RU2280852C1 - Method of testing grounds - Google Patents
Method of testing grounds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280852C1 RU2280852C1 RU2005110039/28A RU2005110039A RU2280852C1 RU 2280852 C1 RU2280852 C1 RU 2280852C1 RU 2005110039/28 A RU2005110039/28 A RU 2005110039/28A RU 2005110039 A RU2005110039 A RU 2005110039A RU 2280852 C1 RU2280852 C1 RU 2280852C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- wedge
- prismatic wedge
- prismatic
- rod
- Prior art date
Links
- 238000010998 test method Methods 0.000 title description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 132
- 238000007373 indentation Methods 0.000 claims description 34
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 13
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 8
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 claims description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения физико-механических характеристик грунтов, в т.ч. деформационных и прочностных, и дисперсных материалов и может быть использовано для контроля однородности грунтов, почв и строительных растворов.The invention relates to the field of engineering surveys and is intended, in particular, to determine the physico-mechanical characteristics of soils, including deformation and strength, and dispersed materials and can be used to control the homogeneity of soils, soils and mortars.
Известны:Known:
- способ определения удельного сопротивления почвы смятию [Патент РФ на изобретение №2139516, G 01 N 3/42], включающий регистрацию величины нагрузки Р, обеспечивающей погружение плунжера в почву, определение объема V почвы, смятой при этом плунжером, и вычисление отношения нагрузки Р, погружающей плунжер в почву, к объему V смятой почвы, при этом используют конический плунжер, для которого определяют величину угла трения φ материала плунжера о почву, измеряют длину L внедренной в почву части, а величину удельного сопротивления почвы смятию вычисляют по предложенной расчетной формуле;- a method for determining the soil resistivity to crushing [RF Patent for the invention No. 2139516, G 01
- способ определения модуля деформации [Патент РФ на изобретение №2145655, G 01 N 3/42, E 02 D 1/00], включающий вдавливание заданной нагрузки в исследуемый материал жесткого конуса и измерение его перемещений в процессе внедрения в материал. Модуль деформации определяют по измеренным параметрам согласно предложенной расчетной формуле. При этом используют данные статических испытаний материала в пределах его линейной деформации.- a method for determining the deformation modulus [RF Patent for the invention No. 2145655, G 01
Эти известные способы испытания грунтов малоэффективны, т.к. имеют следующие недостатки:These known methods of testing soils are ineffective, because have the following disadvantages:
- малоинформативны, т.к. позволяют определять только один параметр - суммарное сопротивление грунта вдавливанию зонда по лобовой поверхности индентора и боковой поверхности зонда;- uninformative, because only one parameter can be determined - the total soil resistance to indentation of the probe along the frontal surface of the indenter and the side surface of the probe;
- не позволяют воспринимать и измерять циклическое сопротивление грунтов, которое, как известно, возникает при их нагружении [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Новые результаты компрессионных испытаний. - Проект. - М., 1995, №2-3. - С.76-77; Кравченко Э.В., Ляшенко П.А., Денисенко В.В. О методах испытания грунтов с постоянной скоростью нагружения. Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3. - М., Академия наук о Земле, 2002. - С.133-135; Ляшенко П.А., Демченко В.А., Денисенко В.В. Анализ энергии деформации грунта при одноосном сжатии образца. Сборник научных трудов КубГАУ. - Краснодар, КубГАУ, 2003. - С.159-165];- do not allow to perceive and measure the cyclic resistance of soils, which, as you know, occurs when they are loaded [Denisenko V.V., Lyashenko P.A. New compression test results. - The project. - M., 1995, No. 2-3. - S.76-77; Kravchenko E.V., Lyashenko P.A., Denisenko V.V. On soil testing methods with a constant loading rate. Proceedings of the international forum on the problems of science, technology and education.
