Определение прочности методом вращательного

Среза.

Испытание грунтов методом вращательного среза производится в соответствии требованиями ГОСТ 20276. Испытания грунта вращательным срезом проводят для определения следующих характеристик прочности:

сопротивления грунта срезу , угла внутреннего трения , удельного сцепления и оценки пространственной изменчивости прочности глинистых, органо-минеральных и органических грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2 — 10 мм в количестве не более 15 % по массе.

Характеристики определяют по результатам испытаний грунта касательными нагрузками, передаваемыми на грунт через колонну штанг и рабочий наконечник различной конструкции в зависимости от способа передачи срезающего усилия. Испытание вращательным срезом проводят в условиях практического отсутствия дренирования путем приложения горизонтальной касательной нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, образуемой вращением крыльчатки ниже забоя скважины или в массиве.

В состав установки для испытания грунта вращательным срезом должны входить:

рабочий наконечник с лопастями (крыльчатка); штанги; устройства для создания и измерения крутящего момента; устройство для вдавливания крыльчатки в грунт. Для испытания грунта в массиве установку дополняют устройством для отключения крыльчатки от штанг, позволяющим измерять трение штанг о грунт при неподвижной крыльчатке.

Конструкция установки должна обеспечивать:

вдавливание крыльчатки в грунт ниже забоя опытной скважины или в массив и фиксацию ее на заданной глубине; передачу крутящего момента на крыльчатку; градуировку устройства для измерения крутящего момента; фиксирование штанг на заданной глубине, исключающее самопроизвольное вертикальное и горизонтальное перемещения штанг и крыльчатки.

Поверки измерительного устройства необходимо выполнять при получении его с предприятия и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 месяца, а также после выявления и устранения неисправностей измерительного устройства или замены его деталей. Периодически необходимо проверять прямолинейность штанг путем их сборки в звенья длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение звеньев штанг от прямой линии не должно превышать 3 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого звена. Сопряжения звеньев штанг также должны обеспечивать прямолинейность.

В зависимости от вида и состояния грунта используют следующие типы крыльчатки:

- тип I — при испытаниях глинистых грунтов с 0,5 < I_L < 0,75, органо-минеральных грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2 — 10 мм в количестве менее 15 % по массе;

- тип II — при испытаниях глинистых грунтов с I_L < 1, органо-минеральных, в том числе с крупнообломочными включениями размером более 10 мм в количестве менее 15 % по массе;

- тип III — при испытаниях глинистых грунтов с I_L > 1, органо-минеральных и органических грунтов (без крупнообломочных включений).

Устройство для измерения крутящего момента должно быть проградуировано. По результатам градуировки составляют график (таблицу) зависимости крутящего момента М, кН • см, от показаний измерительного устройства N, см, и вычисляют постоянную характеристику измерительного устройства , кН, по формуле

(1.45)

При испытании грунта в скважине осуществляю проходку опытной скважины. Забой опытной скважины должен быть расположен на 0,4 — 0,5 м выше отметки испытания грунта. Собранную колонну штанг с крыльчаткой общей длиной на 0,8—1,2 м больше глубины отметки испытания грунта вертикально (по отвесу) опускают в скважину и плавно вдавливают в грунт, заглубляя крыльчатку до отметки испытания. При испытании грунта в массиве крыльчатку вдавливают в грунт, применяя в случае необходимости рычаги, домкраты или специальные устройства, постепенно наращивая колонну штанг. После погружения верх колонны штанг соединяют с головкой устройства для создания и измерения крутящего момента и записывают начальные показания приборов.

С помощью устройства для создания крутящего момента вращают колонну штанг с крыльчаткой с угловой скоростью 0,2 — 0,3 град/с. По мере вращения записывают показания приборов для измерения крутящего момента до достижения максимального показания N_max, соответствующего максимальному значению крутящего момента М_max

Далее продолжают вращение с угловой скоростью 2— 3 град/с до условной стабилизации значений крутящего момента, достигаемой за 2—3 полных оборота штанги, и записывают установившееся положение N_уст, соответствующее установившемуся значению крутящего момента М_с.

При испытании грунта в скважинах можно не учитывать трение штанг крыльчатки по грунту и крутящий момент на преодоление этого трения М₀ принимать равным нулю.

При испытании грунта в массиве для определения М₀ отсоединяют крыльчатку от колонны штанг и определяют показание измерительного прибора n₀.

Испытания в массиве можно проводить до глубины, где отношение

(1.46)

При меньших значениях этого отношения испытание следует проводить в скважине. По данным испытаний вычисляют крутящие моменты М_max, М_с и М_о по формулам:

М_max = nN_max (1.47)

M_c = nN_уст (1.48)

M₀ = nN₀ (1.49)

где n — постоянная измерительного устройства, кН, определяемая по результатам градуировки;

N_max N_уст ^— максимальное и установившееся показания измери-

тельного устройства, см;

n₀ — показание измерительного устройства, характеризующее

трение штанг о грунт при отключенной крыльчатке, см.

За сопротивление грунта срезу , МПа, принимают значение, определяемое по формуле

(1.50)

где В — постоянная крыльчатки, см³, принимаемая в зависимости от типа крыльчатки по приложению М.

Для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов с I_L > 1 в нестабилизированном состоянии определяют угол внутреннего трения и удельное сцепление , принимая условно и .

По значениям оценивают характер пространственной изменчивости прочности грунтов в соответствии с ГОСТ 20522.

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 16; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 11 12 13 14 151617 18 19 20 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!