RU2718800C1 - Instrument for soil compression tests - Google Patents

Instrument for soil compression tests Download PDF

Info

Publication number
RU2718800C1
RU2718800C1 RU2020104307A RU2020104307A RU2718800C1 RU 2718800 C1 RU2718800 C1 RU 2718800C1 RU 2020104307 A RU2020104307 A RU 2020104307A RU 2020104307 A RU2020104307 A RU 2020104307A RU 2718800 C1 RU2718800 C1 RU 2718800C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
soil
working ring
compression
diameter
Prior art date
Application number
RU2020104307A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Невзоров
Галина Юрьевна Ивахнова
Юрий Викторович Саенко
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова»
Priority to RU2020104307A priority Critical patent/RU2718800C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2718800C1 publication Critical patent/RU2718800C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to construction, in particular, to devices for investigation of soil deformation characteristics in laboratory conditions. Instrument for compression tests of soil includes housing and hollow die with porous inserts, working ring, cover and displacement sensors. Lower part of the working ring is submerged at half its height into the annular slot in the housing of the device; at that, the inner diameter of this part of the working ring exceeds the diameter of the sample, and the inner diameter of its upper part is equal to the diameter of the sample.EFFECT: technical result consists in improvement of accuracy of measurement results of modulus of deformation, coefficient of transverse deformations, coefficient of primary consolidation of soil, and in calculation of stress correction is introduced, which takes into account friction between sample and working ring.1 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения деформационных характеристик грунтов в лабораторных условиях.The invention relates to construction and is intended to determine the deformation characteristics of soils in laboratory conditions.

Известен компрессионный прибор, называемый также одометром и предназначенный для испытаний грунтов на одноосное сжатие без возможности бокового расширения образца, который включает рабочее кольцо, корпус с поддоном для воды, датчики перемещения, перфорированные или пористые вкладыши под образец и штамп (ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. МНТКС, 2011, с. 126, аналог).A known compression device, also called an odometer, is designed for testing soils for uniaxial compression without the possibility of lateral expansion of the sample, which includes a working ring, a housing with a water tray, displacement sensors, perforated or porous inserts for the sample and stamp (GOST 12248-2010. Soils Methods of laboratory determination of strength and deformability characteristics. MNTKS, 2011, p. 126, analogue).

Недостатком прибора является наличие трудно поддающегося учету трения между образцом и стенками вмещающего его рабочего кольца. Для снижения погрешности измерений ограничивают высоту образца. Согласно ГОСТ 12248-2010 отношение диаметра образца к его высоте должно изменяться в пределах от 2,8 до 3,5. По зарубежным стандартам ASTM D2435, BS 1377-part 5 и др. минимальное значение этого отношения равно 2,5.The disadvantage of the device is the presence of difficult to account for friction between the sample and the walls of the enclosing working ring. To reduce the measurement error limit the height of the sample. According to GOST 12248-2010, the ratio of the diameter of the sample to its height should vary from 2.8 to 3.5. According to foreign standards ASTM D2435, BS 1377-part 5, etc. the minimum value of this ratio is 2.5.

Ограничение высоты образца ведет к снижению достоверности результатов, связанных с ошибками измерения деформаций, неоднородностью грунта, наличием в нем включений и др. Увеличение диаметра приводит к росту затрат на проходку скважин большего диаметра. Кроме того, прибор не позволяет определять коэффициент Пуассона грунта.Limiting the height of the sample leads to a decrease in the reliability of the results associated with errors in measuring deformations, heterogeneity of the soil, the presence of inclusions in it, etc. An increase in diameter leads to an increase in the cost of drilling larger diameter wells. In addition, the device does not allow to determine the Poisson's ratio of the soil.

Известен прибор для компрессионных испытаний грунта, включающий цилиндрическую обойму, рабочее кольцо, поддон, перфорированный штамп и выполненный в виде мембраны перфорированный вкладыш с закрепленными на нем тензорезисторами (Авторское свидетельство СССР №973702. Прибор для компрессионных испытаний грунта. МПК E02D 1/00. Опубл. 15.11.82, бюлл. №42, аналог).A known device for compression testing of the soil, including a cylindrical cage, a working ring, a pallet, a perforated stamp and a perforated insert made in the form of a membrane with a strain gauge mounted on it (USSR Author's Certificate No. 973702. Device for compression testing of the soil. IPC E02D 1/00. Publ. 15.11.82, bulletin No. 42, analogue).

