SU1596241A1 - Method of determining frost soil heaving - Google Patents

Method of determining frost soil heaving Download PDF

Info

Publication number
SU1596241A1
SU1596241A1 SU884427987A SU4427987A SU1596241A1 SU 1596241 A1 SU1596241 A1 SU 1596241A1 SU 884427987 A SU884427987 A SU 884427987A SU 4427987 A SU4427987 A SU 4427987A SU 1596241 A1 SU1596241 A1 SU 1596241A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sample
soil
pressure
freezing
water
Prior art date
Application number
SU884427987A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Дмитриевич Ершов
Виктор Григорьевич Чеверев
Юрий Павлович Лебеденко
Original Assignee
Производственный И Научно-Исследовательский Институт По Инженерным Изысканиям В Строительстве Госстроя Рсфср
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 Производственный И Научно-Исследовательский Институт По Инженерным Изысканиям В Строительстве Госстроя Рсфср filed Critical Производственный И Научно-Исследовательский Институт По Инженерным Изысканиям В Строительстве Госстроя Рсфср
Priority to SU884427987A priority Critical patent/SU1596241A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1596241A1 publication Critical patent/SU1596241A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к строительству и может быть использовано при изучении пучинистых свойств промерзающих грунтов в основани х сооружений. Цель изобретени  - расширение информативности способа путем определени  гидравлической составл ющей давлени  пучени . Образец полностью водонасыщенного грунта помещают в контейнер, на дне которого находитс  слой песка дл  подвода влаги к нижнему торцу образца. С помощью термоэлементов задают по торцам образца посто нные величины температур, причем на верхнем торце задают температуры, соответствующие переходу состо ни  грунта от пластичномерзлого к твердомерзлому. После стабилизации температуры на торцах образца ведут наблюдение за движением мениска в капилл рной трубке, подсоединенной к дну контейнера. Величину гидравлической составл ющей давлени  пучени  определ ют по силоизмерительному устройству в момент прекращени  подтока влаги. 2 ил.The invention relates to the construction and can be used to study the heaving properties of freezing soils in the foundations of buildings. The purpose of the invention is to expand the information content of the method by determining the hydraulic component of the pressure of the puffy. A sample of fully saturated soil is placed in a container, at the bottom of which there is a layer of sand to supply moisture to the lower end of the sample. With the help of thermoelements, constant temperatures are set at the ends of the sample, and at the upper end, temperatures are set that correspond to the transition of the soil state from plastic-frozen to hard-cracked. After the temperature has stabilized, the ends of the sample are monitored for the movement of the meniscus in a capillary tube connected to the bottom of the container. The magnitude of the hydraulic component of the pulling pressure is determined by the force-measuring device at the moment when the inflow of moisture stops. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к строительству и может быть использовано при изучении пучинистых свойств промерзающих грунтов в основани х сооружений ,The invention relates to construction and can be used to study the heaving properties of freezing soils in the foundations of structures,

Целью изобретени   вл етс  расширение информативности способа путем определени  гидравлической составл ющей давлени  пучени The aim of the invention is to expand the information content of the method by determining the hydraulic component of the puff pressure

На фиг,1 изображено устройство дл  осуществлени  способа; на фиг.2 - . график зависимости плотности внешнего притока воды (I) в промерзающие грунты и внешней нагрузки (Р) от zp -d-: (t).Fig. 1 shows an apparatus for carrying out the method; figure 2 -. graph of external water inflow density (I) in freezing soils and external load (P) versus zp -d-: (t).

Способ осуществл етс  сл.ад м;и;м обоазом.The method is carried out as follows: m; i; m; m obozom.

Образец исследуекого грунта i ;Sample study soil i;

полностью насыщенного ВОДСЙ по: .-:.Fully saturated WATER by: .- :.

Claims (1)

В дёсткий вертикально расг:оло хен}шй контейнер 2, напрп.:ер стакан ME стекла, внзтренкие стенки коюрсго смазаны вазелином. На eiO дн-;-: .з:%о дитс  слой влагойасып1анного песн.:: 3, служащего средой, из которой года о, .ступает в промсраживаемъй образец. 315 Между слоем песка и образцом и на верхнем холодном tjro торце расположены термоэлементы 4, задакнцие посто нные величины температур ро торцам образца . Измерение количества поступающей в образец воды производ т по скорости движени  Мениска 5 в расположенной горизонтально мерной капилл рной трубке 6, подсоединённой ко дну контейнера. Температуру на поверхности охлаждени  устанавливают не выше критического значени , соответствующего пе.рехрду пластично-мерзлого сос то ни  грунта к твердомерэлому, Этим обеспечиваетс  учет всего диапазона температур, в котором сохран етс  непрерывность гидравлической св зи порового раствора в промерзающем образце- грунта, что необходимо дл  получени  максимальной дл  данного типа грунта величины гидравлического давлени  морозного пучени . При отсутствии опытных данных значение кри тической температуры допускаетс  брать из нормативных источников (например , СНИП П-18-7 6).. После стабилизации температуры на торцах образца возникает определенный темп промерзани , завис щий от свойств грунта. По мере промерзани  ведут наблюдени  за движением мениск в капилл рной трубке. При по влении заметного движени  мениска приступаю к измерению давлени  пучени  методом его Механической компенсации. Дл  этого к верхнему торцу образца винтом 7 подвод т силоизмерительное уст ройство, например пружинный динамометр 8, собственна  деформаци  которого достаточно мала по сравнению с деформацией пучени  грунта, В ходе дальнейшего промерзани  образца наступает момент, когда возрастающее сопротивление сжимаемого пучащимс  грунтом силоизмерительного устройства , достигает такой величины, котора  компенсирует давление мигрирующей в промерзающей зоне образце воды, гидравлически св занной с водой в та лой зоне, в песке и капилл рной труб ке. Поступление воды приостанавливаетс  и при дальнейшем промерзании образца давление растущих крис1 таллов дьда приводит к оттоку определенной части воды из образца, на что указывает обратный ход мениска 5 в капилл рной трубке. Наблюдение за ходом впитывани  воды в образец позвол ет определить по силоизмерительному устройству 2 истинное давление гидравлического морозного пучени  грунта. На графике зависимости плотности внешнего притока воды (I) в промерзающие грунты и внешней нагрузки (Р) от времени (t) (фиг,2) четко выдел ютс  две области: I - область гидравлического (миграционного) давлени  морозного пучени  (от дес тых долей до. Первых единиц Ша); II - область кристаллизационного давлени  (до дес тков и первых сотен МПа); Р, и параметры поцесса пучени , характерные дл  пучинистых грунтов (пылеватые супеси, суглинки, каолиновые глины); то же,дл  малопучинистых грунтов (монтмориллонитовые глины); то Же, дл  непучинистых грунтов (пески, гравий). Учет величины гидравлического давлени  морозного пучени  в инженерных расчетах позвол ет осуществить более рациональное проектирование и строительство линейных сооружений и зданий с малонагруженными фундаментами,. Формулаизобретени  Способ определени  давлени  морозного пучени  грунта, включающий размещение образца в контейнере, одностороннее промораживание его с подтоком влаги снизу и измерение давлени  пучени  по силоизмерительному устройству, отличающийс  Тем, что, с целью расширени  информативности способа путем определени  гидравлической составл ющей давлени  пучени , при промораживании поддерживают на верхнем торце образца температуру , соответствующую переходу грунта в твердомерзлое состо ние, и фиксируют приток влаги в грунт, а за величину гидравлической составл ющей давлени  пучени  принимают его значе ние в момент прекращени  притока влаги в грунт,In a solid upright parlor: olo hen} s container 2, naprp.: Er glass of ME glass, the inner walls of the cup are lubricated with vaseline. On eiO days -; -:. З:% о dats a layer of moisture-filled song. :: 3, which serves as the medium from which the year comes about, comes into industrial sample. 315 Thermoelements 4 are located between the sand layer and the sample and on the upper cold tjro end, impregnating constant temperatures to the sample rotores. The measurement of the amount of water entering the sample is carried out according to the speed of movement of the Meniscus 5 in a horizontally measured capillary tube 6 connected to the bottom of the container. The temperature on the cooling surface is set no higher than the critical value corresponding to p. 3 of the plastic-frozen soil to the solid-melt soil. This ensures that the entire temperature range is taken into account, in which the continuity of the hydraulic connection of the pore solution in the freezing soil sample is maintained, which is necessary obtaining maximum for this type of soil the value of the hydraulic pressure of the frosty heave. In the absence of experimental data, the critical temperature is allowed to be taken from regulatory sources (for example, SNIP P-18-7 6). After the temperature has stabilized, a certain freezing rate occurs at the ends of the sample, depending on the soil properties. As they freeze, they observe the movement of the meniscus in the capillary tube. With the appearance of a noticeable movement of the meniscus, I proceed to measuring the pressure of the heel by the method of its mechanical compensation. To do this, a force device, such as a spring dynamometer 8, is applied to the upper end of the sample with a screw 7, the intrinsic deformation of which is sufficiently small compared to the deformation of the soil strap. When the sample continues to freeze, quantities that compensate for the pressure of water that hydrates water in the thawed zone migrating in the freezing zone in the sand and the capillary tube . The intake of water is stopped and with further freezing of the sample, the pressure of growing crystals of diamonds leads to the outflow of a certain part of water from the sample, as indicated by the return motion of the meniscus 5 in the capillary tube. Observing the course of water absorption into the sample allows us to determine from the force-measuring device 2 the true pressure of the hydraulic frost crest of the soil. On the graph of the dependence of the density of external inflow of water (I) to freezing soils and external load (P) on time (t) (Fig, 2), two areas are clearly distinguished: I - the area of the hydraulic (migration) pressure of the frost crest (from tenths of before. The first units of Sha); II - area of crystallization pressure (up to tens and first hundreds MPa); P, and the parameters of the process of swelling, characteristic of heaving soils (silty sandy loam, loam, kaolin clay); the same for low-lumpy soils (montmorillonite clays); The same for non-rocky soils (sand, gravel). Accounting for the hydraulic pressure of the frost heave in engineering calculations allows for a more rational design and construction of linear structures and buildings with lightly loaded foundations. The method for determining the pressure of the frost heel of the soil, including placing the sample in a container, unilaterally freezing it from the bottom with moisture inflow and measuring the pressure of the heel in a force-measuring device, characterized in that it supports At the upper end of the sample, the temperature corresponds to the transition of the soil to the solid-frozen state, and the inflow of moisture into the soil is recorded, and and the value of the hydraulic pressure heave component take its values at the time of stopping the inflow of moisture in the ground,
SU884427987A 1988-05-18 1988-05-18 Method of determining frost soil heaving SU1596241A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884427987A SU1596241A1 (en) 1988-05-18 1988-05-18 Method of determining frost soil heaving

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884427987A SU1596241A1 (en) 1988-05-18 1988-05-18 Method of determining frost soil heaving

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1596241A1 true SU1596241A1 (en) 1990-09-30

Family

ID=21376124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884427987A SU1596241A1 (en) 1988-05-18 1988-05-18 Method of determining frost soil heaving

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1596241A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2474650C1 (en) * 2011-08-22 2013-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Instrument to measure soil frost heave strain
CN111855735A (en) * 2020-08-06 2020-10-30 兰州理工大学 Efficient and accurate measuring device for salt expansion and frost heaving of salt solution

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры, в дисперсных породах. М., Изд-во ту, '1979, с. 38-39.Авторское свидетельств® СССР № 746033, кл. Е 02 Д 1/00.. ]978о *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
RU2474650C1 (en) * 2011-08-22 2013-02-10 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова" (САФУ) Instrument to measure soil frost heave strain
CN111855735A (en) * 2020-08-06 2020-10-30 兰州理工大学 Efficient and accurate measuring device for salt expansion and frost heaving of salt solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Eigenbrod et al. Pore-water pressures in freezing and thawing fine-grained soils
Anderson et al. The densification and diagenesis of snow
Hoelzle et al. Miniature temperature dataloggers for mapping and monitoring of permafrost in high mountain areas: first experience from the Swiss Alps
Fechner-Levy et al. Trapped methane volume and potential effects on methane ebullition in a northern peatland
Taber Frost heaving
Dash Thermomolecular pressure in surface melting: motivation for frost heave
Braithwaite et al. Variations of near-surface firn density in the lower accumulation area of the Greenland ice sheet, Pâkitsoq, West Greenland
Wierenga et al. Thermal properties of a soil based upon field and laboratory measurements
Walder et al. The physical basis of frost weathering: toward a more fundamental and unified perspective
Othman et al. Laboratory testing to evaluate changes in hydraulic conductivity of compacted clays caused by freeze-thaw: State-of-the-art
Hemond et al. Surface infiltration in salt marshes: Theory, measurement, and biogeochemical implications
Harris et al. Laboratory simulation of periglacial solifluction: significance of porewater pressures, moisture contents and undrained shear strengths during soil thawing
Fowler Secondary frost heave in freezing soils
Cary et al. Water and salt movement in unsaturated frozen soil: Principles and field observations
Konrad Influence of freezing mode on frost heave characteristics
Hinkel et al. Temperature variation and apparent thermal diffusivity in the refreezing active layer, Toolik Lake, Alaska
SU1596241A1 (en) Method of determining frost soil heaving
Goodman et al. Pressure-melting effects in basal ice of temperate glaciers: Laboratory studies and field observations under glacier d’Argentiere
Takeuchi et al. Elasticity of water‐saturated rocks as a function of temperature and pressure
Harris Some factors affecting the rates and processes of periglacial mass movements
Penner et al. Effects of temperature and pressure on frost heaving
Takeda et al. Quasi-steady problems in freezing soils: II. Experiment on the steady growth of an ice layer
Wasif Naqvi et al. Investigating the Frost Action in Soils
Smith et al. Detailed observations on the nature of frost heaving at a field scale
Hermansson Laboratory and field testing on rate of frost heave versus heat extraction