Способ определения модуля деформации глинистых грунтов

 

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для определения модуля деформации основания . Целью изобретения является повьшюние точности определения модуля деформации путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлована с соотношением ширины К глубине не менее чем 1:5. Для этого перед приложением к образцам грунта давления измеряют природные вертикальные (G ) .и боковые (GU ) давления в нескольких точках по глубине массива. К первой серии образцов прикладывают давления, равные измеренным, затем снижают вертикальное давление до его величины после откопки котлована .г-ПрПО . Vo2 ), фиксируя соответствующее боковое давление после откопки котлована (и °). К образцам второй серии пр1икладывают вертикальные (CJ) и боковые () давления соответствующие лрпо прпо и О в той последовательг гу ности, в которой происходило их снятие при отборе образцов. Затем к образцам грунта прикладывают 3„, до величины предела упругости грунта и далее (j ивц , равные сумме СУ и СУиР и дополнительных давлений от веса сооружения (( ) на глубине обора образцов. Модуль деформации расчитьгаают в диапазоне давлений прло лрсто дои О - (о 2 Z учетом боковых деформаций. 9 ил. 1 табл. Ф (Л с сиэ СХ) со о оь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (511 4 С 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 389163Э/3 1-33 (22) 30.04.85 (46) 23.06.87. Бюл. И 23 (71) Ленинградский инженерно-строительный институт (72) Б.И.Далматов, А.В.Голли и М.Б.Лисюк (53) 624.131.376.5:624.131.386(088.8) (56) Грунты. Метод лабораторного определения сжимаемости грунта. ГОСТ

23903-79 — М.: 1982.

Lambe Т.W. Stress path method.

American Society of Civil Engineers.—

T-1 of the Soil Necanics and Found-пэ Division, 1967, vol. 93, No 6, р, 309-330. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ДЕФОРМЛ1ЯИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к области строительства и может использоваться для определения модуля деформации ос" нования. Целью изобретения является повьш ение точности определения модуля деформации путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлована.с соотношением ширины tc глубине не менее чем 1:5. Для этого перед приложением к образцам грунта давления измеряют природные вертикальные (б ) и боковые (б ) давления в не2 3 скольких точках по глубине массива, К первой серии образцов прикладывают давления, равные измеренным, затем снижают вертикальное давление до его величины после откопки котлована нрпо (5 ), фиксируя соответствующее боковое давление после откопки котлована (6 > ) . .К образцам второй серии нрпо прикладывают вертикальные (б ) и боковые (6„) давления; соответствующие нрпо нрпо б и б Р в той последовательЙ ности, в которой происходило их снятие при отборе образцов. Затем к образцам грунта прикладывают G„ до величины предела упругости грунта и нрпо далее б иб„, равные сумме G u и дополнительных давлений от

Ю

*он веса сооружения (6 н ) на глубине сбора образцов. Модуль деформации расчитывают в диапазоне давлений нрпо нрно Аон б — (б + G ) с учетом боковых деформаций. 9 ил. 1 табл.

3, !1890Р серию.

113!>61>! гение !>твое!1rra к стр<>иго 31,— с гв у > a именно к M0 x;I II IIKo t p н 013 31

Аундлментостроенпю.

Цель изобретения — !toll! IIIIP IIEIP точ33ости определения л1одуля деформяци1! путем учета природных вертикальных и боковых давлений в массиве грунта до и после откопки котлова !а с соотношением ширины к глубине не менее

1:5.

На фиг.1 дана эпюра. природных вертикальных (C! г ) и боковых (б„ ) давлений по глубине массива нл фиг.2 и 3 — эпюры природных вертикальных и боковых давлений после от(G пРпо пР о

31в!г.4 — графики изменения природных попо п>по давлений G и Q по глубине

7, 1 и . длннь1м ллборлторгн!Y испытаний, нл фиг.5 — эпюры дополнительных вертик:!льных и боковых давлений or васа сооружений (б о" иб "о" ) ил фиг. г> графики изменения вертикальных (G ) и боковых ((>g) давлений при испытании образцов грунта в приборе трехосного сж;lтия, tta фиг. 7 — э!!юрл структурной прочности (б ") по глубине нл фиг.87

У .>пюрл модуля деформации по глуб1п!е (E); нл фиг. 9 — послойные перемещения грунта основания согласно способу и

1to qa«»t>!rI полевого эксперимента.

