RU2755575C1 - Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof - Google Patents
Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755575C1 RU2755575C1 RU2020134595A RU2020134595A RU2755575C1 RU 2755575 C1 RU2755575 C1 RU 2755575C1 RU 2020134595 A RU2020134595 A RU 2020134595A RU 2020134595 A RU2020134595 A RU 2020134595A RU 2755575 C1 RU2755575 C1 RU 2755575C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cement
- soil
- samples
- freezing
- mold
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к лабораторным исследованиям грунтов, и может быть использовано для определения прочностных характеристик мерзлых грунтов и грунтовых растворов.The invention relates to the field of construction, namely to laboratory studies of soils, and can be used to determine the strength characteristics of frozen soils and soil solutions.
В настоящее время при строительстве на многолетнемерзлых грунтах широко применяют буроопускные сваи, которые погружают в предварительно пробуренные скважины. Пространство между стенкой скважины и поверхностью сваи заполняют раствором определенного состава. Несущая способность буроопускных свай обеспечивается, в основном, за счет прочности смерзания раствора с боковой поверхностью сваи.Currently, during construction on permafrost soils, drill piles are widely used, which are immersed in pre-drilled wells. The space between the borehole wall and the pile surface is filled with a solution of a certain composition. The bearing capacity of bored piles is provided mainly due to the strength of freezing of the mortar with the lateral surface of the pile.
Нагрузку на сваи передают только после их смерзания с многолетнемерзлыми грунтами и восстановления расчетного температурного режима грунтов.The load on the piles is transferred only after their freezing with permafrost soils and the restoration of the calculated temperature regime of the soils.
Для заполнения пространства между стенками скважины и поверхностью сваи применяют песчаные, глинистые, песчано-глинистые, известково-песчаные, цементно-песчаные и другие растворы.To fill the space between the walls of the well and the surface of the pile, sand, clay, sand-clay, lime-sand, cement-sand and other solutions are used.
Расчетное сопротивление раствора сдвигу по поверхности смерзания со сваей и по мерзлому грунту определяют по данным испытаний грунтов методом одноплоскостного среза - ГОСТ 12248 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости».The design resistance of the solution to shear along the freezing surface with the pile and on frozen soil is determined according to the data of soil tests by the single-plane cut method - GOST 12248 “Soils. Methods for laboratory determination of strength and deformability characteristics ”.
Образцы для испытания изготавливают в специальных формах для смораживания грунта с материалом фундамента, грунтовым раствором и грунтом. Известный способ взят за прототип.Samples for testing are made in special molds for freezing the soil with the foundation material, soil solution and soil. The known method is taken as a prototype.
Согласно известному способу в формах подготавливают образцы вида «грунт (грунтовый раствор) - материал» для определения сопротивления грунта (грунтового раствора) сдвигу по поверхности смерзания Raf, и образцы вида «грунт (грунтовый раствор) - грунтовый раствор (грунт)» - для определения сопротивления грунта (грунтового раствора) сдвигу по грунтовому раствору (грунту) Rsh. Тестированный способ заключается в определении указанных характеристик по результатам испытаний образцов в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем приложения к образцу грунта или грунтового раствора, смороженного с образцом материала фундамента, грунтом, грунтовым раствором срезающей нагрузки при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.According to the known method, samples of the form "soil (soil solution) - material" are prepared in the forms to determine the resistance of the soil (soil solution) to shear along the freezing surface Raf, and samples of the form "soil (soil solution) - soil solution (soil)" - to determine resistance of soil (soil solution) to shear over soil solution (soil) Rsh. The tested method consists in determining the specified characteristics based on the results of testing samples in single-plane shear devices with a fixed shear plane by applying to the sample soil or soil solution frozen with a sample of foundation material, soil, soil solution of a shear load while loading the sample with a load normal to the shear plane ...
