Способ испытания образца грунта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к строительству и может использоваться для исследования свойств мерзлых грунтов при оттаивании. Цель изобретения - повышение точности испытаний и расширение функциональных возможностей за счет испытания оттаивающих мерзлых грунтов. В способе, включающем оттаивание мерзлого образца грунта под нагрузкой с замером деформаций, предварительно образец мерзлого грунта помещают в незамерзающую жидкость и обжимают всесторонней нагрузкой. Оттаивание образца осуществляют с регулируемой скоростью перемещения фронта оттаивания путем конвективного разогрева окружающей образец жидкости. Устройство для осуществления способа снабжено приспособлением для послойного оттаивания образца 3 в виде электронагревателя 13 в резервуаре 14 температурными датчиками 9, размещенными в эластичной оболочке 2, и центратором 19 в виде кольца с полусферической поверхностью, равной радиусу внутренней поверхности корпуса 1. Центратор 19 установлен на верхнем штампе 5. Резервуар 14 сообщен с внутренней полостью корпуса 1 в верхней части жестким, а в нижней - гибким каналами 15 и 16. Канал 16 соединен с эластичной кольцевой перегородкой 17 с термоизолятором 18. Верхний штамп 5 имеет центральные конусные углубления под измерительный шток индикатора 27 и соединен с рамой 20 в

5G 01N 1/00 в"способ установления хронологической последовательности накопления донных отложений"ярных берта лейберовна

ярных николай алексеевичметноD oF SеттING снRоNоLоGIсаL SeQUeNce oF ассUмULатIоN oF воттом DероSIтS11 188830 ленинградская обл.п/о ильичево, парковая 6-311 195009 ленинград, таврическая 7-18

11 188838 ленинградская обл. п/о ильичево, парковая 6-3Изобретение относится к области инженерного грунтоведения и может использоваться для определения интенсивности заносимости водоемов, оценки их возраста. Цель изобретения - повышение информативности и точности спо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С О1 N 33/24

8 ., 1:.6, :

МБ т Ю- ig

Б,";Б. iQ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4214274/23-33 (22) 17.02.8/ (46) 30.01.90. Бюл. Ю 4 (71) Производственный и научно-исследовательский институт по инженерным изысканиям в строительстве (72) P С. Зиангиров, Р.Г. Кальбергенов, |=.H. Хрусталев, С.М. Микляев и А.П. Чеховский (53) 624 . 13 1 ° 376. (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 746033, кл. Е 02 0 1/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

h 7391/8, кп. Е 02 D i/02, 1978.

Сипидин В.0. и др. Исследование грунтов в условиях трехосного сжатия.

Л.-М.: Изд-во flo строительству, архитектуре и строительным материалам, 1963, с. 39-41.

2 (4) CHOLОB NC0blTAHNR ObPA3QA ГРУНТА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (7) Изобретение относится к области строительства и может использоваться для исследования свойств мерзлых грун тов при оттаивании. Цель изобретения, повыиение точности испытаний и расширение функциональных возможностей за счет испытания оттаивающих мерзлых грунтов. В способе, включающем оттаивание мерзлого образца грунта под наг рузкой с замером деформаций, предварительно образец мерзлого грунта помещают в незамерзающую жидкость и обжимают всесторонней нагрузкой. Оттаивание образца осуществляют с регулируемой скоростью перемещения фронта оттаивания путем конвективного разогрева окружающей образец жидкости.

3 1539658 4

Изобретение относится к строительству и Mo)l(BT использоваться при инже-, нерно-геологических изысканиях для исследования физико-механических свойству) мерзлых грунтов при оттаивании.

Цель изобретения - повышение точности испытаний и расширение функциональных возможностей эа счет испытания оттаивающих мерзлых грунтов.

На чертеже изображено устройство для осуществления способа.

Устройство включает цилиндрический корпус 1 с размещенной внутри него эластичной оболочкой 2 для образца 3 рр мерзлого грунта с линзами и прослоями льда 4, верхний подвижный и нижний неподвижный пустотелые штампы 5 и 6 с пористыми фильтрами 7, приспособления для всестороннего обжатия, осевого нагружения и послойного оттаивания образца 3, Эластичная оболочка 2 герметично закреплена на штампах поСЗэедством хомутов 8 и оснащена температурными дат- 0 чиками 9, размещенными по ее высоте.

Иежду эластичной оболочкой 2 и образцом 3 размещены водопроводящие полоски дренажа 10 для. отвода оттаивающей воды llo трубке 11 в водоИзмерительную емкость 12. Приспособление для послой,ного оттаивания образца состоит из теплового элемента электронагревателя

13, размещенного в резервуаре 14, соУстройство для осуществления способа. снабжено приспособлением для послойного оттаивания образца 3 в виде эле, ктронагревателя 13 в резервуаре 14, температурными датчиками 9, размещенными в эластичной оболочке 2, и цент" ратором 19 в виде кольца с полусферической поверхностью, равной радиусу внутренней поверхности корпуса 1.

Центратор 19 установлен на верхнем штампе 5. Резервуар 14 сообщен с внутренней полостью корпуса 1 в верхней части жестким, а в нижней - гибким каналами 15 и 16. Канал 16 соединен 115 с эластичной кольцевой перегородкой

17 с термоизолятором 18.Верхний штамп, 5 имеет центральные конусные углубления под измерительный шток индикатора

27 и соединен с рамой 20 в единую 20 жесткую систему, колеблющуюся относительно центра рабочей поверхности верхнего штампа 5. Образец 3 грунта в эластичной оболочке 2 устанавливают между верхним и нижним штампами 5 и

Ь, Полость корпуса 1 и резервуара 14 заполняют незамерзающей жидкостью 33.

Напряженно-деформированное состояние грунта моделируют путем создания осевой нагрузки навешиванием груза 32 на раму 20 и создания отрицательного бокового давления - вакуума под эластичной оболочкой 2 за счет откачки воздуха вакуумным насосом 28. Скорость послойного оттаивания регулируют путем погружения кольцевой перегородки

17 сверху вниз вдоль образца 3 и регулирования температуры и времени подогрева жидкости в резервуаре 14.

2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1 обценном с внутренней полостью корпуса 1 в верхней части жестким, а в нижней части гибким каналами 15 и 16. Канал 16 соединен с эластичной кольцевой перегородкой 17 с термоизолятором

18, установленной между образцом 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 с возможностью вертикального перемещения. На верхнем штампе 5 установлен центратор 19 в виде кольца с полусферической поверхностью радиусом R, равным радиусу внутренней поверхности . корпуса 1. Верхний штамп 5 соединен с рамой 20 приспособления для осевого нагружения в единую, жесткую систему, колеблющуюся вокруг центра его рабочей поверхности. Эластичная кольце-, вая перегородка 17 снабжена стержнями

21, регулирующими высоту ее подъема, проходящими через отверстия 22 центратора 19, за пределами рамы 20. Для замера объемных деформаций служит индикатор 23, установленный на стойке

24, который жестко связан. с поплавком 25, размещенным в сосуде 26, сооб-, цающемся с внутренней полостью корпуса 1. Осевое перемещение образца 3 контролируют индикатором 27, измерительная ложка которого установлена в центральном конусном углублении верхнего штампа 5. Приспособление для осевого обжатия содержит вакуум-насос 28 с ресивером 29 и манометром 30. Рама

15396

20 имеет подвеску 31 для размещения груза 32. Внутренние полости корпуса

1 и сообщаюцихся с ней резервуара и сосуда 26 заполнены незамерзающей рабочей жидкостью 33 (спирт, солевой раствор) .

Способ с помощью устройства реализуют следующим образом.

Цилиндрический образец 3 мерзлого грунта с возможными прослоями и линзани льда 4 помещают в эластичную оболочку 2, устанавливают вертикально между пористыми фильтрами 7 штампов

5 и 6, на которых герметично закрепляют оболочку 2 посредством хомутов

8. Вдоль образца 3 грунта укладывают водопроводяцие полоски дренажа 10 для отвода оттаявшей воды по трубке

11 в. водоизмерительную емкость 12. щ

На образец 3 грунта в эластичной оболочке 2 надевают кольцевую перегородку 17 с гибким каналом 16 и с термоизолятором 18, скользящую своими элас" тичными деформируемыми торцовыми крам-25 ками между внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и эластичной оболочкой 2 с образцом 3 грунта.

На верхнем штампе 5 закрепляют центратор 19 посредством винтовых регули- g0 рукщих стержней 21-, кольцевую перегородку 17,с термоизолятором 18 выводят в верхнее положение и устанавливают на уровень первого оттаивающего слоя образца 3 грунта. В корпус 1 наливают незамерзаюц|ую жидкость 33 (солевой раствор, спирт и пр,), охлажденную до моделируемой температуры, например, температуры естественного залегания образца в Грунтовых условиях для 40 чего исследования проводят в холодильной. камере или вблизи непосредственного отбора образца грунта. Уровень незамерзающей жидкости в корпусе 1 должен находиться выше канала 15 ре- 45 зервуара 14 и по закону сообщающихся сосудов совпадает с уровнем жидкости в сосуде 26 с поплавком 25, жестко связанным с индикатором 23 замера обьемных деформаций образца. грунта, 50

Напряженно-деформированное состоя, ние (НДС) грунта в образце (в том числе и НДС в естественных условиях его залегания в массиве) моделируют путем создания ос вой нагрузки за счет навешивания на жесткую раму 20 тарированного груза 32 с замером осредненных показаний осевой деформации образ- . ца 3 грунта индика гором 27 и создания

58

-отрицательного бокового давления — вакуума под эластичной оболочкой 2 за счет откачки воздуха вакуум-насосом

28 через ресивер 29 с манометром 30.

Послойное оттаивание образца 3 мерзлого грунта под всесторонней модели-, руемой нагрузкой производят с регулируемой скоростью путем послойного конвективного разогрева омывающей образец жидкости 33, находящейся над кольцевой перегородкой 17 и поступающей по гибкому каналу 16 в резервуар 14 с электронагревателем 13 и от него через канал 15 в открытый корпус 1.

Скорость послойного оттаивания образца грунта регулируют путем погружения кольцевой перегородки 17 сверху вйиз вдоль образца 3 и за счет регулирования температуры и времени подогрева жидкости в резервуар 14. С помощью температурных датчиков 9 следят за скоростью перемещения плоскопараллель ного фронта "нулевой" изотермы так, чтобы она не превышала скорости суммарной осадки, образца грунта при оттаивании. Вертикальное деформирование образца грунта под осевой нагрузкой ведут путем отслеживания подвижным верхним штампом 5, жестко связанным через раму 20 с тарированным грузом 32, неравномерных осадок оттаивающего по высоте образца 3 за счет вытаивания линз и прослоев льда 4.

Предложенный способ позволяет существенно повысить качество и точность испытаний, так как наиболее полно моделирует НДС и работу оттаивающего основания под сооружением. формула и з обретения

1. Способ испытания образца грунта, включающий приложение к образцу грунта в мерзлом состоянии нагрузки, оттаивание его и замер деформаций при оттаивании, отличающийся теМ, что, с целью повышения точности испытаний, предварительно образец мерзлого грунта помещают в незамерзающую жидкость с температурой, соответствующей натурным условиям, и обжимают всесторонней нагрузкой, а оттаивание образца осуществляют под этой нагрузкой с регулируемой скоростью перемещения фронта оттаивания путем конвективного разогрева окружающей образец жидкости, 1539658

Составитель Г. Мартынова

Техред .уодацвч, Корректор С. ИекмаР

Редактор И. Циткина

Заказ 214 Тирзж 503 Подписное

ВЛИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113935, Носква, Ж-:5, Раушская наб., д. 4!5

Производственн i-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101

2. Устройство для испытания образца грунта, включающее цилиндрический корпус с размещенной внутри него ,эластичной оболочкой .для образца грунта, нижний неподвижный и верхний подвижный пустотелые штампы с пористыми фильтрами и дренажем, приспособления для всестороннего обжатия с вакуум-насосом и ресивером и осевого нагружения в виде жесткой рамы с тарированным грузом, манометр и индикаторы для измерения деформаций, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет испытания оттаивающих мерзлых грунтов, оно снаЬжено приспособлением для послойного оттаивания образца грунта, температурными датчиками, размещенными в эластичной оболочке по ее высоте, и центратором в виде кольца с полусферической поверхностью, установленного на верхнем штампе, выполненном с центральным конусным углублением под измерительный шток индикатора и соединенном с рамой приспособления для осевого нагруже ния в единую жесткую систему, установленную с воэможностью свободного колеЬания относительно центра рабочей поверхности верхнего штампа, при этом приспособление для послойного оттаивания образца грунта, выполнено. в виде теплового элемента, размещенного в резервуаре, сообщенном с внутренней полостью корпуса в верхней его части жестким каналом, а в нижней — гибким, соединенным с эластичной кольцевой перегородкой с термоизолятором, установленной внутри корпуса с воэможностью продольного перемещения, причем радиус полусферы поверхности центратора равен внутреннему радиусу корпуса, а внутренние полости корпуса и резервуара с тепловым элементом заполнены незамерзающей жидкостью.