Способ реализуют следующим образом, В массиве грунта под будущим котлованом измеряют природные вертиклльпр по ные б и боковые б давления в не7 3 скольких точках по глубин!е мессдозлми с точностью до 0,005 МПл, внедряемылги в грунт при помощи известных устройств для измерения деформаций и напряжений в основании. Строят эпюры (> и б по глубине массива грунпр пр та. Определяют вертикальное природное давление после откопки котлована по попо глубине массива по формуле б !

z (Н вЂ” Н ), где )1 — удельный вес грунта, Н вЂ” глубина рассматриваемой точки, Н вЂ” высота котлована. Строят ! про о эн!оры б по глубине массива грунта.

Затем проводят отбор первой серш1 образцов с различных глубин прп тьо.мощи грунтоноса либо путем откопки п!урфа. Помещают образцы в стлбилометры или в компрессионные приборы с pe":óëItpoâàíèåì бокового давления. Последние представляют собой жесткое рабочее кольцо, разделенное нл двл to-. лукольца, которые имеют воэможность! 1! в 11Г !>тl (>1 ! 13 aзлtl !it л т вс >1 > ) !3 f. .,l! I t !113 !! Я или уменьшля боковое длвление нл обра:>ец гр;нтл, Рлбочее кольцо устлнлв— л>п>л!от нл дно, способное отводить по5 роиую воду, отжимаемую из образца во время его нлгруженив. Вертикальное

EEat3sIP»IIe нл образец н рабочем кольце передлют через штампы. Прикладывают к обрлзцлм грунтл вертикальное и боковое давления, рлвные природным давпр о лениям б иб Р на глубине отбора

7 ,образцов, I," вьДержива!от под этими давлениями до окончания процесса уплотнения. "атем снижают вертикальное

15 давление от величины (5 до величи.пР

7 ны, соответствующей природному верти-. клльвому длвле1!ню после откопки котпрпо !

l0E3atla (I „6es боковых деформаций

7 образца, и регистрируют соответствующее изменен!!е бокового давления от пр величины 5 до величины соответ9

Э ствующей природному боковому давлению ,— npno после откопки котлована Г,, и25 прпо строят эшоры !>! по глубине.

Определяют дополнительное верти- „сп дon клльное (1 " и боковое б давле7. д !!ия от веса будущего сооружения по

ЗО oct«I>yttÄttttlertra по глубине массива гpytt t;I прлкт!1ческ ил! либо теоретическ!!и путем. Практический путь заключается EI установке опытного штамг!а в шурфе и последу!ощем его нагружении.

П!тампы устлнлвл1:влют так, чтобы их

ocr совпадллл с осью внедренных в грунт мессдоз. При нагружении штампа мессдозм фиксируют значения давления

До>3 до!>

3-> г и б

Затем отбирл!от вторую серко образцов с тех же глубин, что и первую

45 Рлссчит!.1вл!от последовательности снятия природных давлений на образцы при их отборе, т.е. траекторию разгрузки образцов. Далее к образцам грунта второй серии, помещенным в приборы, прикладывают вертикальное и боковое давления, равные природным после откопки котлована б г и прпо

7 (7,Р по траектор!в1 разгрузки образJ .цов IEpr«tx отборе с регистрацией вертикальной с, и боковой E>„деформаций образцов, и выдержива1от их под давлениями б ""! о и б " o до окончания

7 3 процесса уплотнения грунта.

1318908 доп

1" одоп s

2 прпо прпо доп о доп 2ро где P = 1

1 tttо где 1н, †коэффициент бокового расширения, определяемый с учетом боковых деформаций образца

Р с 4îï Доп где

1 +(+ 2(C> /б — коэффициент бокового давления грунта, доп

1= „46 „

-доп б

-доа

2 боковая деформация, соответУ ствующая интервалу давлений .дап доп — вертикальная деформация, соответствукщал интервалу давдоп лений 5, Повышают вертикальное давление на прпо образцы от величины б „ до величины давления предела упругости грунта (структурной прочности) и — ПЧ ступенями по 0,005 КПа с регистрацией бокового давления бо, вертикальной

Я и боково" Е деформации образцов.

Определяют величины давления препЧ дела упругости грунта б по появлеЕ нию дополнительных боковых давлений

Аоп прпо и а . сверх природных б после откопки котлована, необратимых деформаций уплотнения F и боковых дефор2 пп маций F, и строят эрюры 5 по глу, У

2 бине. Затем ступенчато прикладывают к образцам дополнительные вертикальные 6 и боковые G давления с

Дon Аоп

Я У ре r истр ацией Я деформаций 6 у и Я „до величины полного вертикального давления, равного сумме природного после откопки и дополнительного прпа дon

5 р + 6 и до величины полного

2 . 2 бокового давления соответственно

У

Рассчитывают модуль деформации Е по результатам испытаний по глубине массива грунта в диапазоне вертикаль.ных давлений от природного после откопки котлована 6 пР" до суммы приZ родного после откопки котлована и дополнительного от веса сооружения

+ 54оп на глубине отбора образ2 2 цов по формуле

После этого строят эпюры модуля деформации ио глубине массива грунта, П р и и е р. Исследованию подвергали массив грунта, сложенный ленточными суглинками текучепластичной КоН систенции, физико-механические свойства которых приведены в таблице, Измерения природных давлений производиии на глубине Н = 3, 9, 4,2, 4,6;

4,8, 5,2 м (фиг.1) . Ha этих же глубинах отбирали десять образцов. Определяли вертикальное давление после отхонки котлована (б ) глубиной прпо

3,5 по глубине массива (эпюра G п.р по по глубине массив а показ ана на фиг.2).

Отобранные образцы размещали в компрессионные приборы с регулированием бокового давления и нагружали вертикальной и боковой нагрузкой, равной би6,,по эп1оре давлений на пр пр фиг.1. После выдерживания образцов под этими нагрузками снижали вертикальное давление от б " до б,„р" и регистрировали измеиейия бокового павленил от бцр до gqр" (фиг.4).

Строили эпюры б "",Р по глубине масЧ 4ап сива (фиг. 3) . Определяли G u дап

G Ч по теории упругости для фундамента диаметром 80 см и нагрузки на него 6 = 0,047 0,08, 0,118 МПа.

По результатам расчета строили эпюры

6 " и 6 Ч (фиг. 5) .

Затем снова отбирали образцы в количестве 15 шт с тех же глубин, помещали их в компрессионные приборы с регулированием бокового давления и прикладывали к ним вертикальное и

4О боковое давленил, равные б и . прпо бпр" по траектории разгрузки (фиг.6), одновременно регистрируя вертикальное и боковое значения деформаций и Еу, Поскольку при откопке шурфа

45 сначала происходило резкое снижение пр и

G " до 0 и небольшое снижение G Р

У до 5 "р (в шурфе) а затем при о тУ

Э боре образца происходило понижение

БУ до О, то при испытании образцов пр в приборах к ним сначала прикладывали 5 Ч от 0 до б, а затем однопр арпа пр прпо временно повышали б„р от 0 до б

g np O g npy pO GnFno (tttttttg 0 фиг. 6) .

Образцы выдерживали под давлением и б пР" в течение 48 ч. 3а2 J тем повышали вертикальное давление от и па величины б Р до ввали;ииы предела упругости (,структурно t пп чности) 1318908 грунтa ("" ступенями по 0 005 ИПя с

У регистрацией бокового давления If,„, вертикальных Я "и боковых Г деформяЕ ций. До достижения предела упругости грунта 0 > не наблюдалось появления ч деформаций уплотнения Г и Е, а также боковых дополнительных давлений

5 сверх природных после откопки

Ч

11 1!О котлована б " " . Поэтому график давлений и деформаций до величины

Ч

G " имел вид прямой, параллельной

7. оси б (линия 2-3, фиг.6).

Определение величины давления предела упругости грунта 6 " производили

1!, но появлению дополнительных давлений б сверх природных после откопки !

1 и по котлована (" и по появлению деформаций уплотнения Е и боковых деЧ формаций C 1 (точка 3, фиг. 6) . Затем к образцам грунта ступенчато прикла- 20 дывали вертикальное и боковое давления оТ !1" до (Cß5"р" + G "î ï ") c регист z. Ч рацией деформаций Я и F, (линия 3-4, фиг.6). После чего рассчйтывали модуль деформации по глубине массива

1 !)унта Б д11апазо11е давлений ЬО. от

Г 6 +Q> Пля точки 1

0,114 ИПа, д Е = 0,37 (фиг.6) 1ц

0,35, P = 0,72, Е = 2,2 ИПа.

Аналогичные вычисления проводили дня всех точек отбора образцов. По ! результатам строили эпюры модуля деформации по глубине (фиг.8). На фиг.9 показаны величины вертикальных послойных перемещений грунта W основания, которые определяли из выражения

W = Г 21, где f< — величина вертикаль-. ной деформации образца для данной 40 глубины (фиг.6), h — высота слоя

I Ipóïòà между соседними точкамц отбора образца.

Для сравнения результатов, полу- 45 ченных с помощью способа, на графиках приведены данные определения модуля деформации в полевом эксперименте (I,fIIã.2, 3, 7, 8).

