RU2416081C1 - Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression - Google Patents
Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression Download PDFInfo
- Publication number
- RU2416081C1 RU2416081C1 RU2009149688/28A RU2009149688A RU2416081C1 RU 2416081 C1 RU2416081 C1 RU 2416081C1 RU 2009149688/28 A RU2009149688/28 A RU 2009149688/28A RU 2009149688 A RU2009149688 A RU 2009149688A RU 2416081 C1 RU2416081 C1 RU 2416081C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil sample
- soil
- pressure
- odometer
- pore
- 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
Description
Область техникиTechnical field
Изобретение относится к области строительства и предназначено для определения механических свойств грунтов в лабораторных условиях.The invention relates to the field of construction and is intended to determine the mechanical properties of soils in laboratory conditions.
Уровень техникиState of the art
Аналогом данного предлагаемого изобретения является КОМПРЕССИОННО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЙ ПРИБОР (свидетельство на полезную модель RU 54597 U1, заявка 2005138873 от 13.12.2005, патентообладатель и автор Соломин С.Ф., МПК E02D 1/02, опубл. 10.07.2006).An analogue of this proposed invention is a COMPRESSION-FILTRATION DEVICE (certificate for utility model RU 54597 U1, application 2005138873 dated 12.13.2005, patent holder and author Solomin SF, IPC
1. Компрессионно-фильтрационный прибор, содержащий основание, рабочее кольцо, вкладыш-сепаратор, штамп с участком для приложения нагрузки и связанным с измерительными устройствами, отличающийся тем, что внутренняя поверхность рабочего кольца снабжена подпруженной и подвижной в осевом направлении втулкой.1. A compression-filtration device containing a base, a working ring, a separator liner, a stamp with a section for applying a load and connected with measuring devices, characterized in that the inner surface of the working ring is equipped with a spring loaded and axially movable sleeve.
2. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1, отличающийся тем, что высота втулки соизмерима с толщиной испытуемого образца грунта.2. The compression-filtration device according to
3. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1, отличающийся тем, что внутренний диаметр втулки соответствует диаметру периферической кольцевой проточки вкладыша-сепаратора, а нижний внутренний торец втулки взаимодействует с боковой поверхностью периферической кольцевой проточки вкладыша-сепаратора.3. The compression-filtration device according to
4. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1, отличающийся тем, что верхний внутренний торец втулки взаимодействует с боковой кольцевой поверхностью штампа.4. The compression-filtration device according to
5. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1, отличающийся тем, что усилие сжатия пружины, подпружинивающей подвижную втулку, больше суммарного веса втулки с образцом грунта.5. The compression-filtration device according to
6. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1 или 4, отличающийся тем, что между втулкой и пружиной размещена плоская опорная шайба.6. The compression-filtration device according to
7. Компрессионно-фильтрационный прибор по п.1, отличающийся тем, что соединение основания и рабочего кольца выполнено посредством накидной гайки и уплотняющего кольца между соприкасающимися торцами основания и кольца.7. The compression-filtration device according to
Недостатком аналога является невозможность проведения испытаний грунтов с измерением порового и бокового давлений.The disadvantage of the analogue is the inability to conduct soil tests with the measurement of pore and side pressures.
Следующим аналогом заявляемого предлагаемого изобретения является ПРИБОР ДЛЯ КОМПРЕССИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ (патент на изобретение RU 2045756 C1, заявка 93014282/33 от 23.03.1993, патентообладатель и автор Воробьев Е.А., МПК G01N 3/08, E02D 1/00, опубл. 10.10.1995), включающий основание, рабочие кольца различного диаметра для образцов грунта, установленные друг под другом в порядке возрастания их диаметра сверху вниз, верхние и нижние перфорированные штампы, средства для создания вертикальной разгрузки и измерители деформации, отличающийся тем, что он выполнен в виде трех разъемных секций, установленных соосно друг под другом, каждая из которых образована верхним и нижним штампами и рабочим кольцом, размещенным между ними и соединенным со штампами прижимным кольцом, при этом верхние штампы выполнены в виде емкостей для заливки воды с плоскими перфорированными днищами и наклонными сплошными боковыми стенками, имеющими заплечики для установки измерителей деформаций, на внешней поверхности нижних штампов верхней и средней секций образованы кольцевые выступы с горизонтальными сквозными отверстиями, а на обращенной к ним поверхности перфорированных днищ верхних штампов нижележащих секций соответствующие выступам кольцевые проточки, причем внутренняя стенка прижимных колец имеет конусную поверхность для самоцентровки рабочего кольца.The next analogue of the claimed proposed invention is a DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS (patent for invention RU 2045756 C1, application 93014282/33 of 03.23.1993, patentee and author Vorobyov EA, IPC G01N 3/08, E02D 1/00, publ. 10.10.1995), including the base, working rings of different diameters for soil samples, mounted one below the other in increasing diameter from top to bottom, upper and lower perforated dies, means for creating vertical unloading and strain gauges, characterized in that it is made in in and e three detachable sections mounted coaxially under each other, each of which is formed by the upper and lower dies and the working ring placed between them and the pressure ring connected to the dies, while the upper dies are made in the form of tanks for pouring water with flat perforated bottoms and inclined solid side walls having shoulders for installing strain gauges, annular protrusions with horizontal through holes are formed on the outer surface of the lower dies of the upper and middle sections And on the upper sections of the lower die surface facing thereto perforated bottoms corresponding protrusions annular grooves, the inner wall of the clamping rings has a tapered surface for self-centering of the working ring.
