RU2619383C2 - Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений - Google Patents
Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2619383C2 RU2619383C2 RU2013127552A RU2013127552A RU2619383C2 RU 2619383 C2 RU2619383 C2 RU 2619383C2 RU 2013127552 A RU2013127552 A RU 2013127552A RU 2013127552 A RU2013127552 A RU 2013127552A RU 2619383 C2 RU2619383 C2 RU 2619383C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strength characteristics
- loading
- soils
- determining
- voltage drop
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- 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 инженерным изысканиям в строительстве, а именно применяется при определении прочностных характеристик грунтов, требуемых для проектирования фундаментов сооружений. Разработан способ определения прочностных характеристик грунтов по результатам разрушения предварительно уплотненных различными нагрузками образцов грунта в приборах трехосного сжатия, одноплоскостного среза или в приборах скашивания на основе их ступенчатого нагружения с последующим построением по значениям разрушающих напряжений диаграммы Кулона-Мора, по которой графическим путем определяются прочностные характеристики - угол внутреннего трения ϕ и сцепление с. Нагружение образцов грунта производится путем ступенчатого деформирования образца заданными значениями перемещений, причем приложение очередной ступени деформирования осуществляется после падения напряжения в режиме свободной релаксации до условной стабилизации, соответствующей завершению процесса фильтрационной консолидации. Критерием завершения ступени нагружения является скорость падения напряжения, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика зависимости напряжение - логарифм скорости падения напряжения. Технический результат состоит в обеспечении существенного сокращения сроков проведения испытаний грунтов при определении их прочностных характеристик - угла внутреннего трения и сцепления, повышения точности измерения. 9 ил.
Description
Изобретение относится к определению прочностных характеристик грунтов - угла внутреннего трения ϕ и сцепления с при инженерных изысканиях в строительстве при испытаниях грунтов в срезных приборах, приборах истинного сдвига (скашивания) и приборах трехосного сжатия.
Известен «динамометрический метод нагружения» [2], применительно к одноосным испытаниям мерзлых грунтов. Способ заключается в ступенчатом деформировании образца при возможности его неограниченного бокового расширения. Нагружение образца осуществляют посредством винтового пресса через динамометр до достижения условной стабилизации напряжения и деформации на каждой ступени.
Недостатками известного решения являются ограничение области его применения мерзлыми грунтами, а отсутствие предварительного уплотнения грунта при одноосных испытаниях не предусматривает получения прочностных характеристик грунта - угла внутреннего трения и сцепления.
Известен также способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме нагружения с заданной скоростью перемещений [1]. Способ заключается в испытании предварительно уплотненного различными нагрузками образца с заданной скоростью перемещений. Скорость перемещений выбирается с учетом гарантированного рассеивания перового давления в процессе нагружения. Испытания могут производиться как в условиях осесимметричного нагружения в приборах трехосного сжатия (фиг.1), так и в условиях среза по заданной плоскости в сдвиговых приборах (фиг.2) или в приборах скашивания.
По результатам испытаний строят график разрушения в координатах ε=f(σ) для трехосных испытаний и ε=f(τ) (фиг.3), где ε - относительная деформация образца, σ - вертикальное напряжение (для трехосных испытаний), τ - касательное напряжение (при срезных испытаниях и испытаниях на скашивание).
Недостатком данного решения также является низкая производительность испытаний в связи с их высокой продолжительностью.
Технической задачей изобретения является существенное сокращение сроков определения прочностных характеристик грунтов.
Для решения поставленной задачи испытания грунтов по определению характеристик прочности в приборах трехосного сжатия, одноплоскостного среза или в приборах скашивания производят в режиме релаксации напряжений (по аналогии с определением деформационных характеристик грунтов [3]). Предварительно, осуществляется консолидация образца грунта разными нагрузками до достижения критерия условной стабилизации. Затем путем ступенчатого задания перемещений производят разрушение 3 образца грунта. При этом на каждой ступени нагружения после приложения заданной величины перемещения происходит падение напряжений в режиме свободной релаксации. При этом фиксируется изменение напряжения и дополнительной деформации посредством датчиков перемещений и динамометров, обозначенных на фиг.1, 2 буквой «Д».