Предлагаемый способ позволяет вер- но опрецелить природное напряженное состоя!!ие глинистого грунта по глубине основания и его изменение в результате откопки котлована, учесть

55 деформации набухания и расструктуривания отбираемых образцов, траекторию разгрузки образцов, реальное соотношение вертикальных и боковых давлен!!й Il осlioii;ill!Ill фунда 1с11тя, четко определ1!ть дявлен1!е пр«1!ел;1 упругости и p B .! 11ае!1!ч!1т1з уfipx Гvin 1! ос 1 ятОЧ ную часть деформаций грунта, т.е. учесть все су11!ест11е!1н1!» факторы, которые влияют на точность определения осадок фундаментов и модуля деформации грунта, Формул а изобретения

Способ определения модуля деформации глинистых грунтов, включаю!1!ий отбор нескольких серий образцов грунта, приложение к ним вертикального и бокового д.явления в приборах трехосного сжатия, измерение деформаций образцов грунта и расчет по полученным данным модуля деформации, о т л и— ч а ю шийся тем, «То, с целью повышения точности определения модуля деформации путем учета нриродньгх вертикальных и боковых давлений в ?IRc сиве грунта до и после откопки котлована с cooTflofllpHHBM ширины к глубине lie менее t:5„ïcpåä приложением давления к образцам измеряют природные вертикальные и боковые давления в нескольких точках по глубине массива грунта, зятем к образцам пер- ° вой серии прикладывают вертикальные и боковые да11ления, равные природным! вертикальное давление снижают до ве- личины, соответствующей природному вертикальному давлению после откопки котлована на глубине отбора образцов и фиксиру1от боковое давление, соответствующее природному боковому давлению после откопки котлована на глу" бине отбора образцов, а к образцам грунта второй! серии IIpHKJIQpb!BBKIT верI тикальные и боковые давления, соответствующие природным давлениям после откопки котлована, в той же последовательности, в которой происходило их снятие при отборе образцов грунта, и выдерживают при этих давлениях до окончания процесса уплотнения грунта, затем к этим образцам грунта ступенчато прикладывают вертикяльн!oe дав— ление до величины предела упругости грунта, после чего вертикальное и бо; ковое давления ступенчато повышают до величины, равной сумме природных давлений после откопки котловяаа н дополнительных давлений от веса ;.ооружения на глубине отбора образцов грунта, при этом фиксируют вертикальные и боковые давления и дефор1!ации, 1318908 а модуль деформации грунта рассчитывают в диапазоне вертикальных давлений от природного после откопки котлована до суммы природного после откопки и дополнительного от веса сооружения на глубине отбора образцов. учетом боковык деформаций образцов грунта.

Влажность

Показатель

Компрессионныйй консистенции I

2,21

1,02 0,38

19,0

1эО Ою15 0!02

Удельный вес II

Н!мз

Коэффициент пористости е

Число пластичности

Удельное сцепление, С, ИПа

Угол внутреннего трения, ", град модуль деформацииу Ек

ИПа

5,0

Ро лредлам ц еиаму слособу

I е1ой, иеримент

002

DOZ

000 ф

1 318908

10 f$

Фиа9

Составитель Г.Мартынова

Texpep H.Ãëóùåíêî Корректор Г.Решетннк

Редактор А.Шандор

Тираж 776 Подписное

ВИИППИ Государственного комитета СССР по делам нэобретений и открытий

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

Закаэ 3206

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

Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов Способ определения модуля деформации глинистых грунтов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к испытанию глинистых грунтов на срез

Изобретение относится к области строительства, в частности к определению характеристик физико-механических свойств грунтов, и может использоваться в горнорудной промышленности и инженерно-геологических исследованиях грунтов

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для испытания крупнообломочных грунтов на сжатие

Изобретение относится к системам управления нагрузочным приспособлением в устройстве для испытания грунта до начала строительства при определении сжимаемости грунтов

Изобретение относится к области сельского хозяйства

Изобретение относится к области микробиологии и агрохимии

Изобретение относится к рентгенографии минерального сырья и может быть использовано в почвоведении, минералогии, литологии и грунтоведении

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения

Изобретение относится к сельскому хозяйству

Изобретение относится к прогнозированию критических состояний оснований фундаментов зданий и сооружений, расположенных в зоне вечной мерзлоты

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к агрохимическому картографированию пахотных земель

Изобретение относится к почвенному картографированию для нужд сельского хозяйства и может быть использовано в целях инвентаризации земель и контроля за состоянием почвенного покрова

Изобретение относится к строительству, а именно к способам изменения деформационных свойств дисперсного материала

Изобретение относится к экологической геофизике

Изобретение относится к экологии растений и сельскому хозяйству и может быть использовано для оценки пригодности почвы для выращивания растений по их чувствительности к абиотическим почвенным факторам

Изобретение относится к почвоведению, в частности к мелиорации, и может быть использовано для определения критической глубины залегания грунтовых вод

Изобретение относится к сельскому хозяйству
Наверх