Недостатком аналога является невозможность проведения испытаний грунтов с измерением как порового, так и бокового давлений.The disadvantage of the analogue is the inability to conduct soil tests with the measurement of both pore and side pressures.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого предлагаемого изобретения является УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТАХ (авторское свидетельство СССР на изобретение №939638, заявка 2868832/29-33 от 10.01.80, заявитель Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительный институт, авторы А.В.Голли и Л.К.Тихомирова, М.кл.3 E02D 1/00, опубл. 30.06.82), включающее корпус с пористым дном, тензокольцо с тензодатчиками, нагрузочное и измерительное приспособления, отличающееся тем, что с целью повышения точности и расширения диапазона исследований оно снабжено манометром с гибкими иглами, а корпус - жестким кольцом, соединенным с тензокольцом герметичным, упругим материалом, причем жесткое кольцо и тензокольцо выполнены с боковыми соосными отверстиями, в которых пропущены гибкие иглы, а тензокольцо установлено над пористым дном с зазором, равным 0,005-1 мм.The closest analogue (prototype) of the claimed invention is a DEVICE FOR MEASURING LATER PRESSURE IN SOIL (USSR author's certificate for the invention No. 939638, application 2868832 / 29-33 dated 01.10.80, applicant Leningrad Order of the Red Banner of the Red Banner of Civil Engineering, authors A .V. Golly and L.K. Tikhomirova, M.C. 3
Недостатком прототипа является низкая точность измерения порового давления, влияние конструкции датчика порового давления и нагрузочного устройства на деформацию образца грунта, невозможность проведения испытаний с водонасыщением образца грунта обратным давлением, а также трудоемкость подготовки устройства к испытаниям.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of the measurement of pore pressure, the influence of the design of the pore pressure sensor and the load device on the deformation of the soil sample, the inability to conduct tests with water saturation of the soil sample with reverse pressure, and the complexity of preparing the device for testing.
Объяснение недостатков прототипа.Explanation of the disadvantages of the prototype.
1. В прототипе игла порового давления вводится внутрь образца грунта, что препятствует перемещению частиц грунта, увеличивает жесткость грунта, вносит неоднородность внутрь образца, тем самым снижает точность измерения осевой деформации. Известно также, что при вдавливании иглы в образец она легко забивается грунтом, что может полностью исключить возможность измерения порового давления. Из прототипа не ясно, как удалить воздух из полости иглы и камеры манометра и заполнить этот объем водой, в противном случае наличие пузырьков воздуха не позволит измерять точно поровое давление.1. In the prototype, a pore pressure needle is inserted inside the soil sample, which prevents the movement of soil particles, increases the stiffness of the soil, introduces heterogeneity into the sample, thereby reducing the accuracy of the axial strain measurement. It is also known that when a needle is pressed into a sample, it is easily clogged with soil, which can completely exclude the possibility of measuring pore pressure. From the prototype it is not clear how to remove air from the needle cavity and the manometer chamber and fill this volume with water, otherwise the presence of air bubbles will not allow to accurately measure pore pressure.
2. В прототипе шток нагрузочного устройства проходит сквозь образец грунта. Возникает необходимость создания сквозного отверстия в образце грунта, что невозможно сделать в песчаных и супесчаных грунтах. Во-вторых, между штоком нагрузочного устройства и грунтом возникают силы трения, что оказывает влияние на измеряемую деформацию сжатия грунта.2. In the prototype, the rod of the loading device passes through a soil sample. There is a need to create a through hole in the soil sample, which cannot be done in sandy and sandy loamy soils. Secondly, friction forces arise between the rod of the loading device and the soil, which affects the measured deformation of soil compression.
3. В прототипе при измерении порового давления образца грунта невозможно предварительно полностью водонасытить образец грунта, например, методом обратного давления. Конструкция устройства не позволяет выполнить данную операцию из-за негерметичности направляющего стакана.3. In the prototype, when measuring the pore pressure of a soil sample, it is impossible to fully saturate a soil sample beforehand, for example, using the back pressure method. The design of the device does not allow you to perform this operation due to leaks in the guide glass.
Пояснения. Согласно ГОСТ 12248-96 испытания методом компрессионного сжатия выполняют с образцом грунта диаметром 71 мм и высотой 25 мм, который находится в стальном кольце, что обеспечивает невозможность его расширения в радиальном направлении. Испытания проводят в условиях одномерной деформации. Нагрузку на образец грунта прикладывают через штамп ступенями со стабилизацией деформаций сжатия на каждой ступени нагружения. Продолжительность испытания для глинистых грунтов составляет до 2-3 суток, для торфа или илов 6-10 суток. Измеряются только осевая деформация и осевое усилие. Для определения показателя сжимаемости грунта (компрессионный модуль деформации) используют теоретические решения К.Терцаги. Это решение получено при фильтрации поровой воды в двух направлениях: к верхней и нижней границам образца грунта.Explanations According to GOST 12248-96, compression compression tests are performed with a soil sample with a diameter of 71 mm and a height of 25 mm, which is located in a steel ring, which makes it impossible to expand in the radial direction. The tests are carried out under conditions of one-dimensional deformation. The load on the soil sample is applied through the stamp in steps with stabilization of compression deformations at each loading stage. The test duration for clay soils is up to 2-3 days, for peat or silt 6-10 days. Only axial deformation and axial force are measured. To determine the compressibility index of the soil (compression modulus of deformation), K. Tertzagi's theoretical solutions are used. This solution was obtained by filtering pore water in two directions: to the upper and lower boundaries of the soil sample.
Известно также теоретическое решение, полученное Wissa, A. E. Z., Christian, J. Т., Davis, E. H., and Heiberg, S., «Consolidation at Constant Rate of Strain», Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 97, No. SM10, 1971, pp.1393-1413, для случая односторонней фильтрации при сжатии образца грунта не ступенчатой нагрузкой (кН), а нагрузкой с заданной скоростью деформации (мм/мин). В этом случае продолжительность испытаний сокращается до нескольких часов. Этот вид нагружения, односторонняя фильтрация и измерение порового и бокового давления реализованы в предлагаемом изобретении.Also known is a theoretical solution obtained by Wissa, AEZ, Christian, J. T., Davis, EH, and Heiberg, S., "Consolidation at Constant Rate of Strain", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 97, No. SM10, 1971, pp. 1393-1413, for the case of one-sided filtration when compressing the soil sample, not with a step load (kN), but with a load with a given strain rate (mm / min). In this case, the test duration is reduced to several hours. This type of loading, one-way filtration and measurement of pore and lateral pressure are implemented in the present invention.
Сущность технического решенияThe essence of the technical solution
Известен способ измерения порового и бокового давления в условиях компрессионного сжатия грунта с помощью набора следующих технических средств: одометра, установленного в пресс, блока создания обратного давления, блока автоматического управления, состоящего из электронной преобразующей аппаратуры и персонального компьютера.A known method of measuring pore and lateral pressure under compression of the soil using a set of the following technical means: an odometer installed in the press, a unit for generating back pressure, an automatic control unit consisting of electronic converting equipment and a personal computer.
Техническая задача изобретения - повышение точности измерения порового и бокового давления грунта, расширение диапазона исследований, автоматизация и повышение производительности испытаний.The technical task of the invention is to increase the accuracy of the measurement of pore and lateral pressure of the soil, expanding the range of studies, automation and improving the performance of the tests.
Эта задача решена тем, что в одометр устанавливают кольцо с грунтом, устанавливают крышку и закрепляют ее винтами к основанию, устанавливают одометр на основании пресса, а индикатор перемещений - в рабочее положение, регулировочным винтом устраняют зазор между датчиком силы и полым поршнем, подключают одометр к автоматическому блоку создания обратного давления и блоку автоматического управления, подключают датчики силы, перемещения, бокового и порового давления; подключают через интерфейс к компьютеру шаговый двигатель, блок автоматического управления, пресс и одометр и заканчивают подготовку испытаний, далее в автоматическом режиме с пульта управления закрывают краны блока обратного давления, к штуцеру подключают вакуумный эжектор, открывают кран и в камере одометра создают разряжение в 15…30 кПа, и этим натягивают внешнюю резиновую оболочку одометра; управляя с пульта, включают шаговый двигатель пресса, создают осевое сжимающее усилие и передают его через полый штамп и керамический фильтр на образец грунта, преодолевают силы трения между стальным кольцом и боковой поверхностью образца грунта, вертикально перемещают образец грунта вместе с перфорированной платформой, управляя с пульта датчиком перемещений, контролируют и измеряют величину перемещения образца грунта, а при достижении величины перемещения высоты образца грунта с компьютера автоматически выключают шаговый двигатель и фиксируют образец грунта в рабочем положении внутри резиновой оболочки, перекрывают отсос воздуха, отключают вакуумный эжектор от штуцера, управляя с пульта, заполняют рабочую камеру дегазированной водой из резервуара, спускным краном удаляют воздух из рабочей камеры и закрывают кран подачи воды, насыщают образец грунта водой из резервуара, контролируют величину обратного давления и компрессором создают заданную его величину, растворяют воздух в порах образца грунта в воде, продавливают воду снизу и сверху образца грунта, регулируют разницу давления между обратным и поровым давлением в пределах не более 10…15 кПа, контролируют поровое давление, ступенями в 15…30 кПа увеличивают обратное давление до полного водонасыщения образца грунта (Sr=92…95%) и, если измеряемое поровое давление равно обратному давлению - водонасыщение прекращают, используя разработанную программу, производят испытание грунта на сжатие с постоянной скоростью осевой деформации (мм/мин) до заданного эффективного напряжения, а в ходе испытаний измеряют полные и эффективные вертикальные и боковые напряжения, поровое давление и осевую деформацию.This problem is solved by installing a ring with soil in the odometer, installing the cover and fixing it with screws to the base, installing the odometer on the base of the press, and the movement indicator in the working position, adjusting the screw to eliminate the gap between the force sensor and the hollow piston, connecting the odometer to the automatic block for creating back pressure and the automatic control block, connect the sensors of force, displacement, lateral and pore pressure; they connect a stepper motor, an automatic control unit, a press and an odometer via an interface to a computer and complete the test preparation, then automatically shut off the taps of the back pressure unit from the control panel, connect a vacuum ejector to the fitting, open the tap and create a vacuum in the odometer chamber of 15 ... 30 kPa, and this pulls the outer rubber shell of the odometer; controlling from the panel, they turn on the stepper motor of the press, create an axial compressive force and transfer it through the hollow die and ceramic filter to the soil sample, overcome the friction forces between the steel ring and the side surface of the soil sample, vertically move the soil sample along with the perforated platform, controlling from the panel a displacement sensor, they control and measure the amount of displacement of the soil sample, and when the amount of displacement of the height of the soil sample is reached, the stepper motor is automatically turned off from the computer and fix the soil sample in the working position inside the rubber shell, block the air suction, disconnect the vacuum ejector from the fitting, controlling from the remote control, fill the working chamber with degassed water from the tank, remove the air from the working chamber with a drain cock and close the water supply tap, saturate the soil sample with water from the reservoir, the back pressure is monitored and the set value is created by the compressor, the air is dissolved in the pores of the soil sample in water, the water is forced through the bottom and top of the soil sample, regulated the pressure difference between the back and pore pressure is not more than 10 ... 15 kPa, the pore pressure is controlled,
На фиг.1 изображена конструкция одометра.Figure 1 shows the design of the odometer.
На фиг.2 - конструкция одометра после перемещения образца грунта в рабочее положение.Figure 2 - design of the odometer after moving the soil sample to the working position.
На фиг.3 - одометр, установленный в пресс.Figure 3 - odometer installed in the press.
На фиг.4 - схема управления и измерения порового и бокового давления.Figure 4 - diagram of the control and measurement of pore and lateral pressure.
На фиг.5 приведено аксонометрическое изображение одометра (в разрезе).Figure 5 shows an axonometric image of the odometer (in section).
