рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Компрессионные испытания грунта

Компрессионные испытания грунта - раздел Биология, Определение физических характеристик грунтов Особенностью Грунтов Как Дисперсных Тел Является Их Значительная Сжимаемость,...

Особенностью грунтов как дисперсных тел является их значительная сжимаемость, т.е. способность уменьшать свой объем под влиянием внешних воздействий (в частности под действием приложенных нагрузок).

Для установления основных показателей сжимаемости грунтов производят испытания их на уплотнение под нагрузкой в условиях, исключающих его боковое расширение (т.е. компрессионные испытания). Для испытания применяют прибор с жесткими стенками - одометр, в который помещают исследуемый образец грунта. Нагрузки к образцу прикладывают ступенями. Время выдержки под нагрузкой – до затухания деформаций.

Изменение коэффициента пористости

(6.1)

где ∆Vпор - изменение объема пор; Vs - объем скелета; S- деформация образца; А- сечение образца; V0 - первоначальный (до приложения нагрузки) объем образца; m - объем скелета в 1 см грунта; h - начальная высота образца; e0 - начальный коэффициент пористости.

Коэффициент пористости ei, соответствующий деформации Si, будет равен

(6.2)

Зависимость между давлением и коэффициентом пористости выражается компрессионной кривой e= f (P) (рис. 6.1).

Для практических целей в небольшом интервале давлений кривую спрямляют. Уравнение спрямленного участка компрессионной зависимости имеет вид

еi= е0-Р ∙ tg α= е0 - аР, (6.3)

где α= tg α= (е1- е2) ( Р2- Р1)= ∆е / ∆Р - коэффициент сжимаемости.

Коэффициент относительной сжимаемости

кПа-1. (6.4)

Физический смысл коэффициента относительной сжимаемости

Решая систему уравнений

(6.5)

получим S / hP= a / (e0+1)= a0. (6.6)

Коэффициент относительной сжимаемости - это относительная деформация (S / h= Еe), приходящаяся на единицу давления. Модуль деформации

Е0= β / α0, кПа. (6.7)

Физически коэффициент β учитывает возможность бокового расширения грунта в реальных условиях.

При разгрузке образца ступенями строят декомпрессионную кривую. Анализ кривой показывает, что при разгрузке коэффи­циент пористости почти не меняется, т.е. в грунтах преобладают остаточные деформации. Упругие де­формации тоже имеют ме­сто, но они очень незначи­тельны.

Цель работы - опреде­ление характеристик сжи­маемости грунта: коэффи­циент сжимаемости, коэф­фициент относительной сжимаемости и модуль де­формации.

 

 

Рис. 6.1. Компрессионная кривая

 

1. Методика проведения испытаний

Схема прибора КП-1 с одометром II приведена на рис.6.2.

Зажимное кольцо одометра ставят острым краем на часть монолита, чтобы кольцо вдавливалось в грунт с небольшим усилием. Срезание грунта производят тонким слоем, начиная сверху. Когда проба будет врезана до края кольца, ставят второе кольцо и продолжают врезание до тех пор, пока грунт не заполнит второе кольцо на 5-8 мм.

 

 

Рис. 6.2. Прибор компрессионный КП-1:

 

I – стол, II – одометр, III – секторы в сборе (1 – винт опорный, 2 – подвеска с грузами, 3 – траверса подвески, 4 – трос грузовой, 5 – сектор, 6 – палец, 7 – трос тяговой, 8 – винт натяжной, 9 – нижнее коромысло, 10 – маховичок, 11 – стяжка, 12 – шарик для центральной передачи нагрузки, 13 – верхнее коромысло, 14 – упор, 15 – рычаг, 16 – противовес )

 

Схема одометра подробно представлена на рис. 6.3.

Цилиндрическую гильзу 4 с образцом 5 устанавливают на основание прибора 1, накидывают прижимную втулку 3, закрепляют ее винтами 2 и завертывают до упора направляющий стакан 7. Давление на образец передается через поршень 6 с отверстиями, шарик 8, стержень 9. Рычажная система с соотношением плеч рычагов 1:10. Деформацию образца измеряют индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Цилиндрической гильзой 4 отобрать образец ненарушенной структуры. Собрать прибор так, как показано на рис. 6.3. Устанавливая индикатор, ход его нужно выбрать почти полностью, стрелки установить на ноль.

Рис.6.3. Одометр II в сборе

Приложить к образцу вертикальное давление, для чего положить на подвеску рычага груз требуемой массы.

После прекращения деформации образца записать показания индикатора и приложить следующую ступень уплотняющей нагрузки. Время выдержки под нагрузкой допускается принимать 2 мин, при нагрузке - 1,5 мин.

Ступени нагрузок принимать равными 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400 кПа, что соответствует массе груза на подвеске рычага соответственно 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 и 24 кг. Результаты испытаний представлены в

табл. 6.1.

Начальная высота образца h= 30 мм. Начальный коэффициент пористости е=1,0. Коэффициент Пуассона v= 0,32.

 

Таблица 6.1. Результаты испытаний образца грунта

 

Масса груза на подвеске рычага, кг Удельное вертикальное давление P, кПа Деформация образца S, мм Изменение коэффициента пористости ∆e= = (e0+1)(S/h) Коэффициент пористости e0=e0-∆e  
1,20 2,19 2,63 2,82 2,91 3,00 3,08 3,13 3,13 3,13 3,13 3,12 3,11 3,09 3,04 2,93 0,06 0,1095 0,1315 0,141 0,1455 0,150 0,154 0,157 0,1565 0,1565 0,1564 0,156 0,155 0,1545 0,152 0,1465 1,00 0,940 0,891 0,889 0,859 0,855 0,850 0,846 0,844 0,844 0,844 0,844 0,844 0,845 0,846 0,848 0,854

 

2. Обработка результатов испытаний

Диапазон давлений P1 = 250 P2 = 300
Коэффициент сжимаемости а = ( е1 - еl2) / (P2 - P1) = (0,855 - 0,850) / / (300 - 250) = 0,0001 кПа-1
Коэффициент относительной сжимаемости а0 = а / (1 + е1) = 0,0001 / / 1 + 0,855 = 0,000054 кПа-1
β = 1 - (2 ∙ v02) / (1 - v0) = 1 - (2 · 0,322) / (1 - 0,32) = 0,70
Модуль деформации Е = β / a0 = 0,70 / 0,000054 = 13000 кПа

Вопросы для самопроверки

 

1. Каковы причины сжимаемости грунта?

2. Что понимают под компрессионными испытаниями?

3. Нарисуйте схему одометра и опишите методику компрессионных испытаний.

4. Как, зная деформацию образца, вычислить изменение коэффициента пористости? Сделайте вывод.

5. Напишите уравнение компрессионной зависимости.

6. Напишите уравнение спрямленного участка компрессионной зависимости. Поясните понятие коэффициента сжимаемости.

7. Каков физический смысл коэффициента относительной сжимаемости? Как он вычисляется?

8. Поясните понятие коэффициента компрессии. Каков его физический смысл?

9. Как вычислить модуль деформации? Что учитывает коэффициент ?

10. В каких расчетах используют результаты компрессионных испытаний?

11. Решить задачу. Образец грунта высотой 40 мм уплотнен в компрессионном приборе давлением 200 кПа, при этом деформация образца составила 0,5 мм. Коэффициент сжимаемости грунта равен 0,1 МПа-1. Вычислить коэффициент пористости грунта после уплотнения.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Определение физических характеристик грунтов

Тверской государственный технический университет Кафедра Автомобильные дороги основания и... Таблица Результаты ситового анализа Показатель Масса...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Компрессионные испытания грунта

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Тверской государственный технический университет
    Кафедра «Автомобильные дороги, основания и фундаменты»     ИЗУЧЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ ЛАБОРАТОРНЫМИ МЕТОДАМИ

Лабораторная работа № 1
  Определение физических характеристик грунтов Грунт представляет собой многокомпонентную среду: минеральные час­тицы, химические и органические соединения, жидкость, лед и г

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии
кН/м3. (1.18) Цель работы – научиться отбирать образцы грунта нена­рушенной струк

Характерные влажности глинистого грунта
Консистенция - это густота и, в известной мере, вязкость глинистого грунта, обуславливающая способность его сопротивляться пластическому изменению формы. В настоящее время в грунтоведении

Методика проведения опыта
Определение границы текучести Образец грунта, высушенный на воздухе, измельчают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Просеянный грунт массой 40...50 г поме

Лабораторная работа № 4
Угол естественного откоса песчаного грунта   Углом естественного откоса α песчаного грунта называют максималь­ное значение угла, образованного с горизонтальной пл

Сопротивление грунта сдвигу
Основным прочностным показателем любых материалов, в том числе и грунтов, является их сопротивление сдвигу, определяемому удельным сцеплением С и углом внутреннего трения φ.

Определение сопротивления грунта сдвигу на приборе плоскостного среза ПГС – 2 м
Прибор изображен на рис. 5.4: I - стол; II - механизм вертикального давления; III - срезатель; IV - механизм горизонтального среза; V - выдвижной ящик. Здесь: 1 - верхняя подвеска; 2 - стр

Исследование развития деформации грунтов во времени
При приложении нагрузки к полностью водонасыщенному грунту все давление в начальный момент времени передается на воду. Под действием этого давления вода вытекает (выдавливается) из пор со скоростью

Фильтрационные свойства грунта
Водопроницаемость - способность грунтов пропускать сквозь себя воду. Она зависит от пористости грунтов, а для тугопластичных и полутвердых глин - также и от наличия начального градиента напора, лиш

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги