RU2139516C1 - Process determining specific resistance of soil to bearing strain - Google Patents
Process determining specific resistance of soil to bearing strain Download PDFInfo
- Publication number
- RU2139516C1 RU2139516C1 RU97116872A RU97116872A RU2139516C1 RU 2139516 C1 RU2139516 C1 RU 2139516C1 RU 97116872 A RU97116872 A RU 97116872A RU 97116872 A RU97116872 A RU 97116872A RU 2139516 C1 RU2139516 C1 RU 2139516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- plunger
- value
- cone
- specific resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованию прочностных свойств твердых материалов путем приложения к ним механических усилий, в частности при вдавливании в испытуемый материал наконечников испытательных устройств, находящихся под постоянной нагрузкой. The invention relates to the study of the strength properties of solid materials by applying mechanical forces to them, in particular when pressing the tips of test devices under constant load into the test material.
Известен способ определения удельного сопротивления почвы смятию, содержащий регистрацию величины установившейся нагрузки P, обеспечивающей погружение плунжера в почву, измерение глубины h погружения плунжеры до момента стабилизации нагрузки P, определение объема V смятой при этом плунжером почвы и вычисление отношения нагрузки P к объему V смятой почвы. Вычисление объема V смятой почвы осуществляется путем перемножения площади S торцевой поверхности плунжера на глубину h [1 (с. 10-15)]. There is a method of determining the soil resistivity to crushing, which includes recording the value of the steady load P, which immerses the plunger in the soil, measuring the depth h of plunger immersion until the load P stabilizes, determining the volume V of the crumpled soil plunger and calculating the ratio of the load P to the volume V of crumpled soil . The volume V of crumpled soil is calculated by multiplying the area S of the end surface of the plunger by the depth h [1 (p. 10-15)].
Известный способ определения удельного сопротивления почвы смятию не обеспечивает возможности осуществления измерений по всей глубине пахотного горизонта. Кроме того, по известному способу не принимаются во внимание сила трения, возникающая в процессе перемещения плунжера в почве. The known method for determining the resistivity of the soil to crushing does not provide the possibility of measurements along the entire depth of the arable horizon. In addition, the known method does not take into account the friction force that occurs during the movement of the plunger in the soil.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности и обеспечение возможности измерения удельного сопротивления почвы смятию по глубине всего плодородного слоя. The objective of the present invention is to improve the accuracy and provide the ability to measure the resistivity of the soil to crush along the depth of the entire fertile layer.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе определения удельного сопротивления почвы смятию, содержащем регистрацию величины нагрузки P, обеспечивающей погружение плунжера в почву, согласно изобретению, используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения φ материала плунжера о почву, измеряют длину l внедренной в почву части конуса плунжера, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по зависимости
где α - угол при вершине конуса плунжера.The problem is achieved due to the fact that in the method of determining the soil resistivity to crushing, containing the registration of the load value P, which immerses the plunger in the soil, according to the invention, a conical plunger is used, for which the value of the friction angle φ of the plunger material on the soil is determined, the length l part of the plunger cone embedded in the soil, and the value of the specific soil resistance to crushing is calculated by the dependence
where α is the angle at the apex of the plunger cone.
На чертеже представлена схема силового взаимодействия конического плунжера с почвой. The drawing shows a diagram of the force interaction of the conical plunger with the soil.
Под воздействием приложенной вдоль стержня нагрузки P плунжер погружается в почву, сминает ее и впрессовывает в монолит поля. Почва препятствует проникновению в нее конического плунжера, в результате чего возникают силы реакции почвы R1, равномерно распределенные по поверхности погруженной в почву части конуса. При этом сила P уравновешивается силами реакции почвы R1. Элементарные силы реакции почвы R1 располагаются по отношению к нормалям элементарных площадок S1 конической поверхности под углом трения φ плунжера о почву и наклонены в сторону вершины конуса плунжера.Under the influence of the load P applied along the rod, the plunger plunges into the soil, crushes it and compresses it into the field monolith. The soil prevents the penetration of a conical plunger into it, as a result of which the reaction forces of the soil R 1 arise, evenly distributed over the surface of the part of the cone immersed in the soil. The force P is balanced by the reaction forces of the soil R 1 . The elementary forces of the soil reaction R 1 are located relative to the normals of the elementary sites S 1 of the conical surface at an angle of friction φ of the plunger against the soil and are inclined toward the top of the plunger cone.
