SU1609858A1 - Способ исследовани прочностных свойств грунта и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области строительства, в частности к инженерно-геологическим исследовани м грунтов на стройплощадке. Цель изобретени  - повышение точности исследований прочностных свойств грунтов. Способ заключаетс  в том, что при испытани х на плоский срез срезающую нагрузку первоначально прикладывают соосно нормальной, но с противоположным знаком. Затем срезающую нагрузку отклон ют от вертикали до тех пор, пока не произойдет срез. В момент среза замер ют угол отклонени  срезающей нагрузки от вертикали и выполн ют характеристики прочности грунта. Дл  реализации способа известное устройство, включающее подвижную 9 и неподвижную 10 каретки, снабжают трапециевидной рамой 5, имеющей зубчатый венец 6 на верхнем ригеле. На конце рамы установлен неподвижный блок 12, а на зубчатом венце - подвижный блок 16 с шестерн ми, взаимодействующими с зубчатым венцом верхнего ригел . Через блоки пропущена гибка  т га 11, котора  соединена посредством скобы 7 с подвижной кареткой 9. При испытани х образец нагружают сначала вертикальной нормальной к плоскости среза нагрузкой, а затем, при вертикальном положении скобы 7, нагрузкой, противоположной уже приложенной нормальной. Затем, перемеща  блок 16 по зубчатому ригелю, отклон ют скобу 7 от вертикали и фиксируют угол отклонени  скобы от вертикали в момент среза. Мен   от опыта к опыту соотношение нормальной и сдвигающей нагрузок, определ ют зависимость срезающей нагрузки от нормальной, а по ней - характеристики прочности по известным способам. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к строительству , в частности к методам исследо- вани  прочностных свойств грунтов оснований.

Цель изобретени  - повышение точ- ности исследований.

На фиг. 1 изображено устройство дл  осуществлени  способа, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществл етс  следующим образом.

На поверхность грунта устанавливают штамп с грунтозацепами, прикладывают к штампу вертикальное усилие Р, поддерживаемое посто нным на прот жении всего опыта. Величина Р при этом не должна превышать несущую способность основани  штампа. После стабилизации осадок к штампу прикладывают дополнительную силу Т, со- рсную Р, но обратную по направлению составл ющую, например, Т(1/ЗР. После стабилизации деформаций наклоном силы Т вокруг горизонтальной оси, проход щей в плоскости подошвы штампа (грунтозацепов), производ т на- гружение основани  штамп касательной нагрузкой, измер   при этом угол Cfoтклoнeни  Т от вертикали и горизонтальные смещени  штампа. Определ ют значение угла (Р , при котором происходит сдвиг штампа. Затем опыт повтор ют при других значени х силы Т, например 1 -2/ЗР, и определ ют угол С .

При необходимости опыт повтор ют п раз, определ   дл  Т (,2,..., соответствующие cf; .

По полученным данным определ ют значени  нормальных (У; и касательны С , напр жений при сдвигах штампа:

р.. Р-Т; собУ; .

/V TjsinCp;

о; --рГ-

где П - площадь штампа, и известными способами определ ют и услови  прочности Кулона величины удельного сцеплени  С и угла внутреннего трени  0.

Устройство дл  исследовани  прочностных свойств грунта состоит из плоского основани  1, выполненного в виде стола с жестко закрепленной кареткой 2, св занной с подвижной плитой 3 посредством регулировочных винтов 4, и с трапециевидной рамой выполненной в виде двух параллельны зубчатых мелкомодульных реек 6, расположенных параллельно основанию, а также из механизма создани  наклонной нагрузки, выполненного в виде пр моугольной жесткой поворотной скбы 7, св занной шарнирно с ос ми 8 подвижной каретки штампа 9, лежащим на одной пр мой плоскости среза и

5

0

5

5 Q

0

5

0

5

перпендикул рно направлению среза образца 10 исследуемого грунта, и сн занной посредством гибкой т ги 11 (тросика), перекинутой через блоки 12 и 13, с тарированным грузом 14. При этом блок 12 установлен неподвижно на упоре, а блок 13 выполнен в виде втулки, свободно вращающейс  на валу с руко ткой 15 и шестерн ми 16, взаимодействующими с зубчатыми рейками 6 рамы, причем штамп 9 с верхней стороны оснащен горизонтальными направл ющими 17, взаимодействующими через шариковые сепараторы 18 с направл ющими плиты 3, и шариковым упором 19, взаимодействующим через динамометр 20, проход щий через сквозную продольную прорезь 21 плиты 3, с дополнительным нагрузочным приспособлением создани  вертикального посто нного усили  на штамп 9, ас нижней стороны оснащен грунтозацепами 22.

Приспособление создани  вертикального посто нного усили  выполнено из Т-образной опоры 23, взаимодействующей с динамометром 20 и посредством жестких т г 24 и перемычки 25 с тросиком 26, перекинутьм через блок 27, жестко св занньш с секторным рычагом 28, и подвешенным на нем тарированным грузом 29.

Измерительные приспособлени  представл ют собой деформометр.ЗО.выпол- ненньш, например, в виде индикатора часового типа с измерительной ножкой 31, упирающейс  в торцовую поверх- | ность штампа 9 навстречу направлению ., среза грунта и параллельно плоскости среза, и угломера (не показан) с делени ми и стрелкой замера угла отклонени  скобы рамы 7 от вертикали к плоскости среза.