Образец вида «грунт (грунтовый раствор) - материал» готовят в следующей последовательности: в опорное кольцо формы помещают материал, затем на него устанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы. Рабочее кольцо заполняют заранее подготовленным грунтом или грунтовым раствором заданного состава и влажности. При заполнении рабочего кольца грунтом нарушенного сложения добиваются требуемой плотности грунта. Крышку формы устанавливают в положение в зависимости от заданных условий промораживания, а именно: при промораживании через грунт - снизу; при промораживании через материал - сверху. При отсутствии данных образец промораживают через материал.A sample of the form "soil (soil solution) - material" is prepared in the following sequence: the material is placed in the support ring of the mold, then the working ring of the shear device is installed on it, on which the protective ring of the mold is placed. The working ring is filled with pre-prepared soil or soil solution of a given composition and moisture content. When filling the working ring with soil of disturbed addition, the required soil density is achieved. The mold cover is set in position depending on the specified freezing conditions, namely: when freezing through the ground - from below; when freezing through the material - from above. If not available, the sample is frozen through the material.
Образец вида «грунт (грунтовый раствор) - грунтовый раствор (грунт)» подготавливают в зависимости от сдвига (раствор по грунту, грунт по грунту, раствор по раствору) и состояния грунта (ненарушенного, нарушенного) следующими способами. При сдвиге раствор по грунту ненарушенного сложения из монолита грунта вырезают образец по форме рабочего кольца срезного прибора и помещают его в рабочее кольцо; при сдвиге раствор по грунту нарушенного сложения рабочее кольцо прибора заполняют заранее подготовленным грунтом заданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта, после чего грунт замораживают через верхний или нижний торец (определяется заданием). Затем мерзлый грунт в рабочем кольце срезного прибора устанавливают в опорное кольцо формы. На это рабочее кольцо устанавливают такое же рабочее кольцо и на него помещают защитное кольцо формы. Верхнее рабочее кольцо заполняют предварительно охлажденным до температуры замерзания грунтовым раствором или грунтом заданного состава и влажности и проводят смораживание образца через верхний или нижний торец. При сдвиге грунт по грунту ненарушенного сложения из монолита вырезают образец по форме рабочих колец срезного прибора, поставленных соосно одно на другое, и помещают его в рабочие кольца, после чего устанавливают в опорное и защитное кольца формы. При сдвигах грунт по грунту нарушенного сложения и раствор по раствору два рабочих кольца срезного прибора, установленных соосно одно на другое в опорном и защитном кольцах формы, заполняют заранее подготовленным грунтом или раствором заданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта или раствора, после чего замораживают через верхний или нижний торец (определяется заданием).A sample of the type "soil (soil solution) - soil solution (soil)" is prepared depending on the shift (solution on the soil, soil on the soil, solution on the solution) and the state of the soil (undisturbed, disturbed) in the following ways. When the solution is shifted along the undisturbed soil, a sample is cut out of the soil monolith in the shape of the working ring of the shear device and placed in the working ring; during shear, the solution along the soil of disturbed addition, the working ring of the device is filled with pre-prepared soil of a given composition and moisture content, achieving the required soil density, after which the soil is frozen through the upper or lower end (determined by the task). Then the frozen soil in the working ring of the shear device is installed in the support ring of the mold. The same working ring is installed on this working ring and a protective mold ring is placed on it. The upper working ring is filled with a soil solution or soil of a given composition and humidity, pre-cooled to the freezing point, and the sample is frozen through the upper or lower end. When the soil moves along the undisturbed soil, a sample is cut out of the monolith in the shape of the working rings of the shear device, placed coaxially one on top of the other, and placed in the working rings, after which it is installed in the support and protective rings of the mold. When the soil shifts over the soil of disturbed composition and the solution over the solution, two working rings of the shear device, installed coaxially one on top of the other in the support and protective rings of the mold, are filled with pre-prepared soil or a solution of a given composition and moisture, achieving the required density of the soil or solution, and then freeze through the top or bottom end (determined by the task).
