивления одного образца грунта, имеющего известные значения показателей wm и kw линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, при степени влажности 0,97-0,98, погружению конусного индентора с углом 30° при вершине и определении по формулам влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания, отличающийся тем, что образец грунта помещают в цилиндрическую камеру диаметром не менее 60 мм и высотой не менее 45 мм и размещают соосно вершине конуса индентора, а погружение конусного индентора производят с постоянной скоростью, равной 120 мм/мин, на глубину до 35 мм и с регистрацией величины сопротивления грунта через каждые 0,01 мм погружения конусного индентора с дискретностью не более 2,0 Н, при этом в полученном массиве значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора выделяют диапазон инвариантных значений сопротивления грунта погружению конусного индентора по условию:A method for determining the boundaries of soil plasticity, which consists in determining the resistivity of one soil sample having known values of indicators w m and k w of a linear dependence of soil moisture at the yield point on the plasticity number W L = w m + k w ⋅I p , at a moisture degree of 0 , 97-0.98, immersion of a conical indenter with an angle of 30 ° at the apex and determination by soil moisture formulas at the yield point and on the rolling border, characterized in that the soil sample is placed in a cylindrical chamber with a diameter of at least 60 mm and heights th is not less than 45 mm and placed coaxially to the top of the indenter cone, and the cone indenter is immersed at a constant speed of 120 mm / min to a depth of 35 mm and the soil resistance value is recorded every 0.01 mm of immersion of the cone indenter with discreteness not more than 2.0 N, while in the resulting array of values of the soil sample resistance to immersion of the conical indenter, a range of invariant values of soil resistance to immersion of the conical indenter is distinguished according to the condition:
Figure 00000013
Figure 00000013
 где VR - коэффициент вариации значений удельного сопротивления погружению конусного индентора образца грунта;where V R is the coefficient of variation of the values of resistivity to immersion of the conical indenter of the soil sample; 0,15 - допустимое значение коэффициента вариации для физических характеристик грунтов;0,15 - the permissible value of the coefficient of variation for the physical characteristics of soils;
Figure 00000014
- среднее арифметическое инвариантных значений удельного сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, кПа, определяемое по формуле:
Figure 00000014
- the arithmetic mean of the invariant values of the resistivity of the soil sample to the immersion of the conical indenter, kPa, determined by the formula:
Figure 00000015
Figure 00000015
 где n1 - число инвариантных значений сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, образующих непрерывный ряд;where n 1 is the number of invariant values of the resistance of the soil sample to immersion of the conical indenter, forming a continuous series; Ri - удельное сопротивление образца грунта погружению конусного индентора на i-й глубине его погружения, кПа, определяемое по формулеR i - specific resistance of the soil sample to immersion of the conical indenter at the i-th depth of its immersion, kPa, determined by the formula
Figure 00000016
Figure 00000016
 где Pi и hi - i-e значение величины сопротивления образца грунта погружению конусного индентора, Н, и соответствующее ему i-е значение глубины погружения конусного индентора, мм;where P i and h i - ie the value of the resistance of the soil sample to immersion of the conical indenter, N, and the corresponding i-th value of the immersion depth of the conical indenter, mm; S - среднее квадратичное отклонение значений Ri от средних значений
Figure 00000014
, кПа, определяемое по формуле:S is the mean square deviation of the values of R i from the average values
Figure 00000014
, kPa, determined by the formula:
Figure 00000017
Figure 00000017
 а определение влажности грунта на границе текучести и на границе раскатывания производят по формулам:and the determination of soil moisture at the yield stress and at the rolling border is carried out according to the formulas:
Figure 00000018
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000019
 где WL и WP - влажность грунта на границе соответственно текучести и раскатывания, %;where W L and W P - soil moisture at the boundary, respectively, flow and rolling,%; WS - влажность образца грунта при степени водонасыщения 0,97-0,98, %;W S - soil sample moisture at a degree of saturation of 0.97-0.98,%; wm и kw - постоянные показатели линейной зависимости влажности грунта на границе текучести от числа пластичности WL=wm+kw⋅Ip, известные для испытываемого типа грунтов конкретного региона (площадки) на основе экспериментальных данных.w m and k w are constant indicators of a linear dependence of soil moisture at the yield point on the plasticity number W L = w m + k w ⋅ I p , known for the type of soil tested in a particular region (site) based on experimental data.
RU2016144846A 2016-11-15 2016-11-15 Method for determining plasticity borders of soils RU2631616C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144846A RU2631616C1 (en) 2016-11-15 2016-11-15 Method for determining plasticity borders of soils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016144846A RU2631616C1 (en) 2016-11-15 2016-11-15 Method for determining plasticity borders of soils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2631616C1 true RU2631616C1 (en) 2017-09-25

