Статья опубликована в рамках: Научного журнала «Студенческий» № 18(146)
Рубрика журнала: Технические науки
Секция: Архитектура, Строительство
Скачать книгу(-и): скачать журнал часть 1, скачать журнал часть 2, скачать журнал часть 3, скачать журнал часть 4, скачать журнал часть 5, скачать журнал часть 6
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ИССЛЕДОВАНИЯ ГРУНТА В ПРИБОРЕ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ
EXPERIMENTAL STUDY OF SOIL IN A THREE-AXIS COMPRESSION DEVICE
Yersultan Uashov
Master's student, faculty of General Construction, Kazakh head architectural and construction academy
RK, Almaty
АННОТАЦИЯ
Трехосный испытание - один из самых универсальных и широко выполняемых геотехнические лабораторные испытания, позволяющие определить прочность на сдвиг и жесткость почвы и горных пород, подлежащая определению для использования в геотехнических проектирование.
ABSTRACT
The triaxial test is one of the most versatile and widely performed geotechnical laboratory tests to determine the shear strength and stiffness of soil and rocks to be determined for use in geotechnical design.
Ключевые слова: испытание, трения, сцепления, модельный грунт.
Keywords: testing, friction, adhesion, model soil.
Испытание грунта методом трехосного сжатия по ГОСТ 12248-2010, ASTM D2850, AST M D4767, BS 1377 (табл. 1) проводят для определения следующих параметров прочности и деформируемости: угла внутреннего трения φ, удельного сцепления с сопротивления недренированному сдвигу 
, модулей деформации Е, G, К и коэффициента поперечной деформации v для песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов. В то же время испытания методом трехосного сжатия позволяют не только определить ряд дополнительных параметров, входящих в те или иные модели грунта, но и проводить сами испытания по различным траекториям напряжений.
Таблица 1.
Стандарты трехосных испытаний
|
Метод испытания |
Стандарты |
Особенности |
||
|
Неконсолидированно- недренированиные (НН) |
ГОСТ 12248-10, раздел 5.3 |
BS 1377, часть 7 |
ASTM D2850 |
Без измерения порового давления |
|
Консолидированно- недренированные (КH) |
ГОСТ 12248-96, раздел 5.3 |
BS 1377, часть 8 |
ASTM D4767 |
С измерением порового давления |
|
Консолидированно- дренированные (КД) |
ГОСТ 12248-96, раздел 5.3 |
BS 1377, часть 8 |
- |
С измерения изменения объема |
Для дельнейшего исследования применялось модельный грунт. Состав модельного грунта составлено из пылевидного песка, резинового стружка и веретенка. Сначала пылевидный песок был высушен до комнатной температуры, затем перемешивалось резиновой стружки и веретенки. Грунт следующим соотношением компонентов: песок пылеватый 83%, резиновая стружка 7%, веретенка 10%. Масса испытываемого грунта составляет 30кг. Модельный грунт представлено на рисунке 1.
Рисунок 1. Общий вид модельного грунта
Образец грунта в стабилометре доводят до момента разрушения, которое происходит либо в виде образования «бочки», либо в виде «скола».
В процессе испытания разрушение образцов имели вид «бочки» который представлен на рисунке 2.
Рисунок 2. Разрушения образца в виде «бочки»
По результатам испытания образцов грунта в условиях трехосного сжатия определены, при различных значениях σ'1,3 = 100; 200; 300 кПа абсолютная вертикальная деформация образца грунта: Δh = 14,93 мм; 15,04 мм; 15,21 мм;
По результатам испытаний для первого образца (начальное эффективное напряжение σ'1,3 = 100 кПа) построен график зависимости относительной вертикальной деформации от разности напряжений (σ1–σ3) и Круги Мора представленный на рисунке 3. В момент разрушения эффективные напряжения достигают: σ'3 = 100 кПа и σ'1 = 440 кПа.
а)
б)
Рисунок 3. Графики первого испытания
а - зависимость относительной вертикальной деформации от девиаторного нагружения; б - Круги Мора для первого образца
Для второго образца (начальное эффективное напряжение σ'1,3 = 200 кПа) построен графики представленный на рисунке 4. В момент разрушения эффективные напряжения достигают: σ'3 = 196 кПа и σ'1 = 755 кПа.
а)
б)
Рисунок 4. Графики второго испытания
а - зависимость относительной вертикальной деформации от девиаторного нагружения; б - Круги Мора для первого образца
Для третьего образца (начальное эффективное напряжение σ'1,3 = 300 кПа) построен графики представленный на рисунке 5. В момент разрушения эффективные напряжения достигают: σ'3 = 291 кПа и σ'1 =1161 кПа.
а)
б)
Рисунок 4. Графики третьего испытания,
а - зависимость относительной вертикальной деформации от девиаторного нагружения; б - Круги Мора для первого образца
Рисунок 5. Круги Мора испытании
Таблица 2.
Физические и механически характеристики грунта
|
№ |
начальное, МПа |
конечное, МПа |
МПа |
φ, град |
С, МПа |
Е, МПа |
|
1 |
0,100 |
0,430 |
1,701 |
34 |
0,016 |
2,091 |
|
2 |
0,200 |
0,738 |
2,850 |
8,145 |
||
|
3 |
0,300 |
1,138 |
4,420 |
13,671 |
,
Выводы
Прибор трехосного сжатия является наиболее совершенным из всех приборов для лабораторных испытаний грунта, производимых промышленно, и позволяет воспроизвести в лабораторных условиях природное состояние образца как в отношении условий дренирования. Прибор трехосного сжатия при должном обслуживании и эксплуатации является серьезным инструментом при проведении инженерно-геологических изысканий и научных исследований. Преимущества трехосного сжатия:
– можно контролировать условия дренирования и измерять поровое давление;
– распределение напряжений в образце остается более или менее постоянным и более однородным, чем при прямом срезе;
– может быть определено изменение объема при сдвиге.
Информация, полученная в результате проведенных испытаний, послужит основой для создания сравнительных таблиц и графиков, а также понадобится для дальнейшей калибровки параметров модели грунта в программном комплексе.
Список литература:
- Болдырев Г.Г. Методы определение механических свойств грунтов. Состояние вопроса. Монография Пенза: ПГУАС, 2008. - 696 с.
- Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс). Учебный для строит. вузов. Москва, 1983. - 288 с.
- ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. –М., 2010. - 78
Оставить комментарий