Во время промораживания измеряют температуру контрольного образца, в который помещают термодатчик термоизмерительного устройства. Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет значения температуры воздуха в морозильной камере. Промораживание осуществляют при постоянной отрицательной температуре, заданной программой испытаний. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют до испытаний.During freezing, the temperature of the control sample is measured, into which the thermal sensor of the thermal measuring device is placed. Freezing is finished when the temperature of the control sample reaches the temperature of the air in the freezer. Freezing is carried out at a constant negative temperature specified by the test program. Thereafter, the sample is removed from the mold, sealed and stored until testing.
Однако, для цементно-песчаного раствора, который в основном применяют на современных строительных площадках, известный метод изготовления смерзшегося образца для проведения испытаний в срезном приборе неприменим. Это объясняется тем, что цементно-песчаный раствор, в отличие от песчаного и глинистого растворов, кроме замерзания может набирать прочность за счет гидратации цемента. Гидратация цемента в период схватывания характеризуется выделением теплоты. Скорость схватывания зависит от температуры окружающей среды. При низких температурах схватывание замедляется, при отрицательных прекращается. Схватывание цемента происходит только до замерзания раствора, поэтому в случае небольшого объема раствора, например, при погружении железобетонной сваи в скважины диаметром, ненамного превышающим диагональ сваи, а также при низких значениях температуры массива грунта раствор сравнительно быстро замерзает, и гидратация цемента не происходит. Совсем иная картина наблюдается при погружении полых трубчатых свай с открытым нижним концом в скважины большого диаметра в высокотемпературных многолетнемерзлых грунтах. В этом случае значительный объем раствора длительное время сохраняет положительную температуру, благодаря чему происходит гидратация цемента. Цементно-песчаный раствор успевает набрать прочность, прежде чем замерзнет. Тепловыделение цемента при гидратации поддерживает плюсовые значения температуры.However, for a cement-sand mortar, which is mainly used on modern construction sites, the known method of making a frozen sample for testing in a shear device is not applicable. This is due to the fact that cement-sand mortar, unlike sand and clay mortars, in addition to freezing, can gain strength due to cement hydration. The hydration of cement during the setting period is characterized by the release of heat. The setting speed depends on the ambient temperature. At low temperatures, setting slows down, at negative temperatures it stops. Cement setting occurs only before the solution freezes, therefore, in the case of a small volume of solution, for example, when a reinforced concrete pile is immersed in boreholes with a diameter slightly exceeding the diagonal of the pile, as well as at low temperatures of the soil mass, the solution freezes relatively quickly, and cement hydration does not occur. A completely different picture is observed when hollow tubular piles with an open lower end are driven into large-diameter wells in high-temperature permafrost soils. In this case, a significant volume of the solution maintains a positive temperature for a long time, due to which the cement is hydrated. The cement-sand mortar has time to gain strength before freezing. The heat release of the cement during hydration maintains positive temperatures.
Характер теплового взаимодействия буроопускной сваи с окружающим массивом мерзлого грунта напрямую влияет на формирование прочностных связей по контактам грунт - раствор и раствор - материал сваи, что определяет несущую способность сваи.The nature of the thermal interaction of the drilling pile with the surrounding frozen soil massif directly affects the formation of strength bonds at the contacts between soil - solution and solution - pile material, which determines the bearing capacity of the pile.
