RU2707624C1 - Method for determining characteristics of soil swelling - Google Patents

Method for determining characteristics of soil swelling Download PDF

Info

Publication number
RU2707624C1
RU2707624C1 RU2019103311A RU2019103311A RU2707624C1 RU 2707624 C1 RU2707624 C1 RU 2707624C1 RU 2019103311 A RU2019103311 A RU 2019103311A RU 2019103311 A RU2019103311 A RU 2019103311A RU 2707624 C1 RU2707624 C1 RU 2707624C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
pressure
swelling
deformation
sample
Prior art date
Application number
RU2019103311A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Алексеевич Ляшенко
Виктор Викторович Денисенко
Сергей Олегович Гудзенко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
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 аграрный университет имени И.Т. Трубилина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина"
Priority to RU2019103311A priority Critical patent/RU2707624C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2707624C1 publication Critical patent/RU2707624C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02Investigation of foundation soil in situ before construction work

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction soil science and is used in engineering-geological surveys for construction on swelling soils, in particular for determining swelling pressure and soil swelling at different pressure values. Method for determining characteristics of swelling of soil involves loading a given soil sample pressure with known values of plasticity, natural moisture, moisture content at the yield point and porosity coefficient, soaking with curing until stabilization of sample deformation and unloading to zero pressure with registration of soil sample deformation values and acting pressure at all loading, soaking and unloading stages and determination of soil swelling pressure as per plot of soil swelling deformation dependence on pressure, wherein testing is carried out on one soil sample, and loading of soil sample to a given pressure and unloading to zero pressure is carried out with a constant rate of change of pressure simulating the loading rate of foundation base, but not higher than the limiting rate providing completion of consolidation with a given tolerance and determined depending on physical properties of soil, wherein the values of the soil sample and the actual pressure deformation are recorded through each 0.005 mm of the soil sample deformation, and the soil sample swelling deformation values are determined as the difference in the swelling deformation readings and the soil sample deposition at the same pressure value.
EFFECT: high reliability and accuracy of determining soil swelling characteristics, shorter test time and labor costs.
1 cl, 3 dwg

Description

Способ относится к строительному грунтоведению и применяется при инженерно-геологических изысканиях для строительства на набухающих грунтах, в частности, для определения давления набухания и деформации набухания грунтов при разных значениях давления.The method relates to construction soil science and is used in engineering-geological surveys for construction on swellable soils, in particular, to determine the pressure of swelling and deformation of swelling of soils at different pressure values.

Известен способ определения относительной деформации набухания и давления набухания грунтов методом одной кривой, заключающийся в том, что несколько образцов одного и того же грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости нагружают в компрессионных приборах разным давлением с выдерживанием до стабилизации деформации: первый образец нагружают давлением 0,0025 МПа, второй - 0,025 МПа, третий - 0,05 МПа, четвертый - 0,1 МПа, пятый 0,2 МПа и т.д. до необходимого давления в соответствии с программой испытаний. Затем каждый из образцов фунта замачивают, выдерживают до стабилизации деформации и регистрируют полученные значения деформации набухания. По данным испытаний всех образцов грунта строят график зависимости деформации набухания от давления и определяют давление набухания, как давление, при котором деформация набухания образца грунта равна нулю [1. Рекомендации по лабораторным методам определения характеристик набухающих грунтов (п. 3, с. 10-11). - М.: Стройиздат, 1974. - 19 с.; 2. ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости (п. 5.6, с. 25-28). - М.: Стандартинформ, 2011. - 82 с.].A known method for determining the relative deformation of swelling and swelling pressure of soils by the method of one curve, which consists in the fact that several samples of the same soil with known values of the number of ductility, natural humidity, moisture at the yield strength and porosity coefficient are loaded in compression devices with different pressure withstanding to stabilize the deformation: the first sample is loaded with a pressure of 0.0025 MPa, the second is 0.025 MPa, the third is 0.05 MPa, the fourth is 0.1 MPa, the fifth is 0.2 MPa, etc. to the required pressure in accordance with the test program. Then, each of the pound samples is soaked, held until the strain is stabilized, and the obtained values of the swelling strain are recorded. According to the tests of all soil samples, a graph of the dependence of the swelling strain on pressure is constructed and the swelling pressure is determined as the pressure at which the swelling strain of the soil sample is zero [1. Recommendations on laboratory methods for determining the characteristics of swelling soils (p. 3, p. 10-11). - M .: Stroyizdat, 1974. - 19 p .; 2. GOST 12248-2010 Soils. Laboratory methods for determining the characteristics of strength and deformability (paragraph 5.6, p. 25-28). - M .: Standartinform, 2011. - 82 p.].