Family

ID=59931296

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016144846A RU2631616C1 (en) 2016-11-15 2016-11-15 Method for determining plasticity borders of soils

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2631616C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113189303A (en) * 2021-04-27 2021-07-30 青岛市勘察测绘研究院 Intelligent liquid limit instrument and liquid limit measuring method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1739289A1 (en) * 1989-06-14 1992-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Method of determining plasticity parameters of water- unsaturated dispersed soils
SU1763977A1 (en) * 1982-07-22 1992-09-23 Ижевский механический институт Method of plasticity index determining for dust-clay soils
JPH1183719A (en) * 1997-09-12 1999-03-26 Agency Of Ind Science & Technol Method for evaluating plasticity of tempered soil
JPH1194725A (en) * 1997-09-12 1999-04-09 Agency Of Ind Science & Technol Method for measuring plasticity of kneaded earth
RU2305284C2 (en) * 2005-09-13 2007-08-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Method for determining rolling limit of argillaceous soils
RU2453840C2 (en) * 2009-07-29 2012-06-20 Валерий Николаевич Кутергин METHOD OF DETERMINING PLASTIC LIMIT (Wp) OF CLAY SOIL BY COMPACTION AND DEVICE TO THIS END

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1763977A1 (en) * 1982-07-22 1992-09-23 Ижевский механический институт Method of plasticity index determining for dust-clay soils
SU1739289A1 (en) * 1989-06-14 1992-06-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации им.А.Н.Костякова Method of determining plasticity parameters of water- unsaturated dispersed soils
JPH1183719A (en) * 1997-09-12 1999-03-26 Agency Of Ind Science & Technol Method for evaluating plasticity of tempered soil
JPH1194725A (en) * 1997-09-12 1999-04-09 Agency Of Ind Science & Technol Method for measuring plasticity of kneaded earth
RU2305284C2 (en) * 2005-09-13 2007-08-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Method for determining rolling limit of argillaceous soils
RU2453840C2 (en) * 2009-07-29 2012-06-20 Валерий Николаевич Кутергин METHOD OF DETERMINING PLASTIC LIMIT (Wp) OF CLAY SOIL BY COMPACTION AND DEVICE TO THIS END

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113189303A (en) * 2021-04-27 2021-07-30 青岛市勘察测绘研究院 Intelligent liquid limit instrument and liquid limit measuring method
CN113189303B (en) * 2021-04-27 2023-04-25 青岛市勘察测绘研究院 Intelligent liquid limit instrument and liquid limit measuring method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU834514A1 (en) Method of earth packing quality control
JP2008519963A (en) Fracture toughness measurement method using continuous press-fitting method
Trtnik et al. Measurement of setting process of cement pastes using non-destructive ultrasonic shear wave reflection technique
RU2631616C1 (en) Method for determining plasticity borders of soils
CN110397015A (en) A kind of processing method of seabed in-situ test data
CN103713051A (en) Modeling method for spherical fruit texture prediction model
RU2453840C2 (en) METHOD OF DETERMINING PLASTIC LIMIT (Wp) OF CLAY SOIL BY COMPACTION AND DEVICE TO THIS END
RU2711261C1 (en) Soil testing method by means of static probing method
JP2018168655A (en) Soil determination method
RU2436066C1 (en) Method of measurement of moisture diffusion coefficient in capillary porous sheet materials
RU2657309C2 (en) Method for determining the range of soil plasticity
RU2337343C1 (en) Method for determination of stress-rupture properties and swelling pressure in clay ground
US10969317B2 (en) Hardness testing system using multiple depth measurements and related methods
RU2708768C1 (en) Method for determining characteristics of soil swelling
EP1933126A3 (en) Method and device for determining the susceptibility of a substance to dynamic strain age hardening
RU2569915C1 (en) Determination of soil density at compression tests
CN112964577A (en) Series probe for measuring non-drainage shear strength of soft clay and test method
Rybak et al. Acoustic wave velocity tests in newly constructed concrete piles
RU2711300C1 (en) Soil testing method by means of static probing method
RU2819268C1 (en) Method of detecting hidden defects and device for their detection
RU2619821C1 (en) Method for determining characteristics of soil porosity in compression tests
RU2715588C1 (en) Method for determining characteristics of fill-up ground
CN115656480B (en) Method for measuring volume modulus of coal reservoir microscopic component
RU2797140C1 (en) Method for determining diffusion coefficient in massive products capillary-porous materials
RU2767028C1 (en) Method of determining embrittlement of material

Legal Events

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

Effective date: 20181116