RU2275628C2 - Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2275628C2 RU2275628C2 RU2004104106/03A RU2004104106A RU2275628C2 RU 2275628 C2 RU2275628 C2 RU 2275628C2 RU 2004104106/03 A RU2004104106/03 A RU 2004104106/03A RU 2004104106 A RU2004104106 A RU 2004104106A RU 2275628 C2 RU2275628 C2 RU 2275628C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pore pressure
- soil sample
- sample
- pressure
- water
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при испытании грунта на срез для определения угла внутреннего трения и сцепления с одновременным замером порового давления. Способ испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления включает установку образца грунта между двумя штампами, один из которых соединяют с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды, герметизацию образца грунта по боковой поверхности эластичной водонепроницаемой оболочкой, а сверху и снизу - штампами, установку вокруг оболочки верхней и нижней обойм, которые размещают с зазором относительно друг друга и с возможностью горизонтального смещения одной обоймы относительно другой, прикладывают к верхнему штампу и эластичной оболочке объемное заданное давление с одновременным замером объема отжимаемой из образца грунта воды или с одновременным замером порового давления и после стабилизации объема отжимаемой воды или порового давления создают в образце грунта срезающее усилие путем смещения одной обоймы относительно другой и регистрируют переменные по времени значения величин срезающего усилия и соответствующие им величины порового давления в образце грунта, которые используют для определения угла внутреннего трения и сцепления грунта. Устройство для испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления содержит герметичный, составной из верхней и нижней частей корпус, полость которого сообщена с источником давления и с измеряющим это давление приспособлением, размещенные в корпусе с зазором относительно друг друга, верхнюю и нижнюю обоймы, объединенные эластичной водонепроницаемой оболочкой и установленные с возможностью горизонтального перемещения одной обоймы относительно другой, установленные в обоймах нижний и верхний штампы с образованием ими и эластичной водонепроницаемой оболочкой герметичной камеры для образца грунта, при этом один из штампов установлен с возможностью вертикального перемещения и соединен с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды. Технический результат состоит в повышении точности получаемых показателей и расширении области использования для грунтов различной консистенции и водонасыщенности. 2 н.з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании грунта на срез для определения угла внутреннего трения и сцепления с одновременным замером порового давления.
Наиболее близким аналогом способа является способ «одноплоскостного среза» [1], где в зависимости от состояния грунта (стабилизированное или нестабилизированное) проводят консолидированно-дренированное или неконсолидированно-недренированное испытание грунтов природной плотности и влажности.
Консолидированно-дренированные испытания проводят после консолидации образца в уплотнительных приборах при низких скоростях среза, рекомендуемых [1], при этом считается, что поровые давления в образце грунта не возникают.
Неконсолидированно-недренированное испытание проводят «не более чем за две минуты с момента приложения нормальной нагрузки» [1], при этом считается, что при скорости приложения ступеней срезающего усилия 10-15 сек поровые давления в образце не успевают рассеиваться.
Однако при загрузке образца в рабочее кольцо невозможно добиться полной герметичности образца грунта, так как между кольцом и образцом неминуемо остаются зазоры, и при приложении нормальных и касательных нагрузок неизбежно происходит выдавливание части поровой жидкости. То есть при использовании этого способа происходит неконтролируемое изменение напряженного образца во время сдвига за счет перераспределения напряжений между контактами частиц и поровой жидкостью, что приводит к искажению показателей прочности. Если для песчаных необводненных грунтов и глинистых грунтов твердой и полутвердой консистенции эти изменения не столь значительны, то для глинистых мягкопластичных и текучих, а так же для водонасыщенных песчаных эти изменения весьма велики.
Известно также устройство - сдвиговой прибор ВСВ-25 [2], соответствующий требованиям [1]. В состав прибора ВСВ-25 входят:
- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо с внутренними размерами, соответствующими требованиям [1], жесткие сплошной и перфорированный штампы;
- механизм для вертикального нагружения образца;
- механизм для создания срезного усилия;
- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемых нагрузок.
Указанный прибор не обеспечивает испытание грунта на срез с одновременным определением порового давления.
Задача изобретения как в части способа, так и в части устройства - повышение точности получаемых показателей и расширение области использования для грунтов различной консистенции и водонасыщенности.