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

- для испытаний необходимо использовать несколько образцов одного и того же грунта (не менее 6), а для их получения необходимо из горных выработок производить отбор больших монолитов, что повышает трудовые и материальные затраты на подготовку образцов грунта для испытания;- for testing, it is necessary to use several samples of the same soil (at least 6), and for their receipt it is necessary to select large monoliths from the mine workings, which increases the labor and material costs of preparing soil samples for testing;

- необходимость длительного одновременного или последовательного использования нескольких компрессионных приборов;- the need for prolonged simultaneous or sequential use of several compression devices;

- несоответствие нагружения образцов грунта ступенью давления с выдержкой до стабилизации деформации образцов нагружению грунтовых оснований при строительстве, при котором нагрузка увеличивается во времени более плавно;- mismatch of the loading of soil samples with a pressure stage with holding to stabilize the deformation of the samples to the loading of soil bases during construction, in which the load increases more smoothly in time;

- низкая точность и достоверность результатов определений;- low accuracy and reliability of determination results;

- большая длительность и стоимость испытаний.- long duration and cost of testing.

Известен способ определения относительного набухания грунтов методом двух кривых, заключающийся в испытании в компрессионном приборе не менее двух образцов одного и того же грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости. Первый образец грунта замачивают водой без нагрузки и выдерживают до стабилизации деформации набухания, затем нагружают ступенями давления по 0,1 МПа через 1 час до конечного значения, меньшего давления набухания, и выдерживают до стабилизации деформации. Второй образец грунта естественной влажности нагружают ступенями давления по 0,1 МПа через 1 час до того же конечного значения давления, что и первый, выдерживают до стабилизации деформации сжатия, а затем замачивают и выдерживают до стабилизации деформации набухания. Затем второй образец грунта разгружают аналогично нагружению до нулевого давления и выдерживают до стабилизации деформации. По данным испытаний двух образцов строят кривую зависимости деформации набухания от давления, расположенную между графиками сжатия первого и набухания второго образцов. Значение давления набухания определяют в отдельном опыте прямым методом на шести образцах [Рекомендации по лабораторным методам определения характеристик набухающих фунтов (п. 5, с. 12-13). - М.: Стройиздат, 1974. - 19 с. (прототип)].There is a method of determining the relative swelling of soils by the two-curve method, which consists in testing at least two samples of the same soil in a compression device with known values of the plasticity number, natural humidity, moisture at the yield strength and porosity coefficient. The first soil sample is soaked with water without load and maintained until the swelling deformation is stabilized, then it is loaded with 0.1 MPa pressure steps after 1 hour to a final value lower than the swelling pressure, and maintained until the deformation is stabilized. The second sample of soil of natural moisture is loaded with pressure steps of 0.1 MPa after 1 hour to the same final pressure value as the first, is held until stabilization of compression deformation, and then soaked and held until stabilization of the swelling strain. Then the second soil sample is unloaded similarly to loading to zero pressure and maintained until the deformation is stabilized. According to the test data of two samples, a curve is constructed of the dependence of the swelling strain on pressure, located between the compression curves of the first and the swelling of the second sample. The value of the swelling pressure is determined in a separate experiment by a direct method on six samples [Recommendations for laboratory methods for determining the characteristics of swelling pounds (p. 5, p. 12-13). - M.: Stroyizdat, 1974. - 19 p. (prototype)].

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

- несоответствие нафужения образцов грунта ступенями давления без выдержки до стабилизации деформации образцов нагружению фунтовых оснований при строительстве, при котором нагрузка увеличивается во времени более плавно и менее быстро, что снижает достоверность результатов определений;- the mismatch of the infusion of soil samples by pressure steps without holding until the deformation of the samples is stabilized by the loading of pound bases during construction, in which the load increases in time more smoothly and less quickly, which reduces the reliability of the determination results;

- произвольное построение кривой зависимости деформации набухания от давления, что снижает достоверность результатов определений;- arbitrary construction of the curve of the dependence of the swelling strain on pressure, which reduces the reliability of the results of the determination;

- необходимость определения давления набухания в отдельном опыте;- the need to determine the swelling pressure in a separate experiment;

- использование большого числа образцов одного и того же грунта, что увеличивает трудозатраты на подготовку образцов грунта для испытания и снижает достоверность получаемых результатов;- the use of a large number of samples of the same soil, which increases the labor costs for preparing soil samples for testing and reduces the reliability of the results;

- необходимость длительного одновременного или последовательного использования не менее двух компрессионных приборов.- the need for long-term simultaneous or sequential use of at least two compression devices.