Завершение ступени определяется по завершению процесса фильтрационной консолидации в соответствии с критерием ГОСТ 12248-2010 [1] или по графику зависмости деформации от логарифма скорости деформации (фиг.4). Критерием завершения ступени разгрузки в этом случае является скорость деформации, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика.
Также можно проверить завершение процесса фильтрационной консолидации по графику зависимости напряжения от логарифма скорости падения напряжения. В этом случае критерием завершения ступени будет скорость изменения напряжения, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика зависимости напряжения от логарифма скорости падения напряжения.
После достижения критерия стабилизации прикладывается очередная ступень перемещения и так далее до разрушения.
По стабилизированным значениям перемещений и напряжений строят график разрушения в координатах ε=f(σ) для трехосных испытаний и ε=f(τ) для сдвиговых (фиг.5). Испытание завершается при достижении максимальной условной деформации образца на 15% для трехосных испытаний и на 10% для срезных испытаний [1], или в приборах скашивания.
По максимальным значениям разрушающих напряжений строится диаграмма Кулона-Мора (фиг.6, 7), по которой определяются значения с и ϕ.
Испытание по определению прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений резко сокращает продолжительность испытания в целом.
Продолжительность испытаний грунтов на прочность по методу МРН (в режиме релаксации напряжений) можно дополнительно сократить принудительным сбросом давления на этапе релаксации.
Наибольшее время при испытании грунта по методу МРН занимает процесс релаксации напряжения и сопровождающее его дополнительное деформирование образца εΔ за счет упругой разгрузки (ВС, фиг.1…3). При этом чем выше жесткость оборудования (нагрузочная система + динамометр), тем меньше εΔ и быстрее идут процессы релаксации. Однако добиться необходимой точности измерения напряжений при высокой жесткости динамометра не всегда удается. Процесс релаксации можно ускорить ступенчатым принудительным сбросом σ. На фиг.8 приведен график зависимости ε от σ в поцессе принудительного сброса σ.
Участку BD соответствует процесс свободной релаксации, участку DE - принудительного сброса σ. Процесс сброса σ повторяется до достижения принятого критерия стабилизации (точка С’), что позволяет более эффективно использовать оборудование с низкой жесткостью и сократить сроки испытаний. Из фиг.9 видно, что время T1, затраченное на испытание с принудительным сбросом полного напряжения σ, значительно меньше времени T2 без сброса напряжения.
Предложенный способ опробован на различных разновидностях грунтов природного и нарушенного сложения и показал полное соответствие результатов с параллельными испытаниями по ГОСТ [1].
Определение параметров прочности - угла внутреннего трения ϕ и сцепления с по предложенному способу решает поставленную задачу по сокращению сроков проведения испытаний в несколько раз. Способ имеет промышленную применимость благодаря существенным отличиям от прототипа и других известных решений, поэтому, по мнению автора, может быть защищен патентом.
Источники информации
1. ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. М.: Стандартинформ, 2011 г.
2. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов / М.: Высшая школа, 1978, 447 с.
3. Патент RU №2272101 C1, 25.08.2004. Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов. Труфанов А.Н.
Claims (1)
- Способ определения прочностных характеристик грунтов по результатам разрушения предварительно уплотненных различными нагрузками образцов грунта в приборах трехосного сжатия, одноплоскостного среза или в приборах скашивания на основе их ступенчатого нагружения с последующим построением по значениям разрушающих напряжений диаграммы Кулона-Мора, по которой графическим путем определяются прочностные характеристики - угол внутреннего трения ϕ и сцепление с, отличающийся тем, что нагружение образцов грунта производится путем ступенчатого деформирования образца заданными значениями перемещений, причем приложение очередной ступени деформирования осуществляется после падения напряжения в режиме свободной релаксации до условной стабилизации, соответствующей завершению процесса фильтрационной консолидации, при этом критерием завершения ступени нагружения является скорость падения напряжения, соответствующая точке пересечения двух прямых, проведенных к начальному и конечному участку графика зависимости напряжение - логарифм скорости падения напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013127552A RU2013127552A (ru) | 2014-12-27 |
RU2619383C2 true RU2619383C2 (ru) | 2017-05-15 |
Family
ID=53278335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013127552A RU2619383C2 (ru) | 2013-06-18 | 2013-06-18 | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2619383C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715588C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Способ определения характеристик насыпного грунта |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108061686B (zh) * | 2017-12-01 | 2020-03-10 | 中国矿业大学 | 同时获取岩石黏聚力和内摩擦角变化规律的测定方法及测定仪 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU552540A1 (ru) * | 1975-01-24 | 1977-03-30 | Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова | Устройство дл определени сдвиговых характеристик грунта |
SU1296898A1 (ru) * | 1985-05-12 | 1987-03-15 | Северный Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Способ определени прочностных характеристик грунта |
RU2272101C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов |
RU2275628C2 (ru) * | 2004-02-13 | 2006-04-27 | Валерий Николаевич Кутергин | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления |
-
2013
- 2013-06-18 RU RU2013127552A patent/RU2619383C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU552540A1 (ru) * | 1975-01-24 | 1977-03-30 | Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова | Устройство дл определени сдвиговых характеристик грунта |
SU1296898A1 (ru) * | 1985-05-12 | 1987-03-15 | Северный Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института По Строительству Магистральных Трубопроводов | Способ определени прочностных характеристик грунта |
RU2275628C2 (ru) * | 2004-02-13 | 2006-04-27 | Валерий Николаевич Кутергин | Способ испытания грунта на срез с одновременным определением порового давления и устройство для его осуществления |
RU2272101C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-03-20 | Александр Николаевич Труфанов | Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости, Москва, Издательство стандартов, 1997. * |
ЦЫТОВИЧ Н.А. Механика грунтов, Москва, Высшая школа, 1979, с. 41-55. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715588C1 (ru) * | 2019-09-30 | 2020-03-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Способ определения характеристик насыпного грунта |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013127552A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Damage evolution of rock salt under cyclic loading in unixial tests | |
Erarslan et al. | Experimental, numerical and analytical studies on tensile strength of rocks | |
Wang et al. | Three-dimensional numerical investigations of the failure mechanism of a rock disc with a central or eccentric hole | |
CN102587426B (zh) | 基于触探技术估算桩基承载力的分析方法 | |
Luo et al. | Energy-based mechanistic approach for damage characterization of pre-flawed visco-elasto-plastic materials | |
CN104568572B (zh) | 静水压力卸载法测定应力应变全过程材料参数的方法 | |
Shang et al. | Porosity increment and strength degradation of low-porosity sedimentary rocks under different loading conditions | |
Wasantha et al. | A new parameter to describe the persistency of non-persistent joints | |
CN111094932A (zh) | 确定岩石特性 | |
Wang et al. | A direct approach toward simulating cyclic and non-cyclic fatigue failure of metals | |
RU2619383C2 (ru) | Способ определения прочностных характеристик грунтов в режиме релаксации напряжений | |
CN106769482B (zh) | 一种静态横观各向同性岩石力学的实验和分析方法 | |
Závacký et al. | Strains of rock during uniaxial compression test | |
CN116106125B (zh) | 一种评价岩石脆性程度的方法 | |
Lee et al. | Use of cyclic direct tension tests and digital imaging analysis to evaluate moisture susceptibility of warm-mix asphalt concrete | |
You | Comparison of two true-triaxial strength criteria | |
RU2628874C2 (ru) | Способ лабораторного испытания грунтов | |
Cieślik | Onset of crack initiation in uniaxial and triaxial compression tests of dolomite samples | |
CN104280530B (zh) | 基于细观组构模拟的岩石应力松弛性质预测方法 | |
RU2526299C1 (ru) | Способ определения долговечности керамических изделий | |
Denavit et al. | Advanced analysis and seismic design of concrete-filled steel tube structures | |
Bogusz et al. | Evaluation of true stress in engineering materials using optical deformation measurement methods | |
RU2272101C1 (ru) | Способ лабораторного определения деформационных характеристик грунтов | |
RU2625360C2 (ru) | Метод оценки напряженного состояния материалов | |
Xu et al. | Damage evaluation of concrete based on acoustic emission b-value |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170619 |