Недостатком прибора является непрямое измерение силы трения между образцом и обоймой, тогда как напряжения на нижнем торце образца из-за прогиба вкладыша распределяются неравномерно, причем их распределение зависит от типа грунта и наличия в нем включений.The disadvantage of the device is the indirect measurement of the friction force between the sample and the holder, while the stresses on the lower end of the sample due to the deflection of the liner are distributed unevenly, and their distribution depends on the type of soil and the presence of inclusions in it.

Известен одометр, включающий кольцо, основание, верхний и нижний штампы с пористыми вкладышами и датчик усилия, размещенный между нижним штампом и основанием (M.R. Lodahl, K.K.

Figure 00000001
, N. Mortensen, H.
Figure 00000002
. Oedometer tests with measurement of internal friction between oedometr ring and clay specimen. Proceedings of the 17th Nordic Geotechnical Meeting, Reykjavik, 2016, p. 289-298, аналог). Нагрузка на образец передается через верхний штамп, а с помощью датчика измеряют усилие, передаваемое образцом на нижний штамп. По разнице усилий, передаваемых на верхний штамп и измеренных датчиком, определяют силу трения между грунтом и кольцом.A known odometer comprising a ring, a base, upper and lower dies with porous liners and a force sensor located between the lower die and the base (MR Lodahl, KK
Figure 00000001
, N. Mortensen, H.
Figure 00000002
. Oedometer tests with measurement of internal friction between oedometr ring and clay specimen. Proceedings of the 17 th Nordic Geotechnical Meeting, Reykjavik, 2016, p. 289-298, analogue). The load on the sample is transmitted through the upper stamp, and with the help of the sensor measure the force transmitted by the sample to the lower stamp. The difference in the forces transmitted to the upper stamp and measured by the sensor determines the friction force between the soil and the ring.

Недостатком прибора является наличие трения между рабочим кольцом и штампами, а также отсутствие возможности с его помощью определять коэффициент Пуассона грунта.The disadvantage of this device is the presence of friction between the working ring and the dies, as well as the inability to determine the Poisson's ratio of the soil with it.

Известен одометр, в котором для реализации способа определения коэффициента Пуассона рабочее кольцо имеет внутренний диаметр несколько больший диаметра образца (Авторское свидетельство СССР №1219726. Способ определения коэффициента Пуассона. МПК E02D 1/00. Опубл. 23.03.86, бюлл. №11, аналог). Образец испытывается сначала в условиях одноосного, а затем, по мере развития поперечных деформаций, - компрессионного сжатия.There is a known odometer in which, for implementing the method for determining the Poisson's ratio, the working ring has an internal diameter slightly larger than the diameter of the sample (USSR Author's Certificate No. 1219726. Method for determining the Poisson's ratio. IPC E02D 1/00. Publish. 23.03.86, bull. No. 11, analogue ) The sample is tested first under uniaxial conditions, and then, with the development of transverse deformations, compression compression.

Указанная последовательность испытаний и является основным недостатком способа и прибора, так как испытания в условиях одноосного сжатия, то есть с возможностью поперечных деформаций, приводят к нарушению природной структуры грунта, в результате чего компрессионному сжатию подвергается уже образец нарушенного сложения с изменившимися характеристиками сжимаемости.The indicated test sequence is the main disadvantage of the method and device, since tests under uniaxial compression, that is, with the possibility of transverse deformations, lead to disruption of the natural structure of the soil, as a result of which compression specimen with a changed compressibility is already subjected to compression compression.

Известны способ автоматического измерения порового и бокового давления в условиях компрессионного сжатия грунта (Патент РФ №2416081. Способ автоматического измерения порового и бокового давления в условиях компрессионного сжатия грунта. МПК G01N 3/08 и E02D 1/00. Опубл. 10.04.2011. Бюлл. №10 - аналог) и прибор для компрессионных испытаний грунтов, реализующий этот способ (Патент РФ №92958. Прибор для компрессионных испытаний грунтов. МПК G01N 3/08. Опубл. 10.04.2010. Бюлл. №10 - прототип). Прибор включает корпус, кольцо для размещения образца, полый поршень с пористым керамическим вкладышем, подвижную перфорированную платформу, цилиндрическую резиновую оболочку, датчики давления жидкости, крышку и винты для ее крепления. В одометр устанавливают кольцо с образцом грунта, винтами закрепляют крышку, затем создав усилие на штамп, переводят образец в резиновую оболочку, и заполняют рабочую камеру водой. В ходе испытаний на компрессионное сжатие измеряют деформации образца, давление в рабочей камере, равное боковому давлению грунта, и поровое давление. Определив боковое давление, вычисляют коэффициент Пуассона исследуемого грунта.A known method of automatic measurement of pore and side pressure in conditions of compression compression of the soil (RF Patent No. 2416081. Method of automatic measurement of pore and side pressure in conditions of compression compression of the soil. IPC G01N 3/08 and E02D 1/00. Publish. 04/10/2011. Bull No. 10 - analogue) and a device for compression testing of soils that implements this method (RF Patent No. 92958. Device for compression testing of soils. IPC G01N 3/08. Publish. 04/10/2010. Bull. No. 10 - prototype). The device includes a housing, a ring for specimen placement, a hollow piston with a porous ceramic insert, a movable perforated platform, a cylindrical rubber shell, fluid pressure sensors, a cover and screws for its fastening. A ring with a soil sample is installed in the odometer, the cover is fixed with screws, then a force is applied to the stamp, the sample is transferred to the rubber shell, and the working chamber is filled with water. During compression tests, the deformations of the sample, the pressure in the working chamber equal to the lateral pressure of the soil, and pore pressure are measured. Having determined the lateral pressure, calculate the Poisson's ratio of the investigated soil.

Недостатками прибора являются погрешности измерений, возникающие из-за сил трения на контакте поршня с крышкой и рабочим кольцом и деформации образца при его переводе из рабочего кольца в эластичную резиновую оболочку. Кроме того, устройству присущи недостатки, свойственные приборам трехосного сжатия - стабилометрам, а именно, утечки жидкости из рабочей камеры, повреждения резиновой оболочки частицами грунта и др.The disadvantages of the device are the measurement errors arising due to the friction forces at the piston contact with the cap and the working ring and the deformation of the sample when it is transferred from the working ring to an elastic rubber shell. In addition, the device has inherent disadvantages characteristic of triaxial compression devices - stabilometers, namely, fluid leakage from the working chamber, damage to the rubber shell by soil particles, etc.

Задачей изобретения является повышение точности результатов измерений модуля деформации и коэффициента поперечных деформаций, то есть коэффициента Пуассона, грунта.The objective of the invention is to improve the accuracy of the measurement results of the deformation modulus and the coefficient of transverse deformations, that is, Poisson's ratio, soil.

Данная задача решается тем, что в приборе для компрессионных испытаний грунта, содержащем корпус и полый штамп с пористыми вкладышами, рабочее кольцо, крышку и датчики перемещений, нижняя часть рабочего кольца на половину его высоты размещена в кольцевой прорези в корпусе, причем внутренний диаметр этой части кольца превышает диаметр образца, а диаметр его верхней части равен диаметру образца.This problem is solved by the fact that in the device for compression testing of the soil, comprising a housing and a hollow die with porous liners, a working ring, a cover and displacement sensors, the lower part of the working ring at half its height is placed in an annular slot in the housing, and the inner diameter of this part the ring exceeds the diameter of the sample, and the diameter of its upper part is equal to the diameter of the sample.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез прибора на первом этапе испытаний - компрессионном сжатии, на фиг. 2 показана перестановка прибора для второго этапа испытаний, на фиг. 3 - разрез прибора на втором этапе испытаний - сжатии образца с возможностью ограниченных поперечных деформаций, на фиг. 4 - разрез прибора при завершении испытаний, на фиг. 5 - вид на прибор сверху, на фиг. 6, 7, 8 - стадии испытаний образца, на фиг. 9 и 10 - результаты численного моделирования эксперимента.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a section of the device at the first stage of testing - compression compression, in FIG. 2 shows the transposition of the device for the second stage of testing; FIG. 3 is a sectional view of the device in the second test stage — compression of the sample with the possibility of limited lateral deformations; FIG. 4 is a sectional view of the device upon completion of the tests; FIG. 5 is a top view of the device, in FIG. 6, 7, 8 - test stages of the sample, in FIG. 9 and 10 are the results of numerical simulation of the experiment.

Прибор содержит полый корпус 1 с пористым вкладышем 2 и кольцевой прорезью 3, рабочее кольцо 4, внутренний диаметр верхней части которого меньше, чем нижней, жестко связанную с кольцом опорную пластину 5, полый штамп 6 с пористым вкладышем 2, отверстием в стенке 7 для слива отжимаемой из образца воды и крышкой 8, служащей для передачи нагрузки на штамп от загрузочного приспособления и крепления датчиков перемещения 9, центрирующий шарик 10 для опирания загрузочного приспособления и закрепленные в корпусе направляющие штанги 11 с гайками 12.The device comprises a hollow body 1 with a porous liner 2 and an annular slot 3, a working ring 4, the inner diameter of the upper part of which is smaller than the lower support plate 5 rigidly connected to the ring, a hollow die 6 with a porous liner 2, an opening in the wall 7 for draining squeezed water from the sample and a cover 8, which serves to transfer the load to the stamp from the loading device and attaching the displacement sensors 9, a centering ball 10 for supporting the loading device and guide rods 11 with nuts 12 fixed in the housing.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

Поместив образец грунта в верхнюю часть рабочего кольца 4, собирают прибор. Свободная от образца нижняя часть кольца размещается в кольцевой прорези 3. Штанги 11 свободно проходят через отверстия в опорной пластине 5 и крышке 8. Гайки 12 не затягиваются во избежание сжатия образца. Датчики 9 закрепляются на крышке 8, а их штоки свободно проходят через отверстия в опорной пластине 5 и упираются в корпус 1.Having placed a soil sample in the upper part of the working ring 4, assemble the device. The lower part of the ring free from the sample is located in the annular slot 3. The rods 11 freely pass through the holes in the support plate 5 and the cover 8. The nuts 12 are not tightened to prevent compression of the sample. The sensors 9 are mounted on the cover 8, and their rods freely pass through the holes in the base plate 5 and abut against the housing 1.

Создав нагрузку на образец с помощью специального приспособления (не показано) через шарик 10, крышку 8 и штамп 6 и, измеряя его деформации S с помощью датчиков 9, проводят компрессионные испытания, то есть испытания без возможности поперечных деформаций образца (фиг. 1, фиг. 6). Избыточная поровая влага через пористый вкладыш 2 в корпусе 1 стекает вниз в полость под ним, а через пористый вкладыш в штампе 6 попадает в полость над ним и сливается через отверстие в стенке штампа 7.Having created the load on the specimen using a special device (not shown) through the ball 10, cap 8 and stamp 6, and measuring its deformations S with the help of sensors 9, we conduct compression tests, that is, tests without the possibility of transverse deformations of the specimen (Fig. 1, Fig. . 6). Excess pore moisture through the porous liner 2 in the housing 1 flows down into the cavity below it, and through the porous liner in the stamp 6 enters the cavity above it and merges through the hole in the wall of the stamp 7.

Снимают нагрузку с образца, предварительно предотвратив его разуплотнение путем вращения гаек до контакта с крышкой 8. Приподнимают прибор на высоту равную высоте образца и заводят под опорную пластину 5 временные стойки 13 нужной высоты (фиг. 2).Remove the load from the specimen, having previously prevented its decompression by rotating the nuts until it contacts the cover 8. Raise the device to a height equal to the height of the specimen and place temporary racks 13 of the required height under the base plate 5 (Fig. 2).

Постепенно увеличивая нагрузку на штамп 6, добиваются его перемещения вместе с образцом и корпусом 1 вниз относительно неподвижного рабочего кольца 4 и опорной пластины 5. Суммируя вес названных частей прибора, вес образца и значение приложенной нагрузки, находят силу трения образца по поверхности рабочего кольца. Заметим, что прибор позволяет определять силу трения дифференцированно по высоте образца, то есть по мере смещения образца в рабочем кольце.Gradually increasing the load on the stamp 6, they achieve its movement together with the sample and the housing 1 downward relative to the stationary working ring 4 and the support plate 5. Summing up the weight of these parts of the device, the weight of the sample and the value of the applied load, the friction force of the sample on the surface of the working ring is found. Note that the device allows you to determine the friction force differentially by the height of the sample, that is, as the sample is displaced in the working ring.

После касания корпусом 1 станины, образец оказывается в нижней части рабочего кольца, внутренний диаметр которой превышает диаметр образца на заданную величину (фиг. 3, фиг. 7).After the body 1 touches the bed, the sample is in the lower part of the working ring, the inner diameter of which exceeds the diameter of the sample by a predetermined amount (Fig. 3, Fig. 7).

Убрав временные стойки 13, с помощью штампа снова нагружают образец и измеряют его вертикальные деформации ΔS с помощью датчиков 9 (фиг. 8).Having removed the temporary racks 13, using a stamp, the sample is again loaded and its vertical deformations ΔS are measured using sensors 9 (Fig. 8).

Снимают нагрузку и, повторно ограничив разуплотнение образца с помощью гаек 12, приподнимают прибор над станиной на высоту, равную высоте образца. Под опорную пластину заводят временные стойки 14 необходимой высоты и, постепенно увеличивая нагрузку на штамп, добиваются перемещения прибора вниз до станины (фиг. 4). Зная вес, указанных выше частей прибора и образца, а также необходимое для перемещения усилие, находят силу трения образца по второй - нижней части кольца.Relieve the load and, again limiting the softening of the sample with nuts 12, raise the device above the bed to a height equal to the height of the sample. Under the base plate, temporary racks 14 of the required height are started and, gradually increasing the stamp load, they achieve the device moving down to the bed (Fig. 4). Knowing the weight of the above parts of the device and the sample, as well as the force required to move, find the friction force of the sample on the second - lower part of the ring.

Выполнив испытания нескольких образцов при различных значениях вертикальной нагрузки, на первом этапе испытаний получают зависимость относительных вертикальных деформаций грунта ε или коэффициента пористости e от давления под поршнем при компрессионном сжатии без возможности поперечных деформаций.After testing several samples at different values of the vertical load, at the first stage of testing, the dependence of the relative vertical deformations of the soil ε or the porosity coefficient e on the pressure under the piston under compression compression without the possibility of transverse deformations is obtained.

Выдавливая образцы из верхней части рабочего кольца вниз, определяют силу трения между их боковой поверхностью и внутренней поверхностью кольца F. Корректируют давление под поршнем p, уменьшив его на величину F/A, где A - площадь образца, строят компрессионную кривую в координатах ε-p или e-p. Аппроксимировав кривую в заданном интервале давления прямой линией, вычисляют одометрический модуль деформации по формуле

Figure 00000003
или
Figure 00000004
, где e0 - начальный коэффициент пористости (ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. МНТКС, 2011).Squeezing the samples from the upper part of the working ring down, determine the friction force between their lateral surface and the inner surface of the ring F. Correct the pressure under the piston p, reducing it by the value F / A, where A is the area of the sample, and construct a compression curve in the coordinates ε-p or ep. Having approximated the curve in a given pressure interval by a straight line, the odometric deformation modulus is calculated by the formula
Figure 00000003
or
Figure 00000004
where e 0 is the initial porosity coefficient (GOST 12248-2010. Soils. Laboratory methods for determining the strength and deformability characteristics. MNTKS, 2011).

Построив для каждого из образцов график изменения деформаций s во времени t, например, в координатах

Figure 00000005
, находят коэффициенты первичной консолидации
Figure 00000006
при каждом значении давления p.Having plotted for each of the samples a graph of changes in the strains s in time t, for example, in the coordinates
Figure 00000005
find primary consolidation ratios
Figure 00000006
at each pressure p.

На втором этапе испытаний проводят сжатие грунта с возможностью ограниченных поперечных деформаций на величину обеспечивающую упругую работу грунта,

Figure 00000007
, где D - внутренний диаметр нижней части рабочего кольца, d - диаметр образца, равный внутреннему диаметру верхней части кольца. Создав давление на образец, равное давлению при завершении первого этапа испытаний, выжидают стабилизации осадки и находят новое значение относительных деформаций ε' или коэффициента пористости e'.At the second stage of the tests, the soil is compressed with the possibility of limited lateral deformations by an amount providing elastic soil operation,
Figure 00000007
where D is the inner diameter of the lower part of the working ring, d is the diameter of the sample equal to the inner diameter of the upper part of the ring. Having created pressure on the sample equal to the pressure at the completion of the first stage of the tests, they wait for stabilization of the sediment and find a new value of the relative strains ε 'or porosity coefficient e'.

Выдавливая образцы из нижней части рабочего кольца вниз, определяют силу трения между их боковой поверхностью и внутренней поверхностью кольца и корректируют давление под поршнем p. Коэффициент Пуассона определяют путем численного моделирования образца, например, с помощью одной из программ, реализующих метод конечных элементов.Squeezing the samples from the bottom of the working ring down, determine the friction force between their side surface and the inner surface of the ring and adjust the pressure under the piston p. Poisson's ratio is determined by numerical simulation of the sample, for example, using one of the programs that implement the finite element method.

В качестве примера на фиг. 9 и 10 приведены изолинии вертикальных нормальных напряжений, полученные при численном моделировании испытаний образца в программе PLAXIS. Боковые стенки, основание и штамп при моделировании принимались абсолютно жесткими. Коэффициент трения на контакте образца с рабочим кольцом задавался переменным по высоте. Наличие трения при компрессионном сжатии привело к перераспределению напряжений, а именно, их снижению на периферии образца по сравнению с его центром (фиг. 9). При моделировании второго этапа испытаний при известных значениях поперечных деформаций δ и одометрического модуля Eoed задавали различные значения коэффициента Пуассона и вычисляют деформации образца (фиг. 10). Искомое значение коэффициента Пуассона грунта принимали из условия равенства вычисленных и экспериментальных значений дополнительной осадки штампа ΔS.As an example in FIG. Figures 9 and 10 show the isolines of vertical normal stresses obtained by numerically simulating the testing of a sample in the PLAXIS program. The side walls, the base and the stamp during modeling were assumed to be absolutely rigid. The friction coefficient at the contact of the sample with the working ring was set variable in height. The presence of friction during compression compression led to a redistribution of stresses, namely, their decrease on the periphery of the sample compared to its center (Fig. 9). When simulating the second stage of testing at known values of the transverse strains δ and the odometric modulus E oed, various values of the Poisson coefficient were set and the strains of the sample were calculated (Fig. 10). The desired value of the Poisson's ratio of the soil was taken from the condition of equality of the calculated and experimental values of the additional draft of the stamp ΔS.

Заметим, что прибор позволяет определять характеристики сжимаемости грунта и при ступенчато наращиваемой нагрузке на образец. В этом случае величину силы трения, которая определяется лишь при максимальной вертикальной нагрузке на образец следует снижать на каждой ступени пропорционально этой нагрузке. Кроме того, по результатам испытаний нельзя будет определить коэффициент первичной консолидации.Note that the device allows you to determine the characteristics of the compressibility of the soil and with a stepwise incremented load on the sample. In this case, the value of the friction force, which is determined only at the maximum vertical load on the sample, should be reduced at each stage in proportion to this load. In addition, the primary consolidation coefficient cannot be determined from the test results.

Преимуществом предложенного прибора компрессионного сжатия является определение в ходе испытаний модуля деформации, коэффициента поперечных деформаций и коэффициента консолидации, с учетом погрешности измерений, возникающих из-за сил трения на контакте образца грунта с рабочим кольцом, а, значит, повышение точности его определения.The advantage of the proposed compression compression device is the determination during testing of the deformation modulus, the transverse strain coefficient and the consolidation coefficient, taking into account the measurement error arising due to the friction forces at the contact of the soil sample with the working ring, and, therefore, increasing the accuracy of its determination.

Прибор может использоваться для испытания связных грунтов на одноосное сжатие (unconfined compression test) с целью определения сопротивления сдвигу в недренированном состоянии (undrained shear strength) согласно зарубежным стандартам, например, ASTM D2166. Для определения указанной характеристики следует продолжить испытания образца после завершения описанных выше испытаний, то есть после его извлечения из рабочего кольца (фиг. 4).The device can be used to test cohesive soils for uniaxial compression (unconfined compression test) in order to determine the shear strength in the undrained state (undrained shear strength) according to foreign standards, for example, ASTM D2166. To determine this characteristic, you should continue testing the sample after completion of the tests described above, that is, after it is removed from the working ring (Fig. 4).

Claims (1)

Прибор для компрессионных испытаний грунта, включающий корпус и полый штамп с пористыми вкладышами, рабочее кольцо, крышку и датчики перемещений, отличающийся тем, что нижняя часть рабочего кольца на половину его высоты погружена в кольцевую прорезь в корпусе прибора, причем внутренний диаметр этой части рабочего кольца превышает диаметр образца, а внутренний диаметр его верхней части равен диаметру образца.A device for soil compression tests, comprising a housing and a hollow die with porous liners, a working ring, a cover and displacement sensors, characterized in that the lower part of the working ring is halfway into its height in an annular slot in the device’s body, the inner diameter of this part of the working ring exceeds the diameter of the sample, and the inner diameter of its upper part is equal to the diameter of the sample.
RU2020104307A 2020-01-31 2020-01-31 Instrument for soil compression tests RU2718800C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104307A RU2718800C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Instrument for soil compression tests

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020104307A RU2718800C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Instrument for soil compression tests

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718800C1 true RU2718800C1 (en) 2020-04-14

Family

ID=70277790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020104307A RU2718800C1 (en) 2020-01-31 2020-01-31 Instrument for soil compression tests

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718800C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753244C1 (en) * 2020-10-13 2021-08-12 Нурби Хусинович Кятов Apparatus for determining the deformation and strength properties of soils

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU737560A1 (en) * 1977-08-03 1980-05-30 За витель Method of determining relative sagging of ground in odometer
SU973702A1 (en) * 1981-04-24 1982-11-15 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им.Н.М.Герсеванова Instrument for compression testing of soil
RU2045756C1 (en) * 1993-03-23 1995-10-10 Евгений Александрович Воробьев Device for compression tests of soils
RU92958U1 (en) * 2010-02-02 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU737560A1 (en) * 1977-08-03 1980-05-30 За витель Method of determining relative sagging of ground in odometer
SU973702A1 (en) * 1981-04-24 1982-11-15 Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Оснований И Подземных Сооружений Им.Н.М.Герсеванова Instrument for compression testing of soil
RU2045756C1 (en) * 1993-03-23 1995-10-10 Евгений Александрович Воробьев Device for compression tests of soils
RU92958U1 (en) * 2010-02-02 2010-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Геотек" (ООО "НПП "Геотек") DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости, Москва, 1997. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753244C1 (en) * 2020-10-13 2021-08-12 Нурби Хусинович Кятов Apparatus for determining the deformation and strength properties of soils

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106989993B (en) Loess collapse coefficient layering in-situ test device and test method
Colreavy et al. Experience with a dual pore pressure element piezoball
RU2718800C1 (en) Instrument for soil compression tests
CN104020092B (en) One kind consolidation pore water pressure combined test device and method
Sinka et al. High pressure triaxial facility for powder compaction
RU92958U1 (en) DEVICE FOR COMPRESSION TESTS OF SOILS
CN105300756A (en) Sample preparation device for directly testing tensile strength of loess and sample preparation method
CN109443988B (en) Testing instrument and testing method for rheological property of coarse-grained soil
CN112942292A (en) Small-volume calibration tank for seabed soil static sounding test
D’Elia et al. Small-strain stiffness and damping of soils in a direct simple shear device
Nie et al. Effects of pile residual loads on skin friction and toe resistance
RU2558819C1 (en) Instrument for determining deformation and strength properties of soil
SU973702A1 (en) Instrument for compression testing of soil
RU2798607C1 (en) Soil compression test odometer
CN106018266A (en) Rock expansion test device
CN114812897B (en) Method for testing lateral soil pressure of expansive soil
RU2804760C1 (en) Device for laboratory study of the rate of secondary soil consolidation
CN110057695A (en) A kind of apparatus and method measuring beams of concrete damping ratio
Świdziński et al. On the measurement of strains in the triaxial test
Pirjalili et al. Experimental study on the coefficient of lateral earth pressure in unsaturated soils
Li et al. Development of an oedometer cell with suction measurement ability
RU2423682C1 (en) Instrument for compression tests of soils
Naughton et al. The anisotropy of Leighton Buzzard sand under general stress conditions
RO133362A0 (en) Double-acting oedometer with frontal device for gradual loading of a sample
Boudia et al. The detailed study on the Development of the Triaxial Equipment in the soil mechanics: A Review