- не позволяют измерять и учитывать горизонтальную составляющую реакцию грунта, которая возникает на лобовой поверхности индентора, жестко закрепленного на штанге зонда, и которая искажает получаемые характеристики грунта;- they do not allow measuring and taking into account the horizontal component of the soil reaction, which occurs on the frontal surface of the indenter, rigidly fixed on the probe rod, and which distorts the obtained soil characteristics;
- не позволяют определять пространственное ослабление (анизотропию) прочности грунтов в горных массивах;- do not allow to determine the spatial attenuation (anisotropy) of soil strength in mountain ranges;
- позволяют получать на каждой глубине испытания только одно значение сопротивления грунта вдавливанию зонда и для повышения достоверности и точности результатов требует проведения нескольких испытаний в близлежащих точках испытываемой площадки, что увеличивает трудоемкость и стоимость изысканий.- they allow to obtain at each test depth only one value of the soil resistance to probe indentation and to increase the reliability and accuracy of the results requires several tests at nearby points of the test site, which increases the complexity and cost of surveys.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ испытания грунтов статическим зондированием [ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием, п.5 (прототип)], включающий вдавливание в грунт с постоянной скоростью конусного наконечника - индентора, закрепленного на штанге зонда, непрерывную регистрацию глубины вдавливания индентора и силы суммарного сопротивления грунта вдавливанию индентора и штанги зонда и расчет показателей характеристик грунта.Closest to the claimed invention is a method of testing soils by static sounding [GOST 19912-2001. Soils. Methods of field tests by static and dynamic sounding, p. 5 (prototype)], including pressing into the soil with a constant speed of the conical tip - indenter mounted on the probe rod, continuous recording of the indenter indentation depth and the total ground resistance to indentation of the indenter and the probe rod and calculation indicators of soil characteristics.
Этот известный способ испытания грунтов также малоэффективен, т.к. имеет следующие недостатки:This known method of soil testing is also ineffective, because has the following disadvantages:
- малоинформативен, т.к. позволяет определять только один параметр - суммарное сопротивление грунта вдавливанию зонда по лобовой поверхности индентора и боковой поверхности зонда;- uninformative, because allows you to determine only one parameter - the total soil resistance to indentation of the probe along the frontal surface of the indenter and the side surface of the probe;
- не позволяет воспринимать и измерять циклическое сопротивление грунтов, которое, как известно, возникает при их нагружении;- does not allow to perceive and measure the cyclic resistance of soils, which, as you know, occurs when they are loaded;
- не позволяет измерять и учитывать горизонтальную составляющую реакцию грунта, которая возникает на лобовой поверхности индентора, жестко закрепленного на штанге зонда, и которая искажает получаемые характеристики грунта;- does not allow to measure and take into account the horizontal component of the soil reaction, which occurs on the frontal surface of the indenter, rigidly fixed on the probe rod, and which distorts the obtained soil characteristics;
- не позволяет определять пространственное ослабление (анизотропию) прочности грунтов в горных массивах;- it is not possible to determine the spatial attenuation (anisotropy) of the strength of soils in mountain ranges;
- позволяет получать на каждой глубине испытания только одно значение сопротивления грунта вдавливанию зонда и для повышения достоверности и точности результатов требует проведения нескольких испытаний в близлежащих точках испытываемой площадки, что увеличивает трудоемкость и стоимость изысканий.- allows you to get at each depth of the test only one value of the soil resistance to indentation of the probe and to increase the reliability and accuracy of the results requires several tests at nearby points of the test site, which increases the complexity and cost of surveys.
Задача изобретения - увеличение числа, точности и достоверности характеристик грунтов, получаемых при одном испытании в горном массиве (повышение информативности при одном испытании грунтов) и сокращение трудозатрат на их определение.The objective of the invention is to increase the number, accuracy and reliability of the characteristics of soils obtained in one test in the rock mass (increase in information content in one test of soils) and reduce labor costs for their determination.
