×
13.12.2019
219.017.ecb4

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАБУХАНИЯ ГРУНТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к строительному грунтоведению и применяется при инженерно-геологических изысканиях для строительства на набухающих грунтах, в частности, для определения свободного набухания и давления набухания грунтов. Техническим результатом изобретения является повышение точности и достоверности определения характеристик набухания грунта, сокращение времени испытаний и трудозатрат. Технический результат достигается тем, что способ определения характеристик набухания грунта включает замачивание и выдержку до стабилизации деформации образца грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости, нагружение образца грунта давлением и регистрацию значений деформации образца грунта и действующего давления на всех этапах замачивания и нагружения, при этом испытания проводят на одном образце грунта, нагружение которого производят с постоянной скоростью изменения давления, обеспечивающей завершение консолидации с заданным допуском, при этом регистрацию значений деформации образца грунта и действующего давления производят через каждые 0,005 мм деформации образца грунта, а нагружение образца грунта производят до давления, при котором значение деформации образца становится нулевым. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ относится к строительному грунтоведению и применяется при инженерно-геологических изысканиях для строительства на набухающих грунтах, в частности, для определения свободного набухания и давления набухания грунтов.

Известен способ определения относительной деформации набухания и давления набухания грунтов методом одной кривой, заключающийся в том, что несколько образцов одного и того же грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости нагружают в компрессионных приборах разным давлением с выдерживанием до стабилизации деформации: первый образец нагружают давлением 0,0025 МПа, второй - 0,025 МПа, третий - 0,05 МПа, четвертый - 0,1 МПа, пятый 0,2 МПа и т.д. до необходимого давления в соответствии с программой испытаний. Затем каждый из образцов грунта замачивают, выдерживают до стабилизации деформации и регистрируют полученные значения деформации набухания. По данным испытаний всех образцов грунта строят график зависимости деформации набухания от давления и определяют давление набухания, как давление, при котором деформация набухания образца грунта равна нулю [1. Рекомендации по лабораторным методам определения характеристик набухающих грунтов (п. 3, с. 10-11). - М.: Стройиздат, 1974. - 19 с.; 2. ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости (п. 5.6, с. 25-28). - М.: Стандартинформ, 2011. - 82 с.].

Недостатками известного способа являются:

- использование для испытания нескольких образцов одного и того же грунта (не менее 6), для получения которых необходимо из горных выработок производить отбор больших монолитов, что повышает трудовые и материальные затраты на подготовку образцов грунта для испытания;

- необходимость длительного одновременного или последовательного использования нескольких компрессионных приборов, увеличивающая длительность и стоимость испытания;

- низкая точность и достоверность результатов определений ввиду получения при испытании каждого образца только одного значения стабилизированной деформации.

Известен способ определения давления набухания грунтов прямым методом, заключающийся в замачивании образца грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости, размещенного в одометре, и выдержке до стабилизации деформации набухания грунта, приложении на образец грунта, через месдозу, протарированную на компрессионном приборе, давления до резкого увеличения электростатического сопротивления пленки масла в месдозе и выдержке приложенного давления до стабилизации деформации образца грунта, за которую принимают изменение давления не более чем на 0,1 кгс/см2 в течение 15 ч. По величине гидростатического давления в месдозе, возникающего при этом, определяют предварительное значение давления набухания грунта, а за расчетную величину давления набухания грунта принимают среднее арифметическое давлений, полученных при испытании не менее шести образцов одного и того же грунта [Рекомендации по лабораторным методам определения характеристик набухающих грунтов (п. 4, с. 11-12). - М.: Стройиздат, 1974. - 19 с. (прототип)].

Недостатками известного способа являются:

- использование для испытания нескольких образцов одного и того же грунта (не менее 6), для получения которых необходимо из горных выработок производить отбор больших монолитов, что повышает трудовые и материальные затраты на подготовку образцов грунта для испытания;

- необходимость длительного одновременного или последовательного использования нескольких компрессионных приборов, увеличивающая длительность и стоимость испытания;

- низкая точность и достоверность результатов определений ввиду получения на каждом образце только одного значения стабилизированной деформации;

- давление набухание грунтов определяется косвенно, что снижает точность и достоверность результатов.

Задачей изобретения является усовершенствование способа определения характеристик набухания грунта, позволяющее повысить эффективность испытания.

Технический результат изобретения - повышение точности и достоверности определения характеристик набухания грунта, сокращение времени испытаний и трудозатрат.

Технический результат достигается тем, что в способе определения характеристик набухания грунта, заключающемся в замачивании и выдержке до стабилизации деформации образца грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости, нагружении образца грунта давлением и регистрации значений деформации образца грунта и действующего давления на всех этапах замачивания и нагружения, согласно изобретения, испытания проводят на одном образце грунта, а нагружение образца грунта производят с постоянной скоростью изменения давления, обеспечивающей завершение консолидации с заданным допуском и определяемой в зависимости от физических свойств грунта, по формуле

где Vmax - максимальная скорость нагружения образца грунта, кПа/ч [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. О стандарте на метод компрессионных испытаний грунтов постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2017, №4. - С. 27-42. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1594];

IP - число пластичности грунта, %;

W - природная влажность грунта, %;

WL - влажность грунта на границе текучести, %;

е - коэффициент пористости грунта, д.е.;

Q - допускаемая относительная деформация завершения консолидации образца грунта, принимаемая равной 5% [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Обоснование критерия выбора скорости нагружения грунтов при компрессионных испытаниях постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2016, №5. - С. 110-122. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/962], при этом регистрацию значений деформации образца грунта и действующего давления производят через каждые 0,005 мм деформации образца грунта, а нагружение образца грунта производят до давления, при котором значение деформации образца становится нулевым.

Нагружение образца грунта с постоянной скоростью, определяемой в зависимости от физических свойств грунта, до давления, при котором значение деформации образца становится нулевым, позволяет проводить испытания на одном образце грунта, повышает достоверность и точность результатов испытаний.

Регистрация значений деформации образца грунта и приложенного давления через каждые 0,005 мм деформации образца грунта повышает точность результатов испытаний и позволяет получать большой массив данных при испытании одного образца грунта, обеспечивающий возможность оценки погрешности определения характеристик набухания грунта и т.о. повышает достоверность и точность определения характеристик набухания грунта, сокращает до одного количество испытываемых образцов грунта и размеры монолитов, отбираемых из горных выработок для испытаний.

Таким образом, совокупность указанных отличительных признаков обеспечивает новый положительный эффект и является сущностью изобретения.

Вышеизложенное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна», «изобретательский уровень».

Пояснения к заявляемому способу определения характеристик набухания грунта и один из вариантов устройства для реализации этого способа схематично приведены на чертеже, где на:

фиг. 1 - принципиальная блок-схема устройства для реализации способа определения характеристик набухания грунта;

фиг. 2 - график зависимости деформации набухания замоченного грунта от давления ssw(p) при разгрузке давления с постоянной скоростью до нулевого значения деформации образца грунта.

Устройство для реализации способа определения характеристик набухания грунта состоит из рабочей камеры 1, размещенной на столе-основании 2, датчика 3 деформации образца грунта, датчика 4 величины приложенного давления, нагрузочного механизма 5, замачивателя 6 образца грунта и блока управления 7.

Рабочая камера 1 выполнена в виде одометра компрессионного прибора и состоит из разборного корпуса с подводом 8 воды и указателем 9 уровня воды, жесткого рабочего кольца 10, предотвращающего боковое расширение испытываемых образцов грунтов, неподвижного перфорированного штампа 11 и подвижного перфорированного штампа 12. В рабочей камере 1 размещают испытываемый образец грунта 13.

Датчик 3 деформации образца грунта предназначен для измерения знакопеременных линейных перемещений подвижного штампа 12 