Задача изобретения - повышение достоверности и точности результатов испытания образцов грунтов путем создания условий, моделирующих работу грунтовых оснований при строительстве, и учета физических свойств грунта, а также повышение эффективности испытания путем сокращения количества образцов и размеров монолитов, отбираемых из горных выработок для испытаний.The objective of the invention is to increase the reliability and accuracy of the results of testing soil samples by creating conditions that simulate the work of soil bases during construction, and taking into account the physical properties of the soil, as well as increasing the efficiency of the test by reducing the number of samples and the size of monoliths taken from mine workings for testing.

Технический результат изобретения - повышение достоверности и точности определения характеристик набухания грунта, сокращение времени испытаний и трудозатрат.The technical result of the invention is to increase the reliability and accuracy of determining the characteristics of the swelling of the soil, reducing test time and labor.

Технический результат достигается тем, что в способе определения характеристик набухания грунта, заключающемся в нагружении заданным давлением образца грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости, замачивании с выдержкой до стабилизации деформации образца и разгрузке до нулевого давления с регистрацией значений деформации образца и действующего давления на всех этапах нагружения, замачивания и разгрузки и определении давления набухания грунта по графику зависимости деформации набухания грунта от давления, согласно изобретения, испытания проводят на одном образце грунта, а нагружение образца грунта до заданного давления и разгрузку до нулевого давления осуществляют с постоянной скоростью изменения давления, моделирующей скорость нагружения основания фундамента, но не выше предельной скорости, обеспечивающей завершение консолидации с заданным допуском и определяемой, в зависимости от физических свойств грунта, по формулеThe technical result is achieved in that in a method for determining the characteristics of soil swelling, which consists in loading a soil sample with a given pressure with known values of the plasticity number, natural humidity, humidity at the yield point and porosity coefficient, soaking with soaking to stabilize the deformation of the sample and unloading to zero pressure with registration of values of sample deformation and effective pressure at all stages of loading, soaking and unloading, and determination of soil swelling pressure by g according to the invention, the tests are carried out on one soil sample, and loading the soil sample to a given pressure and unloading to zero pressure is carried out with a constant pressure change rate simulating the loading rate of the foundation foundation, but not higher than the limiting speed, providing completion of consolidation with a given tolerance and determined, depending on the physical properties of the soil, according to the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где Vlim - предельная скорость нагружения и разгрузки образца грунта, кПа/ч [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. О стандарте на метод компрессионных испытаний грунтов постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2017, №4. - С. 27-42. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1594];where V lim - the maximum speed of loading and unloading the soil sample, kPa / h [Denisenko VV, Lyashenko PA About the standard for the method of compression testing of soils with an ever-increasing load // Scientific works of the Kuban State Technological University, 2017, No. 4. - S. 27-42. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1594];

Ip - число пластичности грунта, %;I p is the number of soil plasticity,%;

W- природная влажность грунта, %;W - natural soil moisture,%;

WL - влажность грунта на границе текучести, %;W L - soil moisture at the yield strength,%;

е - коэффициент пористости грунта, д.е.;e is the coefficient of porosity of the soil, e .;

Q - допускаемая относительная деформация завершения консолидации, принятая равной 5% [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Обоснование критерия выбора скорости нагружения грунтов при компрессионных испытаниях постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2016, №5. - С. 110-122. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/962],Q - allowable relative deformation of the consolidation completion, taken equal to 5% [Denisenko V.V., Lyashenko P.A. Justification of the criterion for choosing the rate of soil loading during compression tests with an ever-increasing load // Scientific works of the Kuban State Technological University, 2016, No. 5. - S. 110-122. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/962],

при этом регистрацию значений деформации образца грунта и действующего давления производят через каждые 0,005 мм деформации образца грунта, а значения деформации набухания образца грунта при различном давлении определяют как разность показаний деформации набухания и осадки образца грунта при одном и том же значении давления.at the same time, the deformation of the soil sample and the effective pressure are recorded every 0.005 mm of deformation of the soil sample, and the values of the swelling strain of the soil sample at different pressures are determined as the difference in the readings of the deformation of the swelling and sediment of the soil sample at the same pressure value.

Нагружение образца грунта до заданного давления и разгрузка до нулевого давления с постоянной скоростью увеличения давления позволяет проводить испытания на одном образце грунта в условиях, моделирующих работу грунтового основания при строительстве и т.о. повышает достоверность результатов испытаний.Loading a soil sample to a given pressure and unloading to zero pressure with a constant rate of pressure increase allows testing on a single soil sample under conditions simulating the operation of a soil base during construction, etc. increases the reliability of test results.

Регистрация значений деформации образца грунта и приложенного давления через каждые 0,005 мм деформации образца повышает точность результатов испытаний. Способ позволяет:Registration of the values of the deformation of the soil sample and the applied pressure every 0.005 mm deformation of the sample increases the accuracy of the test results. The method allows:

- обеспечить плавность и заданную скорость нагружения образца, что соответствует условию нагружения грунта в основании фундамента;- to ensure smoothness and a given loading rate of the sample, which corresponds to the condition of loading the soil at the base of the foundation;

- оценить погрешность определения характеристик грунта, создаваемую его неоднородностью, статистически, на основе большого массива экспериментальных данных по одному образцу, и повысить тем самым их достоверность;- to evaluate the error in determining the characteristics of the soil, created by its heterogeneity, statistically, based on a large array of experimental data on one sample, and thereby increase their reliability;

- получить значения деформации набухания при любом значении давления и значение давления набухания в опыте с одним образцом;- to obtain the values of the swelling strain at any pressure value and the value of the swelling pressure in the experiment with one sample;

- сделать опыт по определению деформаций сжатия и набухания предсказуемым по длительности испытания и уменьшить эту длительность.- make the experience of determining compressive and swelling deformations predictable in terms of test duration and reduce this duration.

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.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».The above allows us to argue that the proposed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty" and "inventive step".

Пояснения к заявляемому способу определения характеристик набухания грунта и один из вариантов устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, где на:Explanations of the claimed method for determining the characteristics of soil swelling 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 характеристик набухания грунта;FIG. 1 is a schematic block diagram of a device for implementing a method for determining soil swelling characteristics;

фиг. 2 - график определения давления набухания грунта, когда замачивание при постоянном конечном давлении вызывает деформацию просадки образца ssl.m (участок аа1);FIG. 2 is a graph for determining the swelling pressure of the soil, when soaking at a constant final pressure causes deformation of the subsidence of the sample s sl.m (plot aa 1 );

фиг. 3 - график определения давления набухания грунта, когда замачивание при постоянном конечном давлении вызывает деформацию набухания ssw.a (участок аа1).FIG. 3 is a graph for determining soil swelling pressure when soaking at a constant final pressure causes swelling deformation s sw.a (plot aa 1 ).

Устройство для реализации способа определения характеристик набухания грунта состоит из рабочей камеры 1, размещенной на столе-основании 2, датчика 3 деформации образца грунта, датчика 4 величины приложенного давления, нагрузочного механизма 5, замачивателя 6 образца грунта и блока управления 7.A device for implementing the method for determining the characteristics of the swelling of the soil consists of a working chamber 1 placed on the base table 2, a sensor 3 for deformation of the soil sample, a sensor 4 for the applied pressure, a loading mechanism 5, a soaking agent 6 for the soil sample, and a control unit 7.

Рабочая камера 1 выполнена в виде одометра компрессионного прибора и состоит из разборного корпуса с подводом 8 воды и указателем 9 уровня воды, жесткого рабочего кольца 10, предотвращающего боковое расширение испытываемого образца грунта, неподвижного перфорированного штампа 11 и подвижного перфорированного штампа 12.The working chamber 1 is made in the form of an odometer of a compression device and consists of a collapsible case with a water supply 8 and a water level indicator 9, a hard working ring 10 that prevents lateral expansion of the tested soil sample, a stationary perforated stamp 11 and a movable perforated stamp 12.

Датчик 3 деформации образца грунта предназначен для измерения знакопеременных линейных перемещений подвижного штампа 10 (деформации образца) с погрешностью не более 0,005 мм. Датчик 3 деформации образца грунта может быть выполнен, например, в виде растрового фотоэлектронного преобразователя линейных перемещений.Sensor 3 deformation of the soil sample is designed to measure alternating linear displacements of the movable stamp 10 (deformation of the sample) with an error of not more than 0.005 mm The sensor 3 deformation of the soil sample can be performed, for example, in the form of a raster photoelectronic linear displacement transducer.

Датчик 4 величины приложенного давления предназначен для измерения приложенного давления при нагружении или разгрузке образца грунта. Датчик 4 величины приложенного давления может быть выполнен, например, в виде динамометра сжатия с упругим элементом и растровым фотоэлектронным преобразователем линейных перемещений.The sensor 4 of the applied pressure is designed to measure the applied pressure during loading or unloading of a soil sample. The sensor 4 of the magnitude of the applied pressure can be performed, for example, in the form of a compression dynamometer with an elastic element and a raster photoelectronic linear displacement transducer.

Нагрузочный механизм 5 предназначен для нагружения образца грунта до заданного давления и разгрузки до нулевого значения с постоянной скоростью увеличения давления, задаваемой блоком управления 7.The loading mechanism 5 is intended for loading a soil sample to a predetermined pressure and unloading to zero value with a constant rate of increase in pressure set by the control unit 7.

Замачиватель 6 образца грунта предназначен для подачи воды в рабочую камеру 1 и поддержания в ней уровня воды выше верхнего торца образца грунта 13.The soil sampler 6 is designed to supply water to the working chamber 1 and maintain a water level in it above the upper end of the soil sample 13.

Блок управления 7 предназначен для задания программы испытаний и управления работой устройства в процессе ее выполнения, в частности, для: включения нагрузочного механизма 5 на нагружение образца грунта, включения замачивателя 6 для замачивания при заданном давлении и выдержки образца до стабилизации деформации, включения нагрузочного механизма 5 на разгрузку до нулевого давления, обеспечение заданной постоянной скорости нагружения и разгрузки образца грунта, регистрации в электронной памяти значений деформации образца (осадки, просадки и набухания) и действующего давления через каждые 0,005 мм при нагружении, замачивании и разгрузке образца, выдачи результатов испытания на дисплей блока управления 7 и внешнюю ЭВМ.The control unit 7 is designed to set the test program and control the operation of the device during its execution, in particular, for: turning on the loading mechanism 5 for loading the soil sample, turning on the soaking device 6 for soaking at a given pressure and holding the sample until the deformation is stabilized, turning on the loading mechanism 5 for unloading to zero pressure, ensuring a given constant speed of loading and unloading the soil sample, recording in the electronic memory the values of sample deformation (precipitation, drawdown ki and swelling) and the effective pressure every 0.005 mm during loading, soaking and unloading the sample, issuing the test results to the display of the control unit 7 and an external computer.

В качестве устройства для определения характеристик набухания грунта могут использоваться любые известные устройства, обеспечивающие проведение испытаний образца грунта в соответствии с описанным способом определения характеристик набухания, например, автоматический компрессионный прибор АКП-6Н для испытания фунтов постоянно возрастающей нафузкой [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Автоматический компрессионный прибор АКП-6Н для испытания фунтов постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2016, №6. - С. 156-169. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1014].As a device for determining the characteristics of the swelling of the soil, any known device can be used to ensure testing of the soil sample in accordance with the described method for determining the characteristics of swelling, for example, the automatic compression device AKP-6N for testing pounds with an ever-increasing pressure [Denisenko VV, Lyashenko P.A. Automatic compression device AKP-6N for testing pounds with an ever-increasing load // Scientific works of the Kuban State Technological University, 2016, No. 6. - S. 156-169. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1014].

Способ определения характеристик набухания фунта осуществляется следующим образом.The method for determining the characteristics of the swelling of the pound is as follows.