Пример реализации технического решенияAn example of the implementation of a technical solution
На фиг.1 и 2 одометр содержит основание 1 с тремя несквозными цилиндрическими отверстиями 2. В отверстия 2 вставлены на пружинах 3 три подвижных штока 4, на которые опирается перфорированная платформа 5.In figures 1 and 2, the odometer contains a
Одометр имеет датчик порового давления 6 в центре основания и керамический фильтр 7. Одометр снабжен каналами 8 для создания обратного давления и штуцером 9 для подключения к блоку обратного давления.The odometer has a
Рабочая камера выполнена из стальной или прозрачной оболочки 10, в боковую поверхность которой встроен штуцер 11 для соединения с блоком обратного давления, а также датчик бокового давления 12, передающий величину давления в блок автоматического управления, и спусковой кран 13.The working chamber is made of a steel or
Цилиндрическая резиновая оболочка 14 закреплена на выступах 15 оболочки 10.The
Крышка 16 одометра включает керамический фильтр 17, полый поршень 18, стальное кольцо 19 с вложенным в него образцом грунта 20. Через полый поршень 18 проходит трубопровод 21.The
Герметизацию полого поршня 18 обеспечивают боковые уплотнительные кольца 22, через которые он проходит.Герметизацию крышки одометра обеспечивает опорное кольцо 23. Крышка 16 присоединяется к основанию 1 тремя, винтами 24. Затяжка винтов обеспечивает фиксацию оболочки 14 в рабочем положении и герметизацию.The sealing of the
На фиг.3 показано соединение в единое целое одометра и пресса. Пресс имеет основание 25 с шаговым двигателем 26 внутри основания 25. Пресс снабжен датчиками осевого перемещения 27 и силы 28, а также снабжен регулировочным винтом 29. Пресс предназначен для воздействия на одометр 30 вертикальной силой снизу вверх, т.е. плита 31 пресса давит на одометр 30 снизу вверх.Figure 3 shows the connection in a single unit of the odometer and press. The press has a base 25 with a
На фиг.4 изображена схема автоматического управления и измерения порового и бокового давления, которая состоит из трех блоков:Figure 4 shows a diagram of automatic control and measurement of pore and lateral pressure, which consists of three blocks:
«A» - компрессионный блок, содержащий одометр, встроенный в пресс;“A” - a compression unit containing an odometer integrated in the press;
«B» - блок создания обратного давления;“B” - block for creating back pressure;
«C» - блок автоматического управления.“C” - automatic control unit.
Все три блока объединены в единую систему автоматического управления и образуют компрессионный прибор.All three blocks are combined into a single automatic control system and form a compression device.
Блок «В» создания обратного давления состоит из резервуара 32, снабженного штуцерами 33, 50 и датчиком давления 34, имеет соединительные трубопроводы 43, 44, 45 и краны 46-49.Block "B" creating a back pressure consists of a
Блок «C» автоматического управления получает команды с компьютера 35, соединенный интерфейсом 36 с автоматической преобразующей аппаратурой 37 (ЭПА).The automatic control unit “C” receives commands from the
Блок «C» автоматического управления соединен кабелями 38 (силы), 39 (перемещения), 40 (бокового давления), 41 (порового давления), 42 (привода шагового двигателя) с компрессионным блоком «A» и кабелем 51 с блоком «B» создания обратного давления. Автоматическая преобразующая аппаратура 37 усиливает и преобразует сигналы в цифровой вид с датчиков: порового давления 6, бокового давления 12 (фиг.1, 2), обратного давления 34 (фиг.4), силы 28 и перемещения 27 (фиг.3).Automatic control unit “C” is connected by cables 38 (force), 39 (displacement), 40 (lateral pressure), 41 (pore pressure), 42 (stepper motor drive) with compression unit “A” and
Компрессионный блок «A» соединен кабелями 38-42 с блоком автоматического управления «C», трубопроводами 43-45 с блоком обратного давления «B».The compression unit "A" is connected by cables 38-42 to the automatic control unit "C", pipelines 43-45 with the back pressure unit "B".
Компрессионный прибор работает следующим образом.Compression device operates as follows.