На любом элементарном участке поверхности погруженной части конуса плунжера элементарная сила реакции почвы R1 является результирующей двух сил: силы N1, действующей по нормали, и силы трения F1, действующей по касательной к этой поверхности. В итоге элементарные почвенные частицы, находящиеся под воздействием поверхности конуса, будут впрессовываться в почвенный монолит по линиям ориентации соответствующих R1, т. е. перемещаться как в направлении действия силы трения F1, так и в направлении нормали N1. Силы R1 действуют под углом γ к направлению действия силы P. Угол
Сила P, внедряющая плунжер в почву, равна P = R/secγ расходуется не только на непосредственное, чистое смятие почвы, которое наблюдается в направлении действия сил N1, но и на предварительное уплотнение в боковом направлении, которое происходит в результате преодоления почвенными частицами сил трения F1, возникающих в следствии смещения почвы относительно поверхности конического плунжера.On any elementary surface section of the submerged part of the plunger cone, the elementary soil reaction force R 1 is the result of two forces: the force N 1 acting normal and the friction force F 1 acting tangentially to this surface. As a result, elementary soil particles under the influence of the surface of the cone will be pressed into the soil monolith along the orientation lines of the corresponding R 1 , i.e., they will move both in the direction of action of the friction force F 1 and in the direction of the normal N 1 . The forces R 1 act at an angle γ to the direction of the force P. The angle
The force P, introducing the plunger into the soil, equal to P = R / secγ, is spent not only on direct, clean soil crushing, which is observed in the direction of the action of forces N 1 , but also on the preliminary compaction in the lateral direction, which occurs as a result of overcoming by soil particles of forces friction F 1 arising from the displacement of the soil relative to the surface of the conical plunger.
Силы N1 сжимает между собой почвенные агрегаты, располагающиеся в соседних конических концентрических поверхностях. Силы трения F1 стремиться сдвинуть по касательной более плотный слой почвы относительно менее плотного и в тоже время смять каждый слой в плоскости, перпендикулярной к нормали поверхности конуса.Forces N 1 compresses soil aggregates located in adjacent conical concentric surfaces. The friction forces F 1 tend to shift tangentially a denser layer of soil relatively less dense and at the same time crush each layer in a plane perpendicular to the normal to the surface of the cone.
Таким образом сила R = ΣRi= ΣPisecγ = Psecγ фактически обеспечивает реальное смятие почвы в результате внедрения конуса плунжера в измеряемый почвенный горизонт. Сила P - это та сила, которая зарегистрирована в процессе погружения плунжера в почву.Thus, the force R = ΣR i = ΣP i secγ = Psecγ actually provides real soil crushing as a result of the introduction of the plunger cone into the measured soil horizon. Force P is the force that is recorded when the plunger is immersed in the soil.
За объем смятой почвы V принимается объем, который равен объему внедренной части конуса плунжера
так, как впрессовывание в измеряемый почвенный горизонт объема почвы, равного объему внедренной части конуса вызвало появление данной силы реакции R.The volume equal to the volume of the embedded part of the plunger cone is taken as the volume of crushed soil V
so, as the soil volume is pressed into the measured soil horizon equal to the volume of the embedded part of the cone, this reaction force R.
Отношение силы R, реально необходимой для смятия почвы объемом V к этому объему дает величину удельного сопротивления почвы смятию
где α - угол при вершине конуса плунжера.The ratio of the force R really necessary for crushing the soil with volume V to this volume gives the value of the specific resistance of the soil to crushing
where α is the angle at the apex of the plunger cone.
Способ определения удельного сопротивления почвы смятию осуществляется следующим образом. The method of determining the soil resistivity to crushing is as follows.
Известным способом определяют угол трения φ материала плунжера о почву [2 (с. 5-7)] измеряют величину угла α при вершине конуса плунжера 1 (см. чертеж). In a known manner, the angle of friction φ of the plunger material on the soil is determined [2 (p. 5-7)]; the angle α is measured at the apex of the cone of the plunger 1 (see drawing).
Конус плунжера 1 устанавливают в вертикальное положение, упираются им в поверхность поля (почву) 2 и действуют на него через стержень 3, сверху вниз, силой P такой величины, которая обеспечивает плавное и надежное погружение конуса плунжера 1 в почву 2 на заданную глубину. Регистрируют величину силы P, измеряют длину l погруженной в почву 2 части конуса плунжера 1 и вычисляют величину удельного сопротивления почвы смятию ρ по выражению
где α - угол при вершине конуса плунжера.The cone of the plunger 1 is installed in a vertical position, abut against the surface of the field (soil) 2 and act on it through the rod 3, from top to bottom, by a force P of a magnitude that ensures a smooth and reliable immersion of the cone of the plunger 1 in the soil 2 to a predetermined depth. The force value P is recorded, the length l of the part of the cone of the plunger 1 immersed in the soil 2 is measured, and the value of the specific resistance of the soil to crushing ρ is calculated by the expression
where α is the angle at the apex of the plunger cone.
Конус плунжера 1 можно погружать в почву 2 на любую глубину, а силу P регистрировать в любой момент независимо от характера и времени ее изменения в процессе погружения плунжера в почву. The cone of the plunger 1 can be immersed in the soil 2 at any depth, and the force P can be recorded at any time, regardless of the nature and time of its change during the immersion of the plunger in the soil.
Источники информации
1. Размыслович И.Р., Авласенко Т.В. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам и орудиям (теория и расчет сельскохозяйственных машин). - Минск, Ураджай, 1972, с. 144.Sources of information
1. Razmyslovich I.R., Avlasenko T.V. and other Workshop on agricultural machinery and implements (theory and calculation of agricultural machinery). - Minsk, Urajay, 1972, p. 144.
2. Любимов А. И. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам. -М.: Колос, 1971, с 207. 2. Lyubimov A. I. et al. Workshop on agricultural machinery. -M .: Kolos, 1971, p. 207.
Claims (1)
где α - угол при вершине конуса плунжера.A method for determining the soil resistivity to crushing, including recording the load value P, which immerses the plunger in the soil, characterized in that a conical plunger is used, for which the value of the friction angle φ of the plunger material on the soil is determined, the length l of the part of the plunger cone embedded in the soil is measured, and the value of the soil resistivity to crushing is calculated by the dependence
where α is the angle at the apex of the plunger cone.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116872A RU2139516C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Process determining specific resistance of soil to bearing strain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97116872A RU2139516C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Process determining specific resistance of soil to bearing strain |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97116872A RU97116872A (en) | 1999-06-27 |
| RU2139516C1 true RU2139516C1 (en) | 1999-10-10 |
Family
ID=20197940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97116872A RU2139516C1 (en) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | Process determining specific resistance of soil to bearing strain |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2139516C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481575C2 (en) * | 2011-07-22 | 2013-05-10 | Лев Николаевич Бурков | Method to measure longitudinal resistance of soil to actuators of agricultural machines |
-
1997
- 1997-09-30 RU RU97116872A patent/RU2139516C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Размыслович И.P. и др. Практикум по сельскохозяйственным машинам и орудиям (теория и расчет сельскохозяйственных машин). -Минск, Ураджай, 1972, с. 144. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2481575C2 (en) * | 2011-07-22 | 2013-05-10 | Лев Николаевич Бурков | Method to measure longitudinal resistance of soil to actuators of agricultural machines |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wienke et al. | Breaking wave impact force on a vertical and inclined slender pile—theoretical and large-scale model investigations | |
| Song et al. | Measurement of surface wave transmission coefficient across surface-breaking cracks and notches in concrete | |
| Zhang et al. | Estimation of surface shear strength of undisturbed soils in the eastern part of northern China’s wind erosion area | |
| Lee et al. | Experiment setup for shear wave and electrical resistance measurements in an oedometer | |
| Jang et al. | Determination of the basic friction angle of rock surfaces by tilt tests | |
| Oliver | Alternative technique for analyzing instrumented indentation data | |
| Gawu et al. | Assessment of the modified slump test as a measure of the yield stress of high-density thickened tailings | |
| Wang et al. | Inverse scaling functions in nanoindentation with sharp indenters: Determination of material properties | |
| RU2139516C1 (en) | Process determining specific resistance of soil to bearing strain | |
| Sarsby et al. | Bedding error in triaxial tests on granular media | |
| Rausche et al. | Comparison of pulse echo and transient response pile integrity test methods | |
| Eslami | Bearing capacity of piles from cone penetration test data. | |
| Dobrilović et al. | Development of a model for the estimation of shear strength of discontinuity in massive and karstified limestone | |
| Power et al. | A new experimental method for the study of real area of contact between joint walls during shear | |
| Kwon et al. | Smart geophysical characterization of particulate materials in a laboratory | |
| AnhDan et al. | Anisotropic deformation properties of dense granular soils by large-scale true triaxial tests | |
| Kleesattel | Contact impedance meter. Part IV | |
| Szilard | Quicker, simpler hardness testing using ultrasonics | |
| RU2001990C1 (en) | Method and device for impact-static sounding of soils | |
| RU2280852C1 (en) | Method of testing grounds | |
| Dobrilović et al. | RAZVOJ MODELA ZA PROCJENU POSMIČNE ČVRSTOĆE DISKONTINUITETA U MASIVNIM I OKRŠENIM VAPNENCIMA | |
| Winkler et al. | Measuring the growth rate of electroconvection by means of thermal noise | |
| Isono et al. | Residual stress measurement by means of magnetic probe with nine legs | |
| SU905750A1 (en) | Method and device for determination of material friction coefficient | |
| Whitehouse | Surface measurement fidelity |