Образцы, изготавливаемые для испытания в срезном приборе по известному методу, имеют сравнительно малые размеры (как правило, 140 см3) и замораживаются при постоянной отрицательной температуре, из-за чего объем цементно-песчаного раствора всегда быстро замерзает, тем самым гидратация цемента не происходит, в отличие от реальных полевых условий. Очевидно, что прочностные связи при сдвиге раствора по грунту, раствора по раствору и раствора по материалу сваи, возникающие в полевых условиях, не соответствуют значениям, которые определяют в лабораторных условиях по известному способу. Для получения достоверных значений сопротивления сдвигу цементно-песчаного раствора по поверхности смерзания с фундаментом и по грунту необходимо при подготовке образцов создать изменяющиеся во времени температурные условия замерзания/твердения образца, соответствующие реальным условиям.Specimens made for testing in a shear device according to the known method have relatively small dimensions (usually 140 cm 3 ) and are frozen at a constant negative temperature, due to which the volume of the cement-sand mortar always freezes quickly, thereby cement hydration does not occur , as opposed to real field conditions. It is obvious that the strength bonds during the shear of the solution along the soil, the solution according to the solution and the solution according to the material of the pile, which arise in the field, do not correspond to the values that are determined in laboratory conditions according to the known method. To obtain reliable values of the shear resistance of a cement-sand mortar along the freezing surface with the foundation and along the ground, it is necessary to create time-varying temperature conditions of freezing / hardening of the sample when preparing samples, corresponding to real conditions.
Технический результат, на который направлено предлагаемое техническое решение, состоит в повышении достоверности результатов испытаний в срезном приборе, и, следовательно, повышении надежности расчета несущей способности буроопускной сваи за счет создания при подготовке образцов для испытания условий замерзания/твердения цементно-песчаного раствора идентичных условиям, возникающим при устройстве буроопускной сваи в многолетнемерзлых грунтах.The technical result, which the proposed technical solution is aimed at, consists in increasing the reliability of the test results in the shear device, and, consequently, increasing the reliability of calculating the bearing capacity of the bored pile by creating identical conditions when preparing samples for testing freezing / hardening conditions of a cement-sand mortar, arising during the construction of a drilling pile in permafrost soils.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления образцов с цементно-песчаным раствором для определения сопротивления сдвигу по поверхности смерзания с фундаментом и по грунту, включающем заполнение формы для срезного прибора цементно-песчаным раствором, материалом фундамента или грунтом, охлаждение полученных образцов до заданной температуры, герметизацию и хранение их до начала испытаний, согласно изобретению, образцы охлаждают в изменяющихся во времени температурных условиях по заранее заданному температурному режиму, который определяют решением теплотехнической задачи или опытным путем, путем передачи образцам ограниченного до требуемого значения количества холода в разные временные периоды их замерзания/твердения. Ступенчатое охлаждение позволяет не допустить быстрого замерзания образца из-за его сравнительно малого размера и растянуть этот процесс на требуемый промежуток времени. Предлагаемый способ приготовления образца позволяет формироваться прочностным связям по контактам грунт - цементно-песчаный раствор и цементно-песчаный раствор - материал сваи в таких же условиях как при устройстве буроопускной сваи, при этом используя сравнительно небольшой объем раствора.The technical result is achieved by the fact that in the method of preparing samples with a cement-sand mortar to determine the shear resistance along the freezing surface with the foundation and along the ground, including filling the mold for the shear device with cement-sand mortar, foundation material or soil, cooling the obtained samples to a predetermined temperature , sealing and storing them before the start of tests, according to the invention, the samples are cooled in time-varying temperature conditions according to a predetermined temperature regime, which is determined by solving a heat engineering problem or experimentally, by transferring to the samples a limited amount of cold to the required value at different time periods of their freezing / hardening. Step cooling allows you to prevent rapid freezing of the sample due to its relatively small size and to stretch this process for the required period of time. The proposed method of sample preparation allows the formation of strength bonds at the contacts soil - cement-sand mortar and cement-sand mortar - pile material under the same conditions as when installing a drill pile, while using a relatively small volume of solution.
Технический результат достигается еще тем, что в устройстве для осуществления способа, выполненном в виде формы для срезного прибора, включающем установленные на крышку формы опорное кольцо, в которое помещают материал фундамента или дополнительное рабочее кольцо срезного прибора, заполняемое грунтом или цементно-песчаным раствором, и защитное кольцо, в которое помещают основное рабочее кольцо срезного прибора, заполняемое цементно-песчаным раствором, согласно изобретению, на верхнюю торцевую поверхность формы устанавливают теплоизолированный по периметру металлический штамп, оборудованный температурным датчиком и плоским нагревательным элементом, соединенными с терморегулятором, который управляет работой нагревательного элемента для обеспечения заданного температурного режима охлаждения цементно-песчаного раствора в образце.The technical result is also achieved by the fact that in the device for implementing the method, made in the form of a mold for a shear device, including a support ring installed on the cover of the mold, into which the foundation material or an additional working ring of the shear device is placed, filled with soil or cement-sand mortar, and a protective ring, in which the main working ring of the shear device is placed, filled with a cement-sand mortar, according to the invention, a metal stamp thermally insulated around the perimeter is installed on the upper end surface of the mold, equipped with a temperature sensor and a flat heating element connected to a thermostat that controls the operation of the heating element to ensure a given temperature regime for cooling the cement-sand mortar in the sample.
При промораживании образца с цементно-песчаным раствором через материал фундамента, теплоизолированный по периметру металлический штамп, оборудованный температурным датчиком и плоским нагревательным элементом, соединенными с терморегулятором, который управляет работой нагревательного элемента для обеспечения заданного температурного режима охлаждения цементно-песчаного раствора в образце, устанавливают на материал фундамента, при этом на крышку формы устанавливают защитное кольцо формы для срезного прибора, в которое помещают основное рабочее кольцо срезного прибора, затем основное рабочее кольцо заполняют цементно-песчаным раствором и сверху на него устанавливают опорное кольцо формы, в которое помещают материал фундамента.When freezing a sample with a cement-sand mortar through the foundation material, a metal stamp thermally insulated around the perimeter, equipped with a temperature sensor and a flat heating element connected to a thermostat, which controls the operation of the heating element to ensure a given temperature regime for cooling the cement-sand mortar in the sample, is set on foundation material, while a protective mold ring for the shear device is installed on the mold cover, into which the main working ring of the shear device is placed, then the main working ring is filled with a cement-sand mortar and a support ring of the mold is placed on top of it, into which the foundation material is placed.
С помощью нагревательного элемента в любой момент времени на поверхности цементно-песчаного раствора или материала фундамента поддерживают требуемую температуру благодаря взаимной работе источников холода и тепла. С одной стороны, это холодный воздух морозильной камеры, который охлаждает образец до тех пор, пока он не примет температуру окружающего воздуха. С другой стороны, это нагревательный элемент, который ограничивает влияние холода до нужного значения температуры. Настройками терморегулятора задается зависимость температуры металлического штампа на поверхности образца во времени, которую обеспечивает своевременные включение/выключение нагревательного элемента. При отклонении температурных условий замерзания/твердения образца от заданных температурным режимом, по команде терморегулятора происходит включение нагревательного элемента для подогревания металлического штампа на поверхности цементно-песчаного раствора или материала фундамента до требуемой температуры, после чего происходит его выключение.With the help of a heating element, at any time on the surface of the cement-sand mortar or foundation material, the required temperature is maintained due to the mutual work of the sources of cold and heat. On the one hand, it is cold freezer air that cools the sample until it is at ambient temperature. On the other hand, it is a heating element that limits the influence of cold to the desired temperature. The thermostat settings set the time dependence of the temperature of the metal stamp on the sample surface, which is provided by the timely switching on / off of the heating element. If the temperature conditions of freezing / hardening of the sample deviate from the specified temperature conditions, at the command of the thermostat, the heating element is turned on to heat the metal stamp on the surface of the cement-sand mortar or foundation material to the required temperature, after which it is turned off.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана форма для приготовления образцов при определении сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по поверхности смерзания с материалом фундамента при промораживании образца через цементно-песчаный раствор, на фиг. 2 - то же, при определении сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по грунту, на фиг. 3 - то же, при определении сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по поверхности смерзания с материалом фундамента при промораживании образца через материал фундамента.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a form for preparing samples when determining the resistance of a cement-sand mortar to shear along the freezing surface with the foundation material when the sample is frozen through a cement-sand mortar, Fig. 2 - the same, when determining the resistance of a cement-sand mortar to shear along the ground, in Fig. 3 - the same, when determining the resistance of a cement-sand mortar to shear along the freezing surface with the foundation material when the sample is frozen through the foundation material.
1 - опорное кольцо формы1 - support ring of the form
2 - материал2 - material
3 - основное рабочее кольцо срезного прибора3 - the main working ring of the shear device
4 - цементно-песчаный раствор4 - cement-sand mortar
5 - защитное кольцо формы5 - protective ring of the form
6 - крышка формы6 - mold cover
7 - плоский нагревательный элемент7 - flat heating element
8 - металлический штамп8 - metal stamp
9 - температурный датчик9 - temperature sensor
10 - теплоизоляционное кольцо10 - heat-insulating ring
11 - терморегулятор11 - thermostat
Реализуют предлагаемый способ с помощью предлагаемого устройства следующим образом. При приготовлении образца для определения сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по поверхности смерзания с материалом фундамента (фиг. 1) в опорное кольцо 1 формы помещают материал 2, как правило, металлическую или бетонную плашку, имитирующую поверхность фундамента. При испытании для определения сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по грунту (фиг. 2) в опорное кольцо 1 формы помещают дополнительное рабочее кольцо срезного прибора, которое заполняют заранее подготовленным грунтом (нарушенного или ненарушенного сложения) или цементно-песчаным раствором (на чертеже не показаны). Затем на материал 2 или дополнительное кольцо устанавливают основное рабочее кольцо 3 срезного прибора, на которое устанавливают защитное кольцо 5 формы. Рабочее кольцо 3 заполняют цементно-песчаным раствором 4 определенного состава и температуры. Крышку формы 6 устанавливают снизу. Сверху на рабочее кольцо 3, заполненное цементно-песчаным раствором 4, устанавливают металлический штамп 8 с температурным датчиком 9, на который в свою очередь устанавливают плоский нагревательный элемент 7. Металлический штамп 8 с плоским нагревательным элементом 7 огораживают по периметру теплоизоляционным кольцом 10. Работа плоского нагревательного элемента 7 осуществляется по показаниям температурного датчика 9 в металлическом штампе 8 с помощью терморегулятора 11, в котором настраивают температурный режим плоского нагревательного элемента 7, определяемый решением теплотехнической задачи или опытным путем. Металлический штамп 8, благодаря своей тепловой инертности, равномерно распределяет по своему телу тепло от плоского нагревательного элемента 7.The proposed method is implemented using the proposed device as follows. When preparing a sample to determine the resistance of a cement-sand mortar to shear along the freezing surface with the foundation material (Fig. 1),
При промораживании образца через материал фундамента при определении сопротивления цементно-песчаного раствора сдвигу по поверхности смерзания с материалом фундамента (фиг. 3) меняется последовательность установки опорного кольца 1 формы с материалом фундамента 2 и защитного кольца 5 формы с основным рабочим кольцом 3 срезного прибора. В этом случае сначала на крышку формы 6 ставят основное рабочее кольцо 3 срезного прибора, на которое устанавливают защитное кольцо 5 формы. Рабочее кольцо 3 заполняют цементно-песчаным раствором 4 определенного состава и температуры. Затем на рабочее кольцо 3 устанавливают материал фундамента 2, помещенный в опорное кольцо 1 формы. Металлический штамп 8 с температурным датчиком 9 и плоским нагревательным элементом 7, огороженный по периметру теплоизоляционным кольцом 10, устанавливают сверху на опорное кольцо 1 формы и материал фундамента 2.When the sample is frozen through the foundation material, when determining the resistance of the cement-sand mortar to shear along the freezing surface with the foundation material (Fig. 3), the sequence of installing the
Перед началом промораживания образца настройками терморегулятора задают температурный режим замерзания/твердения цементно-песчаного раствора, соответствующий полевым условиям восстановления расчетных температур при устройстве буроопускной сваи. Температурный режим определяют решением теплотехнической задачи с учетом температуры многолетнемерзлых грунтов, температуры цементно-песчаного раствора и его состава, объема цементно-песчаного раствора исходя из геометрических параметров лидерной скважины и сваи, времени года устройства свайных фундаментов. Также температурный режим возможно определять опытным путем при устройстве опытной буроопускной сваи.Before the start of the freezing of the sample, the temperature regime of freezing / hardening of the cement-sand mortar is set by the settings of the thermostat, which corresponds to the field conditions for restoring the design temperatures when installing the bored pile. The temperature regime is determined by solving the heat engineering problem, taking into account the temperature of permafrost soils, the temperature of the cement-sand mortar and its composition, the volume of the cement-sand mortar based on the geometric parameters of the leader well and the pile, the season of the pile foundations. It is also possible to determine the temperature regime empirically when constructing an experimental drill run pile.
Температурный режим представляет собой зависимость температуры металлического штампа, поддерживаемой плоским нагревательным элементом, во времени. При этом поддержание требуемой температуры осуществляется включением/выключением плоского нагревательного элемента с помощью терморегулятора по показаниям температурного датчика, установленного в металлическом штампе. Характеристики терморегулятора должны иметь возможность задавать температуру плоского нагревательного элемента с дискретностью 0,1°C с временным интервалом 1 минута.The temperature regime is the time dependence of the temperature of the metal stamp maintained by the flat heating element. In this case, the maintenance of the required temperature is carried out by turning on / off the flat heating element using a thermostat according to the indications of a temperature sensor installed in a metal stamp. The characteristics of the thermostat must be able to set the temperature of the flat heating element in increments of 0.1 ° C with a time interval of 1 minute.
Промораживание образца осуществляют в морозильной камере, при этом температуру воздуха в камере устанавливают с учетом температурного режима замерзания/твердения образца, а именно равной минимальному значению в интервале температур данного режима. Во время промораживания измеряют температуру контрольного образца, в который помещают термодатчик термоизмерительного устройства в приконтактном с материалом фундамента слое, а при приготовлении образцов вида раствор-грунт - в зоне потенциального сдвига рабочего кольца срезного прибора относительно дополнительного рабочего кольца. Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет значения температуры воздуха в морозильной камере, соответствующего минимальному значению в интервале температурного режима. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют до испытаний.Freezing of the sample is carried out in a freezer, while the air temperature in the chamber is set taking into account the temperature regime of freezing / hardening of the sample, namely, equal to the minimum value in the temperature range of this regime. During freezing, the temperature of the control sample is measured, in which the temperature sensor of the thermal measuring device is placed in a layer near contact with the foundation material, and when preparing samples of the solution-soil type - in the zone of potential shift of the working ring of the shear device relative to the additional working ring. Freezing is finished when the temperature of the control sample reaches the air temperature in the freezer, corresponding to the minimum value in the temperature range. Thereafter, the sample is removed from the mold, sealed and stored until testing.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020134595A RU2755575C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020134595A RU2755575C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2755575C1 true RU2755575C1 (en) | 2021-09-17 |
Family
ID=77745869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020134595A RU2755575C1 (en) | 2020-10-21 | 2020-10-21 | Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2755575C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1710734A1 (en) * | 1989-12-08 | 1992-02-07 | Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья | Method for determining shear strength of dispersed rocks in mass and device for its realization |
| CN102590468A (en) * | 2011-11-29 | 2012-07-18 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | Testing system for deep soil freezing/thawing process |
| RU2459906C2 (en) * | 2010-11-02 | 2012-08-27 | Василий Александрович Патрин | Method and apparatus for measuring shear resistance of layers in granular material |
| RU2473080C1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Device for determining deformations and frost heaving force of soil |
| RU2586271C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Device for determining frost boil and water permeability of soil during cyclic frost heave-thawing |
-
2020
- 2020-10-21 RU RU2020134595A patent/RU2755575C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1710734A1 (en) * | 1989-12-08 | 1992-02-07 | Государственный научно-исследовательский институт горнохимического сырья | Method for determining shear strength of dispersed rocks in mass and device for its realization |
| RU2459906C2 (en) * | 2010-11-02 | 2012-08-27 | Василий Александрович Патрин | Method and apparatus for measuring shear resistance of layers in granular material |
| RU2473080C1 (en) * | 2011-08-22 | 2013-01-20 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Device for determining deformations and frost heaving force of soil |
| CN102590468A (en) * | 2011-11-29 | 2012-07-18 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 | Testing system for deep soil freezing/thawing process |
| RU2586271C1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-06-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) | Device for determining frost boil and water permeability of soil during cyclic frost heave-thawing |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| GOST 12248-2010 Soils. Methods for laboratory determination of strength and deformability characteristics. Entered into force on 01.01.2012. * |
| GOST 28622-2012 Soils. Methods for laboratory determination of the degree of heaving. Entered into force on 01.11.2013 * |
| V. V. Ledenev Bases and foundations under complex force influences, Tambov, Publishing house of FGBOU VPO "TSTU", 2015, p. 9 and 20. * |
| ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Введен в действие 01.01.2012. * |
| ГОСТ 28622-2012 Грунты. Методы лабораторного определения степени пучинистости. Введен в действие 01.11.2013. ЛЕДЕНЕВ В.В. Основания и фундаменты при сложных силовых воздействиях, Тамбов, Изд-во ФГБОУ ВПО "ТГТУ", 2015, с. 9 и 20. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cui et al. | Mechanical and thermal properties of cemented tailings materials at early ages: Influence of initial temperature, curing stress and drainage conditions | |
| Ghirian et al. | Coupled thermo-hydro-mechanical–chemical behaviour of cemented paste backfill in column experiments. Part I: Physical, hydraulic and thermal processes and characteristics | |
| Huang et al. | Freezing strain model for estimating the unfrozen water content of saturated rock under low temperature | |
| Murphy et al. | Thermal borehole shear device | |
| Shen et al. | The impact of environmental temperature change on the interior temperature of quasi-sandstone in cold region: experiment and numerical simulation | |
| CN106645261A (en) | Large-sized multifunctional artificial freezing platform | |
| CN106092855A (en) | The device of a kind of seepage proof curtain simulation test and test method | |
| JP2016075114A (en) | Compression strength estimation method for soil cement, and soil cement storage apparatus | |
| Li | Shrinkage cracking of soils and cementitiously-stabilized soils: Mechanisms and modeling | |
| RU2755575C1 (en) | Method for preparing samples with a cement and sand solution and apparatus for implementation thereof | |
| Xian et al. | Comparative study on mechanical properties of compacted clay under freeze-thaw cycles with closed and open systems | |
| CN205808885U (en) | A kind of device of seepage proof curtain simulation test | |
| Ghaaowd et al. | Centrifuge modeling methodology for energy pile pullout from saturated soft clay | |
| Phillips et al. | Pipeline frost heave modelling | |
| Fagerlund | Assessment of the service life of materials exposed to frost | |
| Traoré et al. | Experimental study of strain-temperature behavior of earthen materials under freezing-thawing cycles | |
| Wasif Naqvi et al. | Investigating the Frost Action in Soils | |
| Abdulrahman | Load transfer and creep behavior of pile foundations in frozen soils | |
| Alekseev et al. | Application of pile foundations in structurally unstable soils | |
| Alekseev et al. | Interaction of the augercast micropiles with permafrost | |
| RU2310724C1 (en) | Method for foundation construction on heaving soil in winter period | |
| RU156395U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING DEFORMATIONS OF FROZEN GROUND LEARNING | |
| Ashrafi et al. | The effects of temperature on mechanical properties of rocks | |
| Boescu | Local soil classification and assessment of the mechanical properties with emphasis on pile adfreeze bond strength in Longyearbyen, Svalbard | |
| Ghembaza et al. | New thermal triaxial apparatus for unsaturated soils using the osmotic method |