title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Приборы одновременного уплотнения глинистых грунтов

Приборы одновременного уплотнения глинистых грунтов

Первый прибор одномерного уплотнения грунтов (d = 35 см, h = 5 см, d/h = 5) был изготовлен во Франции Фронтаром в 1910 г. Одномерные уплотнения глинистых грунтов по схеме двустороннего отжатия поровой воды через слои песка были проведены Шведской геотехнической комиссией в 1919 г Эта схема была использована К Терцаги при создании прибора собственной конструкции — одометра (d = 8 см, h = 1,3 см, d/h = 6,15). В дальнейшем было сконструировано и изготовлено много различных, но принципиально не отличающихся друг от друга приборов одномерного уплотнения.
В основе конструкций всех приборов одномерного уплотнения, которые будем называть компрессионными, лежит принцип сжатия образца в жестком рабочем кольце в условиях отсутствия бокового расширения. Для обепечения свободного оттока отжимаемой из грунта поровой воды вместо песчаных дрен образец помещают между двумя пористыми (дырчатыми) дисками, один из которых служит основанием, а второй — поршнем, передающим на образец внешнюю нагрузку. Используются также более сложные системы дренирования.
Основным и общим недостатком практически всех компрессионных приборов является невозможность полного устранения сил трения, возникающих между образцом и стенками рабочего кольца. Силы трения приводят к снижению величины внешней нагрузки, передаваемой на образец, возникновению неоднородного напряженного состояния и физической неоднородности в однородном грунте, которая выражается уменьшением его плотности как по направлению действия нагрузки (сверху вниз), так и от центра к боковым поверхностям
Наиболее радикальной мерой снижения упомянутого выше трения является увеличение соотношения d/h образца, осуществляемое как уменьшением высоты, так и увеличением его диаметра Уменьшение высоты образца приводит к возрастанию степени нарушения природного сложения грунта, поэтому рекомендуется испытывать образцы толщиною не менее 2 см. Увеличение диаметра образца связано как с усложнением загрузочной системы, так и с необходимостью отбора более крупных монолитов (кернов), что приводит к значительному удорожанию работ. В связи с этим в большинстве из используемых в лабораторной практике стандартных компрессионных приборов испытывают образцы толщиной h = 2 см, диаметром d = 7 см (d/h —3,5). Для выполнения специальных научно-исследовательских работ применяют также приборы с большими размерами рабочих колец (см. ниже).
С целью снижения силы трения образца о рабочее кольцо прибора можно также внутреннюю поверхность последнего покрыть тонким слоем технического вазелина, пластмассовой оболочкой из тефлона (обладающего очень низким коэффициентом трения), использовать схему двустороннего сжатия грунта в плавающем рабочем кольце двумя поршнями и использовать рабочие кольца специальной конструкции. Все эти мероприятия существенно улучшают условия испытания образцов, но в месте с тем значительно усложняют конструкции приборов и проведение эксперимента. Поэтому они не получили широкого применения в лабораторной практике и применяются только в научно-исследовательских лабораториях. Окончательное решение вопроса о трении образца о рабочее кольцо прибора осуществляется замером сил трения и их учетом при обработке экспериментальных данных.
Компрессионные приборы по размеру рабочих колец делятся на малые и большие. В малых приборах испытывают образцы с площадью поперечного сечения до 60 см2 (d = 8,74 см) при высоте до 2,5 см, а в больших — до 2000 см2 (d = 50 см) при максимальной высоте h = 15 см. По величине приложенной к образцу нагрузки различают приборы низкого (до 2,0 МПа), высокого (до 10 МПа) и сверхвысокого (до 2000 МПа) давления.
В лабораторной практике применяются малые компрессионные приборы Н.Н. Маслова (F = 38,48 см2, d = 7 см, h = 2 см), ЦНИИС (F = 40 см2, d = 7,14 см, h = 2 см), Г.И. Tep-Степаняна (F = 38,48 см2, d = 7 см, h = 2 см) и др. Наибольшее применение имеют выпускаемые промышленностью приборы Гидропроекга (F = 60 см2, d = 8,74 см, h = 2,5 см). Автор книги в своих исследованиях до 1956 г. пользовался приборами Г.И. Тер-Степаняна, а в дальнейшем — малыми и большими компрессионными приборами низкого и высокого давления собственной конструкции, описания которых приводятся ниже.

title-icon Подобные новости