Задача в части способа решается за счет того, что предложен способ испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления, характеризующийся тем, что он предусматривает установку образца грунта между двумя штампами, один из которых соединяют с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды, герметизацию образца грунта по боковой поверхности эластичной водонепроницаемой оболочкой, а сверху и снизу - штампами, установку вокруг оболочки верхней и нижней обойм, которые размещают с зазором относительно друг друга и с возможностью горизонтального смещения одной обоймы относительно другой, после чего прикладывают к верхнему штампу и эластичной оболочке объемное заданное давление с одновременным замером порового давления в образце грунта или с одновременным замером объема отжимаемой из образца грунта воды и после стабилизации порового давления или объема отжимаемой воды создают в образце грунта срезающее усилие путем смещения одной обоймы относительно другой и регистрируют переменные по времени значения величин срезающего усилия и соответствующие им величины порового давления в образце грунта.
Задача в части устройства решается за счет того, что предложено устройство для испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления, характеризующееся тем, что оно содержит герметичный, составной из верхней и нижней частей корпус, полость которого сообщена с источником давления и с измеряющим это давление приспособлением, размещенные в корпусе с зазором относительно друг друга верхнюю и нижнюю обоймы, объединенные эластичной водонепроницаемой оболочкой и установленные с возможностью горизонтального перемещения одной обоймы относительно другой, установленные в обоймах нижний и верхний штампы с образованием ими и эластичной водонепроницаемой оболочкой герметичной камеры для образца грунта, при этом один из штампов установлен с возможностью вертикального перемещения и соединен с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды.
Технический результат, обеспечиваемый обоими объектами изобретения, состоит в том, что обеспечена возможность испытания с высокой точностью образцов на срез с замером порового давления, позволяющая определять одновременно значения усилия среза и порового давления и рассчитывать по ним прочностные показатели грунтов (угол внутреннего трения и сцепление), соответствующие природным условиям, и испытывать даже слабые структурно-неустойчивые грунты.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - графики зависимостей срезающего усилия от объемного давления с учетом порового давления в образце грунта.
Устройство состоит из герметичного составного корпуса с нижней частью 1 и верхней частью 2 в виде съемной крышки. Полость корпуса через штуцер 3 соединена с источником давления, например компрессором (на чертеже не показан), для создания объемного давления, которое регистрируется измерительным приспособлением 4, например манометром. В днище корпуса размещена подвижная каретка 5, на которой установлен нижний штамп 6, на боковой поверхности которого закреплена эластичная водонепроницаемая оболочка 7 с помощью уплотнительных колец 8, которые обжимаются нижней срезной обоймой 9, закрепленной болтами (на чертеже не показаны) на подвижной каретке 5. На нижнем штампе 6 размещен образец грунта 10, торец которого перекрыт верхним штампом 11, который установлен с возможностью вертикального перемещения при уплотнении образца грунта 10. Боковая поверхность образца грунта 10 перекрыта эластичной водонепроницаемой оболочкой 7, которая закреплена с помощью уплотнительных колец 12 на верхнем штампе 11, имеющем дренажный канал 13. Дренажный канал 13 гибкими магистралями 14 связан с датчиком порового давления 15 и приспособлением 16 (например, бюретки) для замера объема отжимаемой из образца грунта 10 воды и краном 17, расположенными на съемной крышке 2. Нижний 6 и верхний 11 штампы с эластичной водонепроницаемой оболочкой 7 образуют герметичную камеру для образца грунта 10. На боковую поверхность верхнего штампа 11 с возможностью скользящей посадки установлена верхняя срезная обойма 18, на верхней части которой посредством резьбового соединения установлено упорное кольцо 19. Верхняя срезная обойма 18 с возможностью свободного перемещения сопрягается с центратором 20, который на шпильках 21 закреплен гайками (на чертеже не показаны) на нижней части корпуса 1. Срезные обоймы 9 и 18 размещены в корпусе с зазором 22 относительно друг друга, причем нижняя срезная обойма 9 имеет возможность горизонтального смещения относительно верхней 18 при поступательном движении подвижной каретки 5. Поступательное движение подвижной каретки 5 осуществляется перемещением горизонтально расположенного штока (плунжера) 23 во втулке 24, один конец которого закреплен на каретке 5, а другой соединен с динамометром и редуктором поступательного перемещения с постоянной скоростью (на чертеже не показаны).
Способ осуществляют следующим образом.
Образец грунта 10 устанавливают на нижний штамп 6 внутрь закрепленной уплотнительными кольцами 8 эластичной водопроницаемой оболочки 7, верхнюю часть которой перегибают через верхний край нижней срезной обоймы 9. Верхний торец образца грунта 10 перекрывают верхним штампом 11, после чего на боковые поверхности образца 10 и верхнего штампа 11 натягивают свободный край эластичной оболочки 7 и закрепляют уплотнительными кольцами 12. Верхнюю срезную обойму 18 опускают на нижнюю обойму 9. На нижнюю часть 1 корпуса устанавливают центратор 20 и прикрепляют гайками на шпильках 21 к нижней части 1 корпуса. Зазор 22 между срезными обоймами 9 и 18 устанавливают путем вращения упорного кольца 19 в резьбовом соединении. Перед началом опыта к верхнему штампу 11 подключают гибкую магистраль 14 с датчиком порового давления 15 и приспособлением 16 для замера объема отжимаемой из образца грунта 10 воды (бюретка) и нижнюю часть 1 корпуса герметично соединяют со съемной крышкой 2.
Консолидированно-недренированные испытания на срез проводят при открытом кране 17. В герметичном корпусе воздушным компрессором создают объемное заданное давление, регистрируемое манометром 4. Объемное давление через подвижный верхний штамп 11 и эластичную водонепроницаемую оболочку 7 воздействует на образец грунта 10, который уплотняется, отжимая поровую воду в приспособление 16 - бюретку, по которой определяют объем отжатой из образца грунта 10 воды. Дополнительные параметры, которые могут быть получены на стадии объемного сжатия полностью водонасыщенных грунтов, - коэффициент консолидации Сv и модуль объемного сжатия К. Фазу объемного сжатия продолжают до стабилизации объема отжатой воды в бюретке 16. После достижения стабилизации объема отжатой воды кран 17 закрывают, включают редуктор поступательного перемещения и производят срез образца путем перемещения одной обоймы 9 относительно другой 18. Во время испытания через определенные временные интервалы регистрируют значения сдвигающего усилия и по датчику 15 соответствующие им значения порового давления. Выполнив испытания нескольких (не менее трех) образцов при разных заданных объемных давлениях, по полученным результатам определяют угол внутреннего трения (тотальный) φ и сцепление (тотальное) С при поровом давлении, а за вычетом порового давления определяют эффективные угол внутреннего трения φ' и сцепление С'. Пример обработки результатов испытаний показан на фиг 2.
Неконсолидированно-недренированные испытания на срез проводят следующим образом. Перекрывают кран 17, в герметичном корпусе воздушным компрессором создают избыточное давление, регистрируемое манометром 4, которое через подвижный верхний штамп 11 и эластичную водонепроницаемую оболочку 7 воздействует на образец грунта 10, в котором возникает поровое давление, регистрируемое датчиком порового давления 15. Фаза объемного сжатия продолжается до стабилизации порового давления. После достижения стабилизации порового давления включают редуктор поступательного перемещения и производят срез образца путем перемещения одной обоймы 9 относительно другой 18. Во время испытания регистрируют через определенные временные интервалы срезающее усилие и поровое давление при фиксированном давлении в герметичном корпусе. Выполнив испытания нескольких (не менее трех) образцов при разных объемных давлениях, определяют угол внутреннего трения (тотальный) φ и сцепление (тотальное) С при поровом давлении, а за вычетом порового давления определяют эффективные угол внутреннего трения φ' и сцепление С'.
Источники информации
1. ГОСТ 12248-96 "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости".
2. ГОСТ 12248-78 "Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу".
Claims (2)
1. Способ испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления, характеризующийся тем, что он предусматривает установку образца грунта между двумя штампами, один из которых соединяют с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды, герметизацию образца грунта по боковой поверхности эластичной водонепроницаемой оболочкой, а сверху и снизу - штампами, установку вокруг оболочки верхней и нижней обойм, которые размещают с зазором относительно друг друга и с возможностью горизонтального смещения одной обоймы относительно другой, после чего прикладывают к верхнему штампу и эластичной оболочке объемное заданное давление с одновременным замером объема отжимаемой из образца грунта воды или с одновременным замером порового давления и после стабилизации объема отжимаемой воды или порового давления создают в образце грунта срезающее усилие путем смещения одной обоймы относительно другой и регистрируют переменные по времени значения величин срезающего усилия и соответствующие им величины порового давления в образце грунта, которые используют для определения угла внутреннего трения и сцепления грунта.
2. Устройство для испытания образца грунта на срез с одновременным определением порового давления, характеризующееся тем, что оно содержит герметичный, составной из верхней и нижней частей корпус, полость которого сообщена с источником давления и с измеряющим это давление приспособлением, размещенные в корпусе с зазором относительно друг друга верхнюю и нижнюю обоймы, объединенные эластичной водонепроницаемой оболочкой и установленные с возможностью горизонтального перемещения одной обоймы относительно другой, установленные в обоймах нижний и верхний штампы с образованием ими и эластичной водонепроницаемой оболочкой герметичной камеры для образца грунта, при этом один из штампов установлен с возможностью вертикального перемещения и соединен с датчиком порового давления и приспособлением для замера объема отжимаемой из образца грунта воды.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104106/03A RU2275628C2 (ru) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004104106/03A RU2275628C2 (ru) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004104106A RU2004104106A (ru) | 2005-07-20 |
| RU2275628C2 true RU2275628C2 (ru) | 2006-04-27 |
Family
ID=35842222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004104106/03A RU2275628C2 (ru) | 2004-02-13 | 2004-02-13 | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2275628C2 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102288741A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-21 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 土壤细沟可蚀性快速测定方法 |
| RU2619383C2 (ru) * | 2013-06-18 | 2017-05-15 | Александр Николаевич Труфанов | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений |
| RU2740172C2 (ru) * | 2019-12-26 | 2021-01-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Маринн 3Д" | Срезная обойма подводной буровой трубы для определения усилия среза в ненарушенном керне донных осадков |
| CN112816657A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 浙江省工程勘察设计院集团有限公司 | 一种固体废弃物及塘渣力学试验设备 |
-
2004
- 2004-02-13 RU RU2004104106/03A patent/RU2275628C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Издательство стандартов, 1997, с. 3-12. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102288741A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-21 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 土壤细沟可蚀性快速测定方法 |
| CN102288741B (zh) * | 2011-07-14 | 2014-05-07 | 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所 | 土壤细沟可蚀性快速测定方法 |
| RU2619383C2 (ru) * | 2013-06-18 | 2017-05-15 | Александр Николаевич Труфанов | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений |
| RU2740172C2 (ru) * | 2019-12-26 | 2021-01-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Маринн 3Д" | Срезная обойма подводной буровой трубы для определения усилия среза в ненарушенном керне донных осадков |
| CN112816657A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-18 | 浙江省工程勘察设计院集团有限公司 | 一种固体废弃物及塘渣力学试验设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004104106A (ru) | 2005-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3593108B1 (en) | Expandable jacket for triaxial, unconfined and uniaxial compression tests and test device for three-dimensional consolidation and settlement tests | |
| Vanapalli et al. | Axis translation and negative water column techniques for suction control | |
| CN105043960B (zh) | 一种改进型土体联合固结渗透仪 | |
| CN107941604B (zh) | 一种含气土的固结试验装置及试验方法 | |
| KR100953650B1 (ko) | 지반의 퇴적특성과 하중이력을 고려한 역학적 성능평가를 위한 일체형 시료 조성장치 | |
| RU2421705C2 (ru) | Способ лабораторного определения прочности и деформируемости материалов под контролируемой трехосной нагрузкой и устройство для его осуществления | |
| AT519477B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur flexibilitätsprüfung von bituminös gebundenen dichtschichten | |
| CN104729922A (zh) | 一种全尾砂胶凝骨料固结渗流联合试验装置及其测试方法 | |
| CN104020092B (zh) | 一种固结孔隙水压力联合试验装置和方法 | |
| CN105699202B (zh) | 一种测量岩体力学参数的液压装置 | |
| CN109959553A (zh) | 固结-渗透-剪切波速耦合实验装置 | |
| RU2416081C1 (ru) | Способ автоматического измерения порового и бокового давления в условиях компрессионного сжатия грунта | |
| RU2275628C2 (ru) | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления | |
| CN109187270A (zh) | 一种高温高压下土体流变特性监测装置 | |
| RU92958U1 (ru) | Прибор для компрессионных испытаний грунтов | |
| Shannon et al. | The use of restrained ring test method for soil desiccation studies | |
| CN204269464U (zh) | 室内测试基床系数的自动化装置 | |
| CN113607633B (zh) | 轴对称应力条件下顶管泥浆套减阻性能测定装置及方法 | |
| CN112082875B (zh) | 一种基于有压触探的原位土体参数测量装置 | |
| Al-Dakheeli et al. | Hydro-mechanical analysis of crack initiation in expansive soils | |
| CN110160925A (zh) | 一种土工试验气压固结渗透仪及其试验监测方法 | |
| RU2423682C1 (ru) | Прибор для компрессионных испытаний грунтов | |
| Voyiadjis et al. | Miniature piezocone penetration tests on soft soils in a calibration chamber system | |
| Moncada et al. | A flexible wall permeameter for the determination of the water permeability function in unsaturated soils | |
| CN109001105A (zh) | 一种土体互嵌测量装置及其互嵌测量方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070214 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090214 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120327 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130214 |