Образец грунта естественной влажности зафужают в рабочее кольцо 10, помещают на неподвижный штамп 11 в рабочей камере 1, накрывают подвижным штампом 12 и устанавливают на столе-основании 2. К подвижному штампу 12 подводят датчик 3 деформации образца грунта, датчик 4 величины приложенного давления и нафузочный механизм 5, а к подводу 8 присоединяют замачиватель 6, который заполняют водой. В блоке управления 7 задают конечное давление на образец и постоянную скорость увеличения и уменьшения давления на него при нафужении и при разгрузке, моделирующей скорость нафужения основания фундамента, которая должна быть не выше предельной скорости, обеспечивающей завершение консолидации с заданным допуском и определяемой, в зависимости от физических свойств фунта, по формуле (1), и включают устройство в работу.A soil sample of natural moisture is injected into the working ring 10, placed on a fixed stamp 11 in the working chamber 1, covered with a movable stamp 12 and mounted on a base table 2. A sensor 3 for deformation of the soil sample, a sensor 4 of the applied pressure and pressure mechanism 5, and a soaking device 6 is attached to the inlet 8, which is filled with water. In the control unit 7, the final pressure on the specimen and a constant rate of increase and decrease in pressure on it are set during infusion and during unloading, simulating the infusion rate of the foundation foundation, which should not be higher than the limiting speed, ensuring the completion of consolidation with a given tolerance and determined, depending on physical properties of the pound, according to the formula (1), and include the device in operation.

При включении устройства в работу датчик 3 деформации образца грунта и датчик 4 величины приложенного давления обнуляются, включается нагрузочный механизм 5 и производится приложение давления с заданной постоянной скоростью его увеличения до заданного значения. Одновременно производится регистрация деформации образца грунта и действующего давления через каждые 0,005 мм деформации образца грунта.When you turn on the device in operation, the sensor 3 deformation of the soil sample and the sensor 4, the values of the applied pressure are reset, the load mechanism 5 is turned on and the pressure is applied at a given constant speed of its increase to a predetermined value. At the same time, the deformation of the soil sample and the effective pressure are recorded every 0.005 mm of deformation of the soil sample.

После достижения значения заданного конечного давления нагрузочный механизм 5 отключается, включается замачиватель 6 и производится замачивание грунта и выдержка его до стабилизации деформации образца. В процессе замачивания образца производится регистрация деформации образца при постоянном давлении через каждые 0,005 мм деформации образца.After reaching the value of the specified final pressure, the load mechanism 5 is turned off, the soaking device 6 is turned on and the soil is soaked and soaked until the deformation of the sample is stabilized. During the soaking of the sample, the deformation of the sample is recorded at a constant pressure every 0.005 mm of deformation of the sample.

Затем включается нагрузочный механизм 5 и производится разгрузка образца грунта до нулевого давления с той же постоянной скоростью уменьшения давления, что и увеличения при нагружении, и регистрация деформации образца и действующего давления через каждые 0,005 мм деформации образца.Then, the loading mechanism 5 is turned on and the soil sample is unloaded to zero pressure with the same constant pressure reduction rate as the increase during loading, and the deformation of the sample and the effective pressure are recorded every 0.005 mm of sample deformation.

После разгрузки образца фунта до нулевого давления, нагрузочный механизм 5 отключается, а результаты испытания выдаются на дисплей блока управления 7 и внешнюю ЭВМ.After unloading the pound sample to zero pressure, the load mechanism 5 is turned off, and the test results are displayed on the display of the control unit 7 and an external computer.

По полученным данным регистрации деформаций образца фунта строят графики зависимости осадки образца при естественной влажности при нафужении до конечного давления (кривая Оа на фиг. 2 и фиг. 3), деформации просадки образца ssl.a (участок аа1 на фиг. 2) или деформации набухания ssw.a (участок аа1 на фиг. 3) после замачивания фунта при постоянном конечном давлении, деформации набухания замоченного фунта при разфузке до нулевого давления (кривая a1c на фиг. 2 и фиг. 3). По разности ординат кривых Оа и са1 строят расчетом график зависимости набухания грунта от давления ssw(p).Based on the data obtained for recording deformations of the pound sample, graphs of the dependence of the sedimentation of the sample at natural humidity during infusion to final pressure (curve Oa in Fig. 2 and Fig. 3), the strain of subsidence of the specimen s sl.a (section aa 1 in Fig. 2) or swelling strain s sw.a (section aa 1 in FIG. 3) after soaking a pound at constant final pressure, swelling strain of a soaked pound during freezing to zero pressure (a 1 c curve in FIG. 2 and FIG. 3). Using the difference in the ordinates of the curves Oa and ca 1, a calculation is made of the dependence of the swelling of the soil on the pressure s sw (p).

На пересечении фафика зависимости набухания фунта от давления ssw(p) с осью давления р получают давление набухания грунта psw в случае, если после замачивании образца фунта при постоянном конечном давлении получена деформация просадки образца ssl.a (участок аа1 на фиг. 2). Если после замачивания образца грунта при постоянном конечном давлении получена деформация набухания ssw.a (участок аа1 на фиг. 3), то кривую зависимости набухания грунта от давления ssw(p) продолжают касательной в последней экспериментальной точке до оси давления р, в пересечении с которой получают давление набухания грунта psw. В обоих случаях, точность определения значений ssw(p) и psw выше, чем в прототипе.At the intersection of the dependence of the pound swelling on pressure s sw (p) with the pressure axis p, the soil swelling pressure p sw is obtained if, after soaking a pound sample at a constant final pressure, a subsidence strain of sample s sl.a was obtained (section aa 1 in FIG. 2). If after soaking a soil sample at a constant final pressure, a swelling strain s sw.a is obtained (section aa 1 in Fig. 3), then the curve of the dependence of the swelling of the soil on pressure s sw (p) is continued tangential at the last experimental point to the pressure axis p, the intersection with which the soil swelling pressure p sw is obtained. In both cases, the accuracy of determining the values of s sw (p) and p sw is higher than in the prototype.

Таким образом, изобретение обеспечивает испытания образцов грунтов в условиях, моделирующих работу грунта в основании фундамента при строительстве, сокращает количество испытываемых образцов до одного, уменьшает размеры монолитов, отбираемых из горных выработок для испытаний, повышает достоверность и точность определения характеристик набухания грунта, сокращает длительность испытаний и трудозатраты.Thus, the invention provides testing of soil samples in conditions simulating the soil in the foundation during construction, reduces the number of test samples to one, reduces the size of monoliths taken from mine workings for testing, increases the reliability and accuracy of determining the characteristics of soil swelling, reduces the duration of the test and labor costs.

Claims (9)

Способ определения характеристик набухания грунта, заключающийся в нагружении заданным давлением образца грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости, замачивании с выдержкой до стабилизации деформации образца и разгрузке до нулевого давления с регистрацией значений деформации образца грунта и действующего давления на всех этапах нагружения, замачивания и разгрузки и определении давления набухания грунта по графику зависимости деформации набухания грунта от давления, отличающийся тем, что испытания проводят на одном образце грунта, а нагружение образца грунта до заданного давления и разгрузку до нулевого давления осуществляют с постоянной скоростью изменения давления, моделирующей скорость нагружения основания фундамента, но не выше предельной скорости, обеспечивающей завершение консолидации с заданным допуском и определяемой, в зависимости от физических свойств грунта, по формулеA method for determining the characteristics of soil swelling, which consists in loading a soil sample with a given pressure with known values of the plasticity number, natural humidity, humidity at the yield point and porosity coefficient, soaking with soaking to stabilize the deformation of the sample and unloading to zero pressure with recording the values of the deformation of the soil sample and the current pressure at all stages of loading, soaking and unloading and determining the swelling pressure of the soil according to the graph of the dependence of the swelling strain I of the soil from pressure, characterized in that the tests are carried out on one soil sample, and the loading of the soil sample to a given pressure and unloading to zero pressure is carried out with a constant rate of pressure change, simulating the rate of loading of the foundation foundation, but not higher than the limiting speed, ensuring the completion of consolidation with a given tolerance and determined, depending on the physical properties of the soil, according to the formula
Figure 00000002
Figure 00000002
где Vlim - предельная скорость нагружения и разгрузки образца грунта, кПа/ч;where V lim - the maximum speed of loading and unloading a soil sample, kPa / h; IP - число пластичности грунта, %;I P is the number of soil plasticity,%; W - природная влажность грунта, %;W - natural soil moisture,%; WL - влажность грунта на границе текучести, %;W L - soil moisture at the yield strength,%; е - коэффициент пористости грунта, д.е.;e is the coefficient of porosity of the soil, e .; Q - допускаемая относительная деформация завершения консолидации, принятая равной 5%,Q is the allowable relative deformation of the completion of consolidation, taken equal to 5%, при этом регистрацию значений деформации образца грунта и действующего давления производят через каждые 0,005 мм деформации образца грунта, а значения деформации набухания образца грунта определяют как разность показаний деформации набухания и осадки образца грунта при одном и том же значении давления.at the same time, the deformation of the soil sample and the effective pressure are recorded every 0.005 mm of deformation of the soil sample, and the values of the deformation of the swelling of the soil sample are determined as the difference in the readings of the deformation of the swelling and sediment of the soil sample at the same pressure value.
RU2019103311A 2019-02-06 2019-02-06 Method for determining characteristics of soil swelling RU2707624C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103311A RU2707624C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Method for determining characteristics of soil swelling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019103311A RU2707624C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Method for determining characteristics of soil swelling

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2707624C1 true RU2707624C1 (en) 2019-11-28

Family

ID=68836544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103311A RU2707624C1 (en) 2019-02-06 2019-02-06 Method for determining characteristics of soil swelling

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2707624C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111678853A (en) * 2020-06-19 2020-09-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 Method for measuring saturated permeability coefficient of high-compaction expansive soil

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008395C1 (en) * 1991-06-10 1994-02-28 Казарновский Владимир Давидович Method of determining optimum moisture content in loamy grounds
CN1172191A (en) * 1997-07-18 1998-02-04 付长宏 Method for drainage-strengthening of hydraulic-filled soft clay
RU2186174C2 (en) * 2000-06-13 2002-07-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Procedure determining technological characteristics of cohesive soil compacted by mechanisms
RU2337343C1 (en) * 2007-05-21 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" Method for determination of stress-rupture properties and swelling pressure in clay ground

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2008395C1 (en) * 1991-06-10 1994-02-28 Казарновский Владимир Давидович Method of determining optimum moisture content in loamy grounds
CN1172191A (en) * 1997-07-18 1998-02-04 付长宏 Method for drainage-strengthening of hydraulic-filled soft clay
RU2186174C2 (en) * 2000-06-13 2002-07-27 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева" Procedure determining technological characteristics of cohesive soil compacted by mechanisms
RU2337343C1 (en) * 2007-05-21 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" Method for determination of stress-rupture properties and swelling pressure in clay ground

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111678853A (en) * 2020-06-19 2020-09-18 中国科学院武汉岩土力学研究所 Method for measuring saturated permeability coefficient of high-compaction expansive soil
CN111678853B (en) * 2020-06-19 2021-09-14 中国科学院武汉岩土力学研究所 Method for measuring saturated permeability coefficient of high-compaction expansive soil

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100418700B1 (en) Ball indenter based on FEA solutions for property evaluation
CN108489808A (en) A kind of method of acoustic emission test concrete in uniaxial tension stress strain stress relation
Sulem et al. Hydromechanical behaviour of Fontainebleau sandstone
RU2707624C1 (en) Method for determining characteristics of soil swelling
Milatz et al. A new simple shear apparatus and testing method for unsaturated sands
RU2708768C1 (en) Method for determining characteristics of soil swelling
Tanaka et al. Unloading behavior of clays measured by CRS test
RU2339816C1 (en) Method of determining long-term strength of mine rocks
RU2708767C1 (en) Method for determining soil swelling pressure
US9506905B2 (en) System and method for rapid measurement of the air void distribution of fresh concrete
RU2419706C2 (en) Method to test soils for compressibility with static loads and device for its realisation
RU2337343C1 (en) Method for determination of stress-rupture properties and swelling pressure in clay ground
RU2817587C1 (en) Method of determining deformation characteristics of soils
Leicester Lateral deflections of timber beam-columns during drying
Chen et al. Experimental and numerical study of the directional dependency of the Kaiser effect in granite
Masoumi et al. A modification to radial strain calculation in rock testing
Brodsky et al. The effect of brine on the creep of WIPP salt in laboratory tests
Monroy et al. Evaluation of an active system to measure lateral stresses in unsaturated soils
RU2715588C1 (en) Method for determining characteristics of fill-up ground
RU2631616C1 (en) Method for determining plasticity borders of soils
RU2614920C1 (en) Method of strength control of ceramic shells of solid revolution type
RU2711300C1 (en) Soil testing method by means of static probing method
RU2339815C1 (en) Method of stress calculation in mine rock mass
SU1479846A1 (en) Method for determining indexes of long-term strength of rocks
Kuhinek et al. Development of virtual instrument for uniaxial compression testing of rock samples

Legal Events

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

Effective date: 20210207