Указанная цель достигается тем, что в отличие от известного способа испытания грунтов в заявляемом способе испытания грунтов, включающем вдавливание в грунт с постоянной скоростью индентора, закрепленного на штанге, непрерывную регистрацию глубины вдавливания индентора и силы сопротивления грунта вдавливанию индентора и расчет показателей характеристик грунта на заданной глубине, в качестве индентора используют призматический клин, имеющий форму прямой треугольной призмы и возможность поворота относительно штанги в плоскости, параллельной основаниям его призмы, причем вдавливание призматического клина производят сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги с непрерывной регистрацией угла поворота призматического клина относительно штанги, а по результатам измерений с помощью предложенных расчетных формул рассчитывают:This goal is achieved by the fact that, in contrast to the known method of soil testing in the inventive method of soil testing, which includes pressing into the soil at a constant speed of the indenter mounted on the rod, continuously recording the depth of indentation of the indenter and the resistance force of the soil to indenting the indenter and calculating the soil characteristics at a given a depth, a prismatic wedge is used as an indenter, having the form of a straight triangular prism and the possibility of rotation relative to the rod in the plane, a pair to the bases of its prism, and the indentation of the prismatic wedge is carried out first at its entire height with a speed of up to 1.5 m / min to prevent the possibility of its rotation relative to the rod, then another 5-10 mm at a speed of up to 5 mm / min without preventing it rotation relative to the rod with continuous registration of the angle of rotation of the prismatic wedge relative to the rod, and according to the measurement results using the proposed calculation formulas calculate:
- удельное сопротивление грунта вдавливанию призматического клина R, кПа, по формуле- resistivity of the soil indentation of the prismatic wedge R, kPa, according to the formula
- модуль упругости грунта Ее, МПа, по формуле- modulus of elasticity of the soil E e , MPa, according to the formula
- предельное сопротивление грунта сдвигу τs, кПа, по формуле- ultimate soil resistance to shear τ s , kPa, according to the formula
- удельную работу трещинообразования грунта σγ, Дж/м2, по формуле- the specific work of the cracking of the soil σ γ , J / m 2 according to the formula
- угол направления ослабления прочности грунта δ, град., по формуле- the angle of the direction of weakening of the strength of the soil δ, deg., according to the formula
где ΔYei - приращение циклически изменяющейся силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина на участке ее возрастания в i-м цикле ее изменения, Н;where ΔY ei is the increment of the cyclically varying soil resistance force indenting the prismatic wedge at the site of its increase in the i-th cycle of its change, N;
δi - угол поворота призматического клина относительно продольной оси штанги на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина в i-м цикле ее изменения, град.;δ i - the angle of rotation of the prismatic wedge relative to the longitudinal axis of the rod in the area of increase in soil resistance to the indentation of the prismatic wedge in the i-th cycle of its change, deg .;
Δuei - приращение перемещения призматического клина на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина в i-м цикле ее изменения, мм;Δu ei is the increment of displacement of the prismatic wedge in the area of increasing the soil resistance force indentation of the prismatic wedge in the i-th cycle of its change, mm;
n и i - соответственно число циклов и номер цикла изменения силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина на заданной глубине испытания;n and i are, respectively, the number of cycles and the cycle number of the change in the strength of soil resistance to indentation of a prismatic wedge at a given test depth;
ω - коэффициент, зависящий от отношения длины грани призматического клина к его толщине: h/(B cosα);ω is a coefficient depending on the ratio of the length of the face of the prismatic wedge to its thickness: h / (B cosα);
α - половина угла заострения призматического клина, град.;α is the half point angle of the prismatic wedge, deg .;
ν - коэффициент поперечной деформации грунта (Пуассона);ν is the coefficient of transverse deformation of the soil (Poisson);
В - толщина призматического клина, мм;In - the thickness of the prismatic wedge, mm;
h - высота призматического клина, мм;h is the height of the prismatic wedge, mm;
τsi - предельное сопротивление грунта сдвигу на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина в i-м цикле ее изменения, кПа;τ si is the ultimate soil resistance to shear at the site of increasing the soil resistance force indenting the prismatic wedge in the i-th cycle of its change, kPa;
Еei - модуль упругости грунта на участке возрастания силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина в i-м цикле ее изменения, МПа;E ei is the modulus of elasticity of the soil in the area of increasing the strength of soil resistance to indentation of the prismatic wedge in the i-th cycle of its change, MPa;
Δuri - приращения перемещения призматического клина на участке снижения силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина в i-м цикле ее изменения, мм.Δu ri is the increment of displacement of the prismatic wedge at the site of decreasing ground drag force indentation of the prismatic wedge in the ith cycle of its change, mm
Перечисленная совокупность отличительных признаков заявляемого способа испытания грунтов отличает его от прототипа и обуславливает соответствие предлагаемого способа критерию «новизны».The above set of distinguishing features of the proposed method for testing soils distinguishes it from the prototype and determines the compliance of the proposed method with the criterion of "novelty."
Поскольку известных решений со сходными признаками не обнаружено, можно сделать вывод, что заявляемый способ обладает существенными отличиями и новизной и обеспечивает достижение нового положительного эффекта.Since there are no known solutions with similar features, it can be concluded that the claimed method has significant differences and novelty and ensures the achievement of a new positive effect.
Способ реализуется с помощью известных устройств для испытания грунтов, например с помощью устройства для статического зондирования [Авт.св. СССР на изобретение №250520, G 01 L], состоящего из индентора, закрепленного на выдвижном сердечнике штанги, механизма для вдавливания индентора и блоков непрерывного измерения и регистрации глубины вдавливания индентора и силы сопротивления грунта вдавливанию индентора. У этого известного устройства для испытания грунтов в качестве индентора используют призматический клин, имеющий форму прямой треугольной призмы и возможность поворота относительно штанги в плоскости, параллельной основаниям его призмы, и блок непрерывной регистрации угла поворота призматического клина относительно штанги.The method is implemented using known devices for soil testing, for example using a device for static sensing [Auth. USSR for invention No. 250520, G 01 L], consisting of an indenter mounted on a retractable core of the rod, a mechanism for indenting an indenter and units for continuous measurement and recording of the indenter indentation depth and soil resistance force indenter indentation. A prismatic wedge having the shape of a straight triangular prism and the possibility of rotation relative to the rod in a plane parallel to the bases of its prism and a unit for continuously recording the angle of rotation of the prismatic wedge relative to the rod are used as an indenter for this known soil testing device.
Пояснения к предлагаемому способу испытания грунтов и один из вариантов конструкции устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, где на:Explanations of the proposed method for testing soils and one of the design options for the device for implementing this method are schematically shown in the drawing, where:
фиг.1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа испытания грунтов;figure 1 is a schematic block diagram of a device for implementing the method of testing soils;
фиг.2 - схема крепления призматического клина на выдвижном сердечнике штанги с помощью шарнира, обеспечивающего возможность поворота призматического клина относительно штанги в плоскости, параллельной основаниям призмы призматического клина, и размещения в штанге измерителя угла поворота призматического клина относительно штанги (вид сбоку);figure 2 is a diagram of the mounting of a prismatic wedge on the extendable core of the rod using a hinge that allows the prismatic wedge to rotate relative to the rod in a plane parallel to the bases of the prismatic wedge, and to place the angle of rotation of the prismatic wedge relative to the rod in the rod (side view);
фиг.3 - схема размещения в штанге измерителя угла поворота призматического клина, выполненного в виде двух датчиков линейного перемещения (вид сверху);figure 3 - layout in the rod meter angle of rotation of the prismatic wedge, made in the form of two linear displacement sensors (top view);
фиг.4 - схема положения призматического клина при вдавливании в грунт с предотвращением возможности его поворота относительно штанги;4 is a diagram of the position of the prismatic wedge when pressed into the ground with the prevention of the possibility of its rotation relative to the rod;
фиг.5 - схема положения призматического клина при вдавливании в грунт без предотвращения возможности его поворота относительно штанги в момент, когда под действием горизонтальной составляющей реакции грунта призматический клин повернулся относительно штанги, в сторону ослабления прочности грунта до наступления равенства сил на обеих рабочих гранях призматического клина;5 is a diagram of the position of the prismatic wedge when pressed into the ground without preventing it from rotating relative to the rod at the moment when, under the action of the horizontal component of the soil reaction, the prismatic wedge turned relative to the rod, in the direction of weakening the strength of the soil until the forces are equal on both working faces of the prismatic wedge ;
фиг.6 - график циклически изменяющегося сопротивления грунта вдавливанию призматического клина.6 is a graph of cyclically varying soil resistance indentation of a prismatic wedge.
Устройство для реализации способа испытания грунтов состоит из индентора - призматического клина 1, закрепленного на выдвижном сердечнике 2 пустотелой штанги 3, механизма 4 для вдавливания призматического клина, блока 5 для непрерывного измерения и регистрации глубины вдавливания призматического клина, блока 6 для непрерывного измерения и регистрации силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина и блока 7 для непрерывной регистрации угла поворота призматического клина относительно штанги.A device for implementing the soil testing method consists of an indenter - a
Призматический клин 1 имеет:
- форму прямой треугольной призмы, которая закреплена одной из граней на выдвижном сердечнике 2 штанги 3 с помощью шарнира 8, обеспечивающего возможность поворота призматического клина относительно штанги в плоскости, параллельной основаниям его призмы;- the shape of a straight triangular prism, which is fixed by one of the faces on the
- угол заострения 15-85° (угол между двумя гранями призмы, противоположно расположенными перед гранью, которой призматический клин шарнирно закреплен на выдвижном сердечнике 2 штанги 3);- the angle of sharpening 15-85 ° (the angle between two faces of the prism, oppositely located in front of the face, which the prismatic wedge is pivotally mounted on the sliding
- толщину (высоту призмы) не менее 10 мм.- thickness (height of the prism) not less than 10 mm.
Над гранью призмы, которой призматический клин 1 шарнирно закреплен на выдвижном сердечнике 2, в штанге 3 установлен измеритель 9 угла поворота призматического клина 1, выполненный, например, в виде двух датчиков линейного перемещения, размещенных симметрично относительно выдвижного сердечника 2.Above the prism face, with which the
Способ испытания грунтов осуществляется следующим образом.The soil test method is as follows.
На заданной глубине испытания грунта с помощью механизма 4 производят вдавливание призматического клина 1 на всю его высоту с постоянной скоростью до 1,5 м/мин и с предотвращением возможности поворота призматического клина 1 относительно штанги 3. Для этого вдавливающее усилие прикладывают на штангу 3, которая при этом смещается относительно сердечника 2, упирается в верхнюю грань призматического клина 1 и вдавливает призматический клин 1 в грунт, предотвращая возможность его поворота относительно штанги 3 (см. фиг.4).At a given depth of soil testing using mechanism 4, a
Затем производят вдавливание призматического клина 1 еще на 5-10 мм с постоянной скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги 3 с непрерывной регистрацией глубины вдавливания призматического клина 1, силы сопротивления грунта и угла поворота призматического клина 1 относительно штанги 3. Возможность поворота призматического клина 1 относительно штанги 3 обеспечивается путем перевода вдавливающего усилия на сердечник 2, который при этом выдвигается относительно штанги 3, создает зазор между верхней гранью призматического клина 1 и торцом штанги 3 и через шарнир 8 передает вдавливающее усилие на призматический клин 1.Then, the
При вдавливании призматического клина 1 с постоянной скоростью без предотвращения возможности его поворота относительно штанги из-за дисперсности и неоднородности грунта, наличия в грунте микро- и макропор и появления трещин перед призматическим клином:When pressing a
- сопротивление грунта вдавливанию призматического клина изменяется циклически, то увеличивается до максимального значения (на малом участке перемещения призматического клина Δuei, сравнимом по размерам с неоднородностью грунта), то уменьшается до минимального значения (также на малом участке перемещения призматического клина Δuri), затем вновь то увеличивается, то уменьшается и т.д. (см. фиг.6). При этом уменьшение сопротивления грунта объясняется его разрушением сдвигом или трещинами [Ляшенко П.А. Микроструктурная деформируемость глинистых грунтов. - Краснодар, Изд-во КубГАУ, 2001. - 123 с.; Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Новые результаты компрессионных испытаний. - Проект. - М., 1995, №2-3. - С.76-77; Кравченко Э.В., Ляшенко П.А., Денисенко В.В. О методах испытания грунтов с постоянной скоростью нагружения. Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования. Том 3. - М., Академия наук о Земле, 2002. - С.133-135; Ляшенко П.А., Демченко В.А., Денисенко В.В. Анализ энергии деформации грунта при одноосном сжатии образца. Сборник научных трудов КубГАУ. - Краснодар, КубГАУ, 2003. - С.159-165]. Разрушение сдвигом отражается примерно одинаковыми значениями Δuri, а разрушение трещинами отражается значениями, которые значительно (на 30% и более) превышают среднее значение Δuri;- the soil resistance to indentation of the prismatic wedge changes cyclically, then it increases to a maximum value (in a small area of displacement of a prismatic wedge Δu ei , comparable in size to the heterogeneity of the soil), then decreases to a minimum value (also in a small area of displacement of a prismatic wedge Δu ri ), then again it increases, then decreases, etc. (see Fig.6). Moreover, the decrease in soil resistance is explained by its destruction by shear or cracks [P. Lyashenko. Microstructural deformability of clay soils. - Krasnodar, Publishing house of KubSAU, 2001. - 123 p .; Denisenko V.V., Lyashenko P.A. New compression test results. - The project. - M., 1995, No. 2-3. - S.76-77; Kravchenko E.V., Lyashenko P.A., Denisenko V.V. On soil testing methods with a constant loading rate. Proceedings of the international forum on the problems of science, technology and education.
- на рабочих гранях призматического клина 1 возникает горизонтальная составляющая реакции грунта, которая поворачивает призматический клин 1 относительно шарнира 8 в плоскости, параллельной основанию призмы призматического клина, в сторону ослабления прочности грунта до наступления равенства моментов сил, действующих на рабочих гранях призматического клина 1 (см. фиг.5).- on the working faces of the
В процессе испытания грунта регистрацию глубины вдавливания призматического клина производят с дискретностью не более 0,02 мм, регистрацию силы вдавливания призматического клина производят с дискретностью не более 2,5 Н, регистрацию угла поворота призматического клина производят с дискретностью не более 0,02° и, т.о., на заданной глубине испытания грунта на субмиллиметровом уровне измерений регистрируется большое количество результатов измерений (от 250 до 500), что обеспечивает повышение точности и достоверности характеристик грунта, получаемых при одном испытании.During soil testing, the indentation depth of a prismatic wedge is recorded with a resolution of not more than 0.02 mm, the indentation force of a prismatic wedge is recorded with a resolution of not more than 2.5 N, the angle of rotation of the prismatic wedge is recorded with a resolution of not more than 0.02 °, and Thus, at a given depth of soil testing at a submillimeter level of measurements, a large number of measurement results (from 250 to 500) are recorded, which ensures an increase in the accuracy and reliability of soil characteristics, obtaining tested in one test.
По результатам, полученным на заданной глубине испытания, рассчитывают различные физико-механические характеристики грунта, в т.ч. с помощью предложенных в заявляемом способе испытаний грунтов расчетных формул те характеристики, которые известными способами испытаний грунтов не определяются: удельное сопротивление грунта вдавливанию клина - по формуле (1), модуль упругости грунта - по формуле (2), предельное сопротивление грунта сдвигу - по формуле (3), удельную работу трещинообразования грунта - по формуле (4), угол направления ослабления прочности грунта - по формуле (5).According to the results obtained at a given test depth, various physical and mechanical characteristics of the soil are calculated, including using the calculation formulas proposed in the inventive method for soil testing, those characteristics that are not determined by known soil testing methods are: specific soil resistance to wedge pressing according to formula (1), soil elastic modulus according to formula (2), ultimate soil shear resistance according to formula (3), the specific work of cracking the soil - according to the formula (4), the angle of the direction of weakening of the strength of the soil - according to the formula (5).
Аналогичным образом производят испытание и расчет физико-механических характеристик грунта на других глубинах (уровнях залегания грунта) в данной точке испытания на исследуемой площадке изысканий.In a similar manner, the test and calculation of the physical and mechanical characteristics of the soil at other depths (levels of occurrence of the soil) at a given test point on the study site are performed.
Для определения пространственного ослабления (анизотропии) прочности грунта на данной площадке аналогичным образом производят испытания грунта в нескольких точках площадки (не менее 6) при различном положении плоскости поворота призматического клина в каждой точке испытания.To determine the spatial attenuation (anisotropy) of soil strength at a given site, tests of soil at several points of the site (at least 6) are carried out in a similar way with a different position of the plane of rotation of the prismatic wedge at each test point.
По вычисленным характеристикам грунта на испытываемой площадке (с коэффициентом вариации не более 0,30) для каждой глубины испытания строят лепестковые диаграммы значений угла направления ослабления прочности грунта δ и по наибольшему значению δmax определяют пространственное направление ослабления (анизотропию) прочности грунта в горном массиве.Based on the calculated soil characteristics at the test site (with a coefficient of variation of not more than 0.30), petal diagrams of the values of the angle of the direction of weakening of the soil strength δ are constructed for each test depth and the spatial direction of weakening (anisotropy) of the soil strength in the rock mass is determined by the maximum value δ max .
Таким образом, новые технологические элементы заявляемого способа испытания грунтов создают новые полезные технологические эффекты, в частности:Thus, the new technological elements of the proposed method for testing soils create new useful technological effects, in particular:
1. Испытание грунта призматическим клином:1. Ground testing with a prismatic wedge:
- за счет наличия двух плоских прямоугольных граней, контактирующих с испытываемых грунтом, позволяет рассчитывать: модуль упругости грунта по предлагаемой расчетной формуле (2), выведенной на основе известной формулы Ф. Шлейхера и др. [Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М., Высшая школа, 1983. - 288 с., стр.175-177], и предельное сопротивление грунта сдвигу по предлагаемой расчетной формуле (3);- due to the presence of two flat rectangular faces in contact with the tested soil, allows you to calculate: the modulus of elasticity of the soil according to the proposed calculation formula (2), derived on the basis of the well-known formula F. Schleicher et al. [Tsytovich N.A. Soil mechanics (short course): Textbook for high schools. - 4th ed., Revised. and add. - M., Higher School, 1983. - 288 p., Pp. 175-177], and the ultimate soil resistance to shear according to the proposed calculation formula (3);
- инициирует в грунте трещину, плоскость которой проходит через режущее ребро призматического клина, что позволяет с высокой достоверностью определять приращение площади этой трещины и рассчитывать работу трещинообразования грунта по предлагаемой расчетной формуле (4);- initiates a crack in the soil, the plane of which passes through the cutting edge of the prismatic wedge, which makes it possible to determine with high reliability the increment of the area of this crack and calculate the cracking work of the soil according to the proposed calculation formula (4);
2. Вдавливание призматического клина 1 в грунт без предотвращения возможности его поворота на шарнире 8 относительно штанги 3:2. Pressing the
- уравновешивает реакцию грунта на обеих рабочих гранях призматического клина, предотвращает появление горизонтальной составляющей реакции грунта и, т.о., повышает достоверность определения силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина и соответственно повышает достоверность всех характеристик грунта, определяемых с помощью данного способа испытания грунтов;- balances the reaction of the soil on both working faces of the prismatic wedge, prevents the horizontal component of the reaction of the soil and, thus, increases the reliability of determining the strength of soil resistance to indentation of the prismatic wedge and, accordingly, increases the reliability of all soil characteristics determined using this soil testing method;
- позволяет определять направление ослабления прочности грунта по предлагаемой формуле (5);- allows you to determine the direction of weakening of the strength of the soil according to the proposed formula (5);
3. Вдавливание призматического клина 1 в грунт с постоянной скоростью сначала на всю его высоту со скоростью до 1,5 м/мин с предотвращением возможности его поворота относительно штанги, затем еще на 5-10 мм со скоростью до 5 мм/мин без предотвращения возможности его поворота относительно штанги повышает сохранность природного сложения испытываемого грунта, а непрерывная регистрация не только глубины вдавливания призматического клина 1 и силы сопротивления грунта вдавливанию призматического клина, но и угла поворота призматического клина относительно штанги 3, обеспечивает получение на субмиллиметровом уровне измерений большого количества результатов измерений в одном испытании, что повышает точность получаемых характеристик грунта в одном испытании.3. Pressing the
Заявляемый способ испытания грунтов увеличивает число, точность и достоверность определяемых характеристик грунтов при одном испытании, сокращает трудозатраты их определения, позволяет определять пространственное ослабление (анизотропию) прочности грунтов в горных массивах, и таким образом создает определенный практический и экономический эффект.The inventive method of testing soils increases the number, accuracy and reliability of the determined characteristics of soils in one test, reduces the labor costs of their determination, allows you to determine the spatial attenuation (anisotropy) of soil strength in mountain ranges, and thus creates a certain practical and economic effect.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005110039/28A RU2280852C1 (en) | 2005-04-06 | 2005-04-06 | Method of testing grounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005110039/28A RU2280852C1 (en) | 2005-04-06 | 2005-04-06 | Method of testing grounds |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2280852C1 true RU2280852C1 (en) | 2006-07-27 |
Family
ID=37057886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005110039/28A RU2280852C1 (en) | 2005-04-06 | 2005-04-06 | Method of testing grounds |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2280852C1 (en) |
Cited By (2)
| 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 |
| CN111965060A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-20 | 河海大学 | Press-in type on-site modulus of resilience measuring device |
-
2005
- 2005-04-06 RU RU2005110039/28A patent/RU2280852C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ГОСТ 1991202001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием, п.5. * |
Cited By (3)
| 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 |
| CN111965060A (en) * | 2020-08-03 | 2020-11-20 | 河海大学 | Press-in type on-site modulus of resilience measuring device |
| CN111965060B (en) * | 2020-08-03 | 2023-06-09 | 河海大学 | Press-in field elastic modulus measuring device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Khandelwal | Correlating P-wave velocity with the physico-mechanical properties of different rocks | |
| Di Benedetto et al. | Stiffness of bituminous mixtures using ultrasonic wave propagation | |
| Escribano et al. | Changing anisotropy of G0 in Hostun sand during drained monotonic and cyclic loading | |
| Molina-Gómez et al. | Dynamic properties of two historically liquefiable sands in the Lisbon area | |
| RU2711261C1 (en) | Soil testing method by means of static probing method | |
| Miller et al. | Desiccation crack depth and tensile strength in compacted soil | |
| Bolla et al. | UCS field estimation of intact rock using the Schmidt hammer: A new empirical approach | |
| Loginov et al. | Experimental and theoretical method for determining mechanical characteristics of soils under dynamic loads | |
| RU2280852C1 (en) | Method of testing grounds | |
| O'sullivan et al. | Shear effects on gas transport in soil | |
| RU2301983C1 (en) | Method for testing soils by static probing | |
| Kang et al. | Modulus properties of granular materials at various strain levels from repeated load triaxial testing with bender elements | |
| Hammam et al. | On the evaluation of pre-consolidation pressure of undisturbed saturated clays | |
| KR20180082750A (en) | Plastic limit measuring device | |
| Hampton et al. | A new dynamic indentation tool for rapid mechanical properties profiling and mapping | |
| RU2398210C1 (en) | Method for testing soils with static probing | |
| Ouyang et al. | Calibrating NTH method for ϕ′ in clayey soils using centrifuge CPTu | |
| Salgado | Experimental research on cone penetration resistance | |
| Shim et al. | A critical examination of the Berkovich vs. conical indentation based on 3D finite element calculation | |
| Frydman et al. | Simple shear of isotropic elasto–plastic soil | |
| Wijaksana | Deformability analysis of anisotropic rock | |
| Pereira et al. | Measurement of shear modulus using bender elements and resonant-column | |
| Vlcek et al. | Comparative analysis of dynamic methods for earthwork controlling | |
| Beyhan et al. | Evaluation of the basic friction angle in dry and conditioned fluids by tilt tests | |
| Nakamura et al. | Applicability of T-bar and ball penetration tests to soft clayey grounds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070407 |