Прочность и деформируемость армированных песчаных грунтов в условиях трехосного сжатия | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (90) май-2 2015 г.

Дата публикации: 17.05.2015

Статья просмотрена: 105 раз

Библиографическое описание:

Хрянина О. В., Белый А. А. Прочность и деформируемость армированных песчаных грунтов в условиях трехосного сжатия // Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 348-352. — URL https://moluch.ru/archive/90/18837/ (дата обращения: 17.08.2018).

Проведены экспериментальные исследования с образцами песчаного грунта в естественном состоянии и с введением армирующих прослоек в приборе трехосного сжатия. Выявлены закономерности увеличения параметров прочности и уменьшения деформируемости песчаного грунта в зависимости от количества армирующих прослоек.

Ключевые слова: армирование, трехосное сжатие, прочность, деформируемость.

 

Консолидировано — дренированные испытания проводились в приборе трехосного сжатия [1] — по схеме стандартного трехосного сжатия согласно ГОСТ 12248–2010 [2] при всесторонних давлениях 2 = 3 = const = 0,1; 0,2; 0,3 МПа на образцах песчаного грунта диаметром 38,0 ± 0,1 мм и высотой 80 мм, с коэффициентом пористости песка е = 0,624. Нагружение осуществлялось через жесткие штампы с фторопластовыми фильтрами и с введением по ним слоя силиконовой смазки. Вертикальное давление на образец передавали ступенями, равными 5–10 % заданного всестороннего давления в камере [3].

Испытания проводились по двум схемам. В первом случае испытывался грунт в естественном состоянии. Во втором — в образец перпендикулярно оси действия вертикальной нагрузки вводили синтетическую сетку с размером ячеек 1‘1 мм. В опытах варьировалось количество сеток n по высоте образца и расстояние между ними (рис. 1). Образцы — близнецы готовились объемным методом [4]: навеска песка высыпается из воронки с выходным диаметром равным 0,8 см в специальную форму, которая устанавливается на нижнем основании камеры трехосного сжатия.

Характер деформирования естественного песчаного грунта в условиях трехосного сжатия изменяется с ростом нагрузки. До деформации e1 = 10 % имеет место однородный характер деформирования, при последующем нагружении наблюдается возникновение неоднородной деформации с локализацией деформаций в пределах узкой полосы.

При деформировании песка, армированного в одном, двух-, трех уровнях по высоте образцов, наблюдается нарушение контактного взаимодействия армирующих сеток с песком и его выдавливание между крайними армирующими прослойками, так как показано на рис. 2, что объясняется более высокой прочностью армирующих прослоек на сдвиг по сравнению с контактным взаимодействием частиц песка [5].

Рис.1. Схема размещения армирующих прослоек в образце: а) n = 0; б) n = 1; в) n = 2; г) n = 3

 

Рис. 2. Характерные схемы разрушения образцов песчаного грунта при армировании синтетической сеткой а) n = 0; б) n = 1; в) n =2; г) n = 3

 

На рис. 3. представлены результаты испытаний песчаного грунта, полученные при различных значения бокового давления и равной начальной плотности образцов песка. Видно существенное влияние армирующих прослоек на прочность и деформируемость песка [6, 7] (рис.4, 5).

В результате выполненных экспериментов можно сделать следующие выводы:

1.         При трехрядном армировании в приборе трехосного сжатия угол внутреннего трения песка возрастает на 5 градусов по сравнению с неармированным песком. При этом предельная нагрузка в 4 раза более значения предельной нагрузки песка в естественном состоянии.

2.         При включении одной армирующей прослойки угол внутреннего трения не изменяется, но в песке появляется сцепление, что обусловлено работой армирующих прослоек.

Рис. 3. Зависимости 1 = f (1) для армированного синтетической сеткой и неармированного песка при испытаниях при 3 = 0,1; 0,2; 0,3 МПа.

Рис. 4. Зависимость модуля деформации Е от количества прослоек n

Рис. 5. Зависимость модуля деформации Е от бокового давления s3, МПа

 

3.         С увеличением количества армирующих прослоек в приборе трехосного сжатия угол внутреннего трения увеличивается от 36,8 до 420, удельное сцепление — от 0 до 50 кПа.

4.         Графики s1 = f (e1) имеют линейный начальный участок характерный как для всех видов армирования, так и для неармированного грунта. Предел пропорциональности увеличивается с ростом степени армирования.

5.         Выявлено уменьшение деформируемости песка, зависящее от степени армирования образцов.

6.         На начальном линейном участке при возрастании бокового давления в три раза, модуль деформации (рис.4, 5) возрастает для неармированного грунта в 2,5 раза. Та же тенденция наблюдается и для грунта, армированного по высоте сетками: для одно- и двухрядного армирования модуль деформации возрастает в 1,8¸1,9 раз; для трехрядного — в 2,9 раза

7.         Для образцов, армированных в трех уровнях по высоте, наблюдаются скачки приращения вертикальных деформаций (участок а — в на рис. 3) в допредельном состоянии, что можно объяснить упрочнением за счет увеличения контактного взаимодействия грунта и прослоек.

 

Литература:

 

1.         Устройство трехосного сжатия СТП-80/38 [Текст]: пат. RUS 64648 Рос. Федерация / Болдырев Г. Г., Идрисов И. Х., Болдырева Е. Г.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «Геотек» (ООО «Геотек»). — № 2006504282; заявл. 25.12.2006.

2.         Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости [Текст]: ГОСТ 12248–2010. — Взамен ГОСТ 12248–96; введ. 01.01. 2012.

3.         Хрянина, О. В. Экспериментально-теоретическая оценка совместной работы конструкции гибкого фундамента с армированным основанием [Текст]: дис. … канд. техн. наук: 05.23.01 / О. В. Хрянина. — Пенза, 2005. — 236 с.

4.         Хрянина, О. В. Методика подготовки образцов-близнецов песчаного грунта / О. В. Хрянина // Вопросы планировки и застройки городов: сб. науч. ст. — Пенза, 2002. — С. 144–146.

5.         Мельников, А. В. Прочность и деформируемость слабых грунтов оснований, усиленных армированием [Текст]: монография / А. В. Мельников, О. В. Хрянина, С. А. Болдырев. — Пенза: ПГУАС, 2014. — 176 с. — 500 экз. — ISBN 978–5-9282–1039–7.

6.         Хрянина, О. В. Изменение напряженного состояния грунтов основания введением в него армирующих элементов [Текст] / О. В. Хрянина, Г. Г. Болдырев // Современные проблемы фундаментостроения: сб. науч. тр. — Волгоград, 2001. — С. 96–97.

7.         Хрянина, О. В. О соотношении параметров прочности армированных песчаных грунтов при срезе и трехосном сжатии [Текст] / О. В. Хрянина // Актуальные проблемы проектирования и устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений: сб. науч. тр. — Пенза, 2004. — С. 211–214.

Основные термины (генерируются автоматически): трехосное сжатие, песчаный грунт, синтетическая сетка, прослоек, боковое давление, естественное состояние, неармированный грунт, зависимость модуля деформации Е, внутреннее трение, неармированный песок.


Ключевые слова

прочность, армирование, трехосное сжатие, деформируемость.

Похожие статьи

Прочность армированных песчаных грунтов в условиях...

Проведены экспериментальные исследования с образцами песчаного грунта в естественном состоянии и с введением армирующих прослоек в приборе одноплоскостного среза. Выявлены закономерности увеличения угла внутреннего трения и удельного сцепления в зависимости...

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для...

Описаны правила и регламент трехосных испытаний песчаных грунтов. Ключевые слова: земляное полотно, грунт, сцепление, угол внутреннего трения. Условия пластичности закладывают в основу любого расчета земляного сооружения по условию сопротивления...

Результаты определения параметров сопротивления грунтов...

В статье кратко описаны методики испытаний грунтов трехосным сжатием и приведены правила вычисления сцепления, угла внутреннего трения и сопротивления недренированному сдвигу.

К вопросу определения значений кратковременных модулей...

Рис. 1. Зависимость модуля упругости и коэффициента уплотнения глинистых грунтов (объект в районе III.Р.3): 1 — измеренные значения

Исследования проф. В. Д. Казарновского [9] показали, что для неводонасыщенных глинистых грунтов угол внутреннего трения...

Методы экспресс-контроля качества строительства...

коэффициент уплотнения, динамическое нагружение, земляное полотно, модуль упругости, уплотнение грунтов, сгущение сетки контроля, относительная влажность, внутреннее трение, коэффициент увлажнения...

Повышение параметров прочности и деформируемости песков...

Ключевые слова: дорожная конструкция, укрепленный грунт, песок, битум.

В результате получали песчаную смесь, укрепленную комплексным вяжущим.

Рис. 5. Зависимость деформации от усилия, передаваемого на образец укрепленного грунта.

Моделирование процесса уплотнения грунта | Статья в журнале...

Ключевые слова: уплотнения грунта, реологическая модель, дифференциальные уравнения.

В результате деформирования уплотняющими нагрузками создается напряженное состояние щебеночно-песчаной смеси.

— угол внутреннего трения материала

Внедрение современных экспресс-методов для определения...

Прибор измеряет динамический модуль деформации, который при отсутствии необратимых деформаций грунта совпадает с динамическим модулем упругости.

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для определения параметров условий пластичности.

Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa oснoве примерa...

При вибрационном воздействии грунты переходят в текучее состояние (расструктуривание грунтов) и приобретают свойства вязкой жидкости.

Рис. 5. График зависимости модуля деформации грунтоцемента от прочности на сжатие.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Прочность армированных песчаных грунтов в условиях...

Проведены экспериментальные исследования с образцами песчаного грунта в естественном состоянии и с введением армирующих прослоек в приборе одноплоскостного среза. Выявлены закономерности увеличения угла внутреннего трения и удельного сцепления в зависимости...

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для...

Описаны правила и регламент трехосных испытаний песчаных грунтов. Ключевые слова: земляное полотно, грунт, сцепление, угол внутреннего трения. Условия пластичности закладывают в основу любого расчета земляного сооружения по условию сопротивления...

Результаты определения параметров сопротивления грунтов...

В статье кратко описаны методики испытаний грунтов трехосным сжатием и приведены правила вычисления сцепления, угла внутреннего трения и сопротивления недренированному сдвигу.

К вопросу определения значений кратковременных модулей...

Рис. 1. Зависимость модуля упругости и коэффициента уплотнения глинистых грунтов (объект в районе III.Р.3): 1 — измеренные значения

Исследования проф. В. Д. Казарновского [9] показали, что для неводонасыщенных глинистых грунтов угол внутреннего трения...

Методы экспресс-контроля качества строительства...

коэффициент уплотнения, динамическое нагружение, земляное полотно, модуль упругости, уплотнение грунтов, сгущение сетки контроля, относительная влажность, внутреннее трение, коэффициент увлажнения...

Повышение параметров прочности и деформируемости песков...

Ключевые слова: дорожная конструкция, укрепленный грунт, песок, битум.

В результате получали песчаную смесь, укрепленную комплексным вяжущим.

Рис. 5. Зависимость деформации от усилия, передаваемого на образец укрепленного грунта.

Моделирование процесса уплотнения грунта | Статья в журнале...

Ключевые слова: уплотнения грунта, реологическая модель, дифференциальные уравнения.

В результате деформирования уплотняющими нагрузками создается напряженное состояние щебеночно-песчаной смеси.

— угол внутреннего трения материала

Внедрение современных экспресс-методов для определения...

Прибор измеряет динамический модуль деформации, который при отсутствии необратимых деформаций грунта совпадает с динамическим модулем упругости.

Применение трехосных испытаний песчаных грунтов для определения параметров условий пластичности.

Oценкa влияния грунтoцементных кoнструкций нa oснoве примерa...

При вибрационном воздействии грунты переходят в текучее состояние (расструктуривание грунтов) и приобретают свойства вязкой жидкости.

Рис. 5. График зависимости модуля деформации грунтоцемента от прочности на сжатие.

Задать вопрос