Устройство работает следующим образом о

На основании Г в каретку 2 устанавливают по дготовленньш образец 10 (монолит) грунта с верхней поверхностью , параллельной основанию, или жесткую обойму (ванну) с водонасы- щенным песчано-глинистым или слабым илистым грунтом (не показано)., На поверхность грунта устанавливают подвижную каретку-штамп 9 с грунтозацепами 21 и шариковыми сепараторами 18. На штамп 9 через шириковьш упор 19 и динамометр 20, проход щий через прорезь 21 плиты 3, прикладывают посто нное заданное дл  данной

разновидности грунта вертикальное усилие Р путем наложени  тарированных грузов 29. Плиту 3 посредством регулировочных винтов 4 прижимают направл ющими к шариковым сепаратррам 18 штампа 9 и жестко фиксируют относительно каретки 2 основани . Скобу 7 механизма создани  наклонного усили  устанавливают в вертикальное положение и на навеску гибкой т ги 11 устанавливают тарированные грузы 14. Далее путем вращени  руко тки 15 с валом и шестерни 16 блок 13 перемекость труда по испытанию грунта методом поступательного среза повышает с  в 1,5 раза за счет двукратного проведени  опыта на одном монолите грунта.

Claims (3)

1. Способ исследовани  прочностных свойств грунта, включающий предварительное уплотнение грунта нормальной к плоскости среза уплотн ющей силой до условной стабилизации щают по зубчатьм рейкам 6 рамы 5. При ,5 осадок, частичную разгрузку и после- этом скоба 7 отклон етс  от вертика- дующий срез путем приложени  каса- ли на замер емый угломером (не показан ) уголС .

Поворот скобы 7 осуществл ют до угла Cf,, при котором происходит сдвиг грунта грунтозацепами 22 штампа 9, контролируемый деформометром 30, Угол CjJ, и усилие Т,, при котором произошел сдвиг грунта, фиксируют и опреде25

20

л ют параметры грунта: сопротивление грунта срезу

л TLSinCPi р

при давлении

f p-T.cosq. п

где П - площадь штампа.

Далее после среза на монолит грунта создают снова посто нное вертикальное усилие Р и прикладывают после стабилизации осадки грунта под штампом в плоскости среза усилие То, вектор которого поворачивают на угол Ср ДО среза грунта штампом в проектируемой плоскости. При фиксированном угле Ср. определ ют расчетом параметры прочности грунтов:

30

при

л . Iis in Ч г 4п

ГГ P l2CosCpj и

п

тельной к плоскости среза нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности исследований , разгрузку осуществл ют приложением разгружающей силы в направлении, противоположном уплотн ющей силе, а касательную нагрузку при срезе создают путем наклона разгружающей силы относительно уплотн ющей силы при сохранении их величин.

2. Устройство дл  исследовани  прочностных свойств грунта, включающее механизмы создани  нормальной к плоскости среза и касательной силы, подвижную и неподвижную каретки, размещенные на основании, измерительные приспособлени , о тличающе- е с   тем, что, с целью повышени  35 точности исследований, механизм создани  касательной силы выполнен в виде трапециевидной рамы, закрепленной на основании, верхний ригель которой снабжен двум  блоками и выпол- 40 нен в виде двух зубчатых реек с прорезью между ними, причем один из блоков выполнен с шестерн ми на торцах, св занными с зубь ми реек, а другой установлен неподвижно, через блоки 45 пропущена гибка  т га, на одном конце имеюща  грузовую площадку, а другим концом через скобу шарнирио св занна  с подвижной кареткой.

и по графику

Л

СГ; tg0 + С

определ ют удельное сцепление грунта С(МПа) и угол его внутреннего трени  0 (град).

Изобретение позвол ет определить прочностные характеристики грунта с высокой точностью. Производитель6098586

кость труда по испытанию грунта методом поступательного среза повышаетс  в 1,5 раза за счет двукратного проведени  опыта на одном монолите грунта.

Формула изобретени 

10

,5

1. Способ исследовани  прочностных свойств грунта, включающий предварительное уплотнение грунта нормальной к плоскости среза уплотн ющей силой до условной стабилизации ,5 осадок, частичную разгрузку и после- дующий срез путем приложени  каса-

25

20

30

тельной к плоскости среза нагрузки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности исследований , разгрузку осуществл ют приложением разгружающей силы в направлении, противоположном уплотн ющей силе, а касательную нагрузку при срезе создают путем наклона разгружающей силы относительно уплотн ющей силы при сохранении их величин.

2. Устройство дл  исследовани  прочностных свойств грунта, включающее механизмы создани  нормальной к плоскости среза и касательной силы, подвижную и неподвижную каретки, размещенные на основании, измерительные приспособлени , о тличающе- е с   тем, что, с целью повышени  5 точности исследований, механизм создани  касательной силы выполнен в виде трапециевидной рамы, закрепленной на основании, верхний ригель которой снабжен двум  блоками и выпол- 0 нен в виде двух зубчатых реек с прорезью между ними, причем один из блоков выполнен с шестерн ми на торцах, св занными с зубь ми реек, а другой установлен неподвижно, через блоки 5 пропущена гибка  т га, на одном конце имеюща  грузовую площадку, а другим концом через скобу шарнирио св занна  с подвижной кареткой.

3. Устройство по п. 2, о т л и- чающее с  тем, что, с целью повышени  равномерности распределени  касательных напр жений в плоскости среза, подвижна  каретка выполнена в виде штампа с грунтозаце- пами, а неподвижна  каретка - в виде ло тка.

0

5