Этап 1. Подготовка одометра к испытаниям
1.1. Открутив крепежные винты 24, снимают крышку 16 одометра и в опорное кольцо 23 крышки устанавливают кольцо 19 с образцом грунта 20. Затем устанавливают крышку 16 обратно и герметично закрепляют ее винтами 24 к основанию одометра.1.1. Having unscrewed the fixing screws 24, remove the
1.2. Устанавливают одометр основанием 1 (фиг.3) на плиту 31 пресса 25, затем устанавливают в рабочее положение датчик осевого перемещения 27 и устраняют зазор между датчиком силы 28 и полым поршнем 18 (фиг.1, 2) регулировочным винтом 29 (фиг.3).1.2. Set the odometer base 1 (Fig.3) on the
Этап 2. Подключение одометра 1 к блоку обратного давления «В» и блоку автоматического управления «C» (фиг.4)
2.1. Трубопроводы 43-45 (фиг.4) блока обратного давления «B» подключают к штуцерам 9, 11, 21 одометра (фиг.1, 2) соответственно.2.1. Pipelines 43-45 (FIG. 4) of the back pressure unit “B” are connected to the
2.2. Кабели датчиков: силы 38, перемещения 39, бокового давления 40, порового давления 41 подключают к блоку автоматического управления «C».2.2. Sensor cables:
Этап 3. Подключение одометра 1 и пресса 25 к компьютеру 35 блока автоматического управления «C»
3.1. Подключают кабель 42 (фиг.4) привода шагового двигателя 26 (фиг.3) к блоку «C».3.1. Connect the cable 42 (figure 4) of the drive of the stepper motor 26 (figure 3) to the block "C".
3.2. Подключают автоматическую преобразующую аппаратуру 37 через интерфейс 36 (фиг.4) к компьютеру 35.3.2. Connect the automatic converting
Этап 4. Реализация автоматического способа испытания и последовательность проведения испытаний
4.1. Закрывают кран 47 блока «В» обратного давления (фиг.4). К штуцеру 50 подключают вакуумный эжектор, открывают кран 49 и в камере одометра 1 создают разряжение в 15…30 кПа, достаточное для расширения резиновой оболочки 14.4.1. Close the
4.2. По команде компьютера в автоматическую преобразующую аппаратуру 37 (фиг.4) подают сигнал на шаговый двигатель 26 пресса 25 (фиг.3) и создают осевое усилие, которое через полый поршень 18 и керамический фильтр 17 передают на образец грунта 20 в одометре (фиг.1, 2). Преодолевают силы трения между стальным кольцом 19 и боковой поверхностью образца грунта 20. Создают вертикальное перемещение образца грунта 20 совместно с перфорированной платформой 5. Перемещение образца 20 (фиг.1, 2) измеряют датчиком перемещения 27 (фиг.3).4.2. At the command of the computer, the signal is transmitted to the automatic converting apparatus 37 (Fig. 4) to the
В автоматическом режиме компьютером контролируют величину перемещения полого поршня 18, и при достижении величиной перемещения высоты образца грунта 20 (фиг.1, 2) компьютер автоматически выключает шаговый двигатель 26 (фиг.3). Образец грунта 20 занял рабочее положение внутри резиновой оболочки 14 (фиг.2).In automatic mode, the computer controls the amount of movement of the
4.3. Закрывают кран 49 и отключают вакуумный эжектор от штуцера 50 (фиг.4).4.3. Close the
4.4. Открывают спускной кран 13 (фиг.1, 2), затем кран 47 (фиг.4) и заполняют рабочую камеру одометра дегазированной водой из резервуара 32. После удаления воздуха из рабочей камеры спускной кран 13 и кран 47 закрывают.4.4. Open the drain valve 13 (FIGS. 1, 2), then the valve 47 (FIG. 4) and fill the odometer working chamber with degassed water from the
4.5. Автоматизация водонасыщения образца грунта. Открывают краны обратного давления 46, 48 и через штуцер 33 (фиг.4) в резервуаре 32 создают заданную величину обратного давления воздушным компрессором. Величину обратного давления контролируют датчиком давления 34. Датчиком давления 6 (фиг.1) автоматизированно по разработанной программе измеряют поровое давление в образце грунта. Разница между обратным и поровым давлением не должна быть более 10…15 кПа. Далее ступенями в 15…30 кПа увеличивают обратное давление до полного водонасыщения образца грунта Sr=92…95%. Водонасыщение завершают, если измеряемое поровое давление равно обратному давлению.4.5. Automation of water saturation of soil sample. The backpressure taps 46, 48 are opened and through the fitting 33 (FIG. 4) in the
4.6. После автоматизированного водонасыщения образца грунта закрывают краны 46, 48 и, используя разработанную программу, проводят испытание на сжатие с постоянной скоростью осевой деформации (мм/мин) до заданного эффективного напряжения. В ходе испытаний измеряются полные и эффективные вертикальные и боковые напряжения, поровое давление и осевая деформация.4.6. After automated water saturation of the soil sample, the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Использование изобретения позволяет повысить точность измерения порового и бокового давления, введение автоматической системы управления процессом нагружения и сбора информации с датчиков повышает производительность испытаний. Кроме того, применение односторонней фильтрации и непрерывного нагружения позволяет сократить время испытаний до 8 раз, что видно из прилагаемых результатов испытаний (см. Приложение). Таким образом, изобретение улучшает также эксплуатационные характеристики и создает существенный технико-экономический эффект.The use of the invention improves the accuracy of measurement of pore and lateral pressure, the introduction of an automatic control system for the loading process and the collection of information from sensors increases the productivity of the tests. In addition, the use of one-way filtration and continuous loading allows reducing the test time by up to 8 times, which can be seen from the attached test results (see Appendix). Thus, the invention also improves operational characteristics and creates a significant technical and economic effect.
Список литературыBibliography
1. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Изд-во Стандарты, 01.01.1997.1. GOST 12248-96. Soils. Laboratory methods for characterizing strength and deformability. Publishing House of Standards, 01/01/1997.
2. Свидетельство на полезную модель RU 54597 U1, МПК E02D 1/02, опубл. 10.07.2006.2. Certificate for utility model RU 54597 U1,
3. Голли А.В., Тихомирова Л.К. Устройство для измерения бокового давления в грунтах. Авторское свидетельство СССР №939638, М.Кл. E02D 1/00, бюл. №24, 30.06.1982.3. Golly A.V., Tikhomirova L.K. Device for measuring lateral pressure in soils. USSR copyright certificate No. 939638, M.Kl.
4. Воробьев Е.А. Прибор для компрессионных испытаний грунтов. Патент России RU №2045756, М. Кл. G01N 3/08, E02D 1/00, 10.10.1995. (Прототип).4. Vorobyov EA The device for compression testing of soils. Patent of Russia RU No. 2045756, M. Cl.
Приложениеapplication
Результаты испытаний в компрессионных приборахTest results in compression devices
Общие данныеgeneral information
Испытания проводились в два этапа. На первом этапе были выполнены испытания с образцами глинистого грунта с использованием стандартной конструкции компрессионного прибора по ГОСТ 12248-96 и ступенчатом нагружении. На втором этапе испытания проводились с использованием предлагаемой конструкции компрессионного прибора с контролем порового давления и непрерывном нагружении, с заданной скоростью деформации (мм/мин).The tests were carried out in two stages. At the first stage, tests were carried out with samples of clay soil using the standard design of a compression device according to GOST 12248-96 and step loading. At the second stage, the tests were carried out using the proposed design of a compression device with pore pressure control and continuous loading, with a given strain rate (mm / min).
В обоих случаях испытания были выполнены с использованием образцов-близнецов из грунта нарушенной структуры с физическими свойствами, которые приведены в табл.1.In both cases, the tests were performed using twin samples from the soil of a disturbed structure with physical properties, which are shown in Table 1.
1. Испытания при ступенчатом действии внешней нагрузки в компрессионном приборе по ГОСТ 12248-961. Tests with stepwise action of an external load in a compression device in accordance with GOST 12248-96
2. Испытания на компрессионное сжатие с постоянной скоростью деформации в предлагаемой конструкции прибора2. Tests for compression compression with a constant strain rate in the proposed design of the device
3. Сравнение испытаний на компрессионное сжатие3. Comparison of compression tests
Рис.3. Сравнение результатов испытаний в компрессионных приборах различной конструкцииFig. 3. Comparison of test results in compression devices of various designs
Выводыfindings
1. Испытания в предлагаемой конструкции компрессионного прибора проводятся в 8 раз быстрее.1. Tests in the proposed design of the compression device are carried out 8 times faster.
2. Результаты обоих видов испытаний практически совпадают (рис.3). Расхождения в определяемом компрессионном модуле деформации Е составляют не более 20% (табл.2 и 4).2. The results of both types of tests almost coincide (Fig. 3). The discrepancies in the determined compression modulus of deformation E are not more than 20% (Tables 2 and 4).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149688/28A RU2416081C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009149688/28A RU2416081C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2416081C1 true RU2416081C1 (en) | 2011-04-10 |
Family
ID=44052209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009149688/28A RU2416081C1 (en) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2416081C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102636427A (en) * | 2012-03-26 | 2012-08-15 | 长沙理工大学 | Tester for soil vertical and radial expansive deformation and expansive force relation |
CN102809641A (en) * | 2012-07-11 | 2012-12-05 | 西安理工大学 | Undisturbed soil sample expansion force testing device capable of controlling saturation |
CN110411804A (en) * | 2019-09-02 | 2019-11-05 | 上海交通大学 | A kind of contact face mechanical property test sample, preparation method and the test method of the soil body and structure |
CN111537415A (en) * | 2020-03-17 | 2020-08-14 | 浙江工业大学 | Test system and test method for observing soil particle movement in vacuum preloading process |
CN112359809A (en) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | Saturation device and saturation method for spherical static sounding probe |
CN113008181A (en) * | 2021-03-18 | 2021-06-22 | 桂林电子科技大学 | Soil motion gesture monitoring box |
US20210263007A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-08-26 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Multifunctional and modular geotechnical testing device |
-
2009
- 2009-12-30 RU RU2009149688/28A patent/RU2416081C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости: Изд-во Стандартов, 01.01.1997. * |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102636427A (en) * | 2012-03-26 | 2012-08-15 | 长沙理工大学 | Tester for soil vertical and radial expansive deformation and expansive force relation |
CN102636427B (en) * | 2012-03-26 | 2014-03-12 | 长沙理工大学 | Tester for soil vertical and radial expansive deformation and expansive force relation |
CN102809641A (en) * | 2012-07-11 | 2012-12-05 | 西安理工大学 | Undisturbed soil sample expansion force testing device capable of controlling saturation |
CN102809641B (en) * | 2012-07-11 | 2014-11-26 | 西安理工大学 | Undisturbed soil sample expansion force testing device capable of controlling saturation |
CN110411804A (en) * | 2019-09-02 | 2019-11-05 | 上海交通大学 | A kind of contact face mechanical property test sample, preparation method and the test method of the soil body and structure |
CN110411804B (en) * | 2019-09-02 | 2024-04-16 | 上海交通大学 | Test sample for mechanical properties of contact surface of soil body and structure, preparation method and test method |
US20210263007A1 (en) * | 2020-02-26 | 2021-08-26 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Multifunctional and modular geotechnical testing device |
US12000820B2 (en) * | 2020-02-26 | 2024-06-04 | The Hong Kong University Of Science And Technology | Multifunctional and modular geotechnical testing device |
CN111537415A (en) * | 2020-03-17 | 2020-08-14 | 浙江工业大学 | Test system and test method for observing soil particle movement in vacuum preloading process |
CN112359809A (en) * | 2020-11-02 | 2021-02-12 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | Saturation device and saturation method for spherical static sounding probe |
CN113008181A (en) * | 2021-03-18 | 2021-06-22 | 桂林电子科技大学 | Soil motion gesture monitoring box |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2416081C1 (en) | Method to automatically measure pore and side pressure under conditions of soil compression | |
CA3055926C (en) | Expandable jacket for triaxial, unconfined and uniaxial compression tests and test device for three-dimensional consolidation and settlement tests | |
CN109540788B (en) | Method and system for testing bonding performance of rock soil and anchoring body under simulated ground pressure effect | |
CN102183622B (en) | Novel unsaturated soil high-pressure consolidation test device | |
CN102323159B (en) | Test method of permeameter contacting with structure in high stress, high hydraulic gradient, and large shear deformation | |
CN201819853U (en) | Novel osmotic suction controlled comprehensive tester for unsaturated soil | |
AU2020101815A4 (en) | An experimental instrument for rock mass tension and compression synergy | |
CN106813817B (en) | Bidirectional expansion stress measuring tester | |
CN103698228B (en) | A kind of large-scale real triaxial shearing test device and application thereof | |
RU92958U1 (en) | DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS | |
CN107941604B (en) | Consolidation test device and test method for gas-containing soil | |
CN103076230A (en) | Test method and test device of mechanical properties of soil-structure contact surface | |
CN103913380A (en) | All-in-one machine for testing soil engineering tension-compression strength | |
CN103389247A (en) | Testing system for simulating hydraulic fracture of concrete members under high water pressure | |
CN111794293B (en) | Drawing test device for compacted grouting soil nails | |
CN106546710B (en) | Test device for measuring self-sealing and healing characteristics of engineering barrier system | |
CN104020092B (en) | One kind consolidation pore water pressure combined test device and method | |
CN114062107B (en) | Shearing box device suitable for direct shearing tests of cylindrical samples with different sizes and application of shearing box device | |
CN102539244A (en) | Unsaturated soil anisotropic consolidation test device | |
CN203881614U (en) | All-in-one machine for geo-technical tension-compression strength test | |
CN110954673B (en) | Static sounding indoor simulation test method | |
CN110954674B (en) | Indoor simulation test device for static sounding | |
CN107607385B (en) | Vacuum test device for triaxial remolded soil sample preparation | |
CN213600517U (en) | Indoor power penetration test device | |
JP3978411B2 (en) | Permeability test equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |