Способ определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов

 

.Изобретение относится к технической физике. Цель изобретения tin повышение достоверности определения искомых характеристик. Подготовленный образец А помещают в испытательное устройство и прикладывают к нему внешнюю нормальную сжимающую силу N . Помимо этого к образцу А прикладывают независимые тангенциальную боковую сжимающую силу Ng и тангенциальную фронтальную сжимающую силу N-. Сжатие области сдвига или фрикционного контакта осуществляется тремя внешними некомпланарными силами. После зтогр производят сдвиг в плоскости F, прикладывая к образцу А сдвигающую силу. По результатам измерений расчетным путем определяют искомые хаоактеристики грунта. 3 Ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (И) (51) 4 0 01 N 3!24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3858887/22-03 (22) 19.02.85 (46) 23,01.87. Бюл. Ф 3 (71) Московский вечерний металлургический институт (72) В.А.Буфеев и К.В .Буфеев (53) 624.131(.088.8) (56) Dexter А.B. Soil sheer strengths measured with di f f erent levels

of uniaxial stress acting in à direction tangential to the shear

plane Journal of Terramechanic, 1981, ч. 18, У 4, рр. 195-199. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТHblX СДВИГОВЫХ И ФРИКЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ (57) .Изобретение относится к технической физике. Цель изобретения— повышение достоверности определения искомых характеристик. Подготовленный образец А помещают в испытательное устройство и прикладывают к нему внешнюю нормальную сжимающую силу N . Помимо этого к обн разцу А прикладывают независимые тангенциальную боковую сжимающую силу N и тангенциальную фронтальную сжимающую силу Ъ -. Сжатие области сдвига или фрикцйонного контакта осуществляется тремя внешними некомпланарными силами, После этого производят сдвиг в плоскости Б, прикладывая к образцу А сдвигающую силу. По результатам измерений расчетным путем определяют искомые характеристики грунта, 3 ил.

1285342

Изобретение относится к технической физике, в частности к техни, ке определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов, и может быть использовано для 5 исследования свойств грунтов и других материалов в лабораторных и натурных условиях.

Цель изобретения — повьппение достоверности определения искомых характеристик.

На фиг, 1 представлена схема приложения внешних сил к исследуемому образцу согласно способу определения прочностных сдвиговых и фракционных характеристик грунтов, на фиг. 2— устройство для осуществления способа, на фиг. 3 — модель, на которой осуществляют способ.

Способ определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов осуществляют следующим образом.

Подготовленный образец А помеща-. ют в испытательное устройство и прикладывают к нему внешнюю нормальную силу N Независимо от этого к образцу А прикладывают независимые тангенциальную боковую сжимающую силу N и тангенциальную фронталь6 ную сжимающую силу N . Таким образом, сжатие области сдвига или фрикционного контакта осуществляется тремя внешними некомпланарными (взаимно ортогональными) силами, в общем 35 случае величины углов между сжимающими область сдвига или фрикционного контакта внешними некомпланарными силами могут .быть отличными от 90 °

После этого производят сдвиг в плоскости сдвига Б, прикладывая к образцу А сдвигающую силу 7 >>. По: результатам измерений, проведенных известными математическими методами (например, методом наименьших квад- 45 ратов), рассчитывают искомые характеристики грунта.

Устройство для осуществления способа определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грун- 50 тов содержит установленный на станине 1 верхний неподвижный фронтальный упор 2 и подвижный упор 3, жестко смонтированный на тележке 4, скользящей по шарикам 5, Образец грунта 55

А располагают в двух обоймах 6 и 7, из которых нижняя обойма 6 имеет квадратное сечение, а верхняя обойма 7 выполнена в форме равнобокового уголка со стороной того же размера, как у обоймы 6. Нижняя обойма 6 установлена на тележке 4. Верхняя обойма 7 при измерениях вплотную примыкают к неподвижному фронтальному упору 2 и установленному на станине неподвижному боковому упору, 8, Система передачи сдвигающей силы содержит силовой винт 9 и динамометр 10.

Система передачи нормальной силы содержит распределительный штамп 11 нормальной нагрузки, силовой винт

12 и динамометр 13,Система передачи 2. тангенниальной боковой силы содержит распределительньп п тамп 14 боковой нагрузки, силовой винт 15 и динамометр 16. Система передачи тангенциальной фронтальной силы содержит распределительный штамп 17 фронтальной уагрузки, силовой винт 18 и динамометр 19, Устройство, осуществляющее способ, работает следующим образом. Подготовленный образец А помещают в обоймы

6 и 7 и устанавливают на тележку 4, которую подкатывают вплотную к упорам

2 и 8. Через распределительный штамп

11 к образцу прикладывают при помощи силового винта 12 нормальную сжимающую силу N„, которую измеряют динамометром 13. Через распределительный штамп 14 к образцу А прикладывают при помощи силового винта.15 тангенциальную боковую сжимающую силу

Ng которую измеряют динамометром 16.

Через распределительный штамп 17 к образцу А прикладывают при помощи силового винта 18 тангенциальную фронтальную сжимающую силу, которую измеряют динамометром 19. После этого производят сдвиговое испытание.

Для этого к нижнему подвижному упору 3, жестко смонтированному на тележке 4, с помощью:.силового винта

9 прикладывают сдвигающую силу T,щ, которую измеряют динамометром 10.

Для всестороннего изучения прочностных сдвиговых характеристик грунтов следует повторить испытания по указанному способу при измененных соотношениях между нормальной, тангенциальной боковой и тангенциальной фронтальной силами, а прочностные сдвиговые Арикционные характеристики определяют из матричного уравнения б к к е г

1285342 где i=

Фиг.2

12 где i=l,2,...,n, n > 4, k=li293; — значение в i-м опыте сдви( гающей силы или силы трения, отнесенной к единице площади сдвига или фрикционного контакта; — величина нормального дав11 ления в i-м опыте;

6 — величина тангенциального fp

i3 фронтального давления в i-м опыте;

d T — вычисляемые параметры к о прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик; f5

6 — величина тангенциального бокового давления в i-м опыте.

Формула изобретения

Способ определения прочностных Zp сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов, заключающийся в измерении сдвигающей силы или силы трения в условиях приложения к области сдвига или фрикционного контакта 25 внешних нормальной и тангенциальной боковой сил, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения достоверности определения искомых характеристик, область сдвига или фрикционного контакта дополнительно нагружают внешней тангенциальной фронтальной сжимающей силой, а прочностные сдвиговые и фрикционные характеристики определяют из матричного уравнения: т.= @а +ii

;к к

l,2,...,n, п) 4;

l,2,3; — значение в i-ом опыте сдвигающей силы или силы тре ния, отнесенной к единице площади сдвига или фрикционного контакта; величина нормального давления в i-м опыте; — величина тангенциального бокового давления в i -м опыте, величина тангенциального фронтального давления в i --м опыте; вычисляемые параметры прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик.

1285342 иг.

Составитель Л.Климов

Редактор А,Сабо Техред А.Кравчук Корректор И. Муска

Заказ 7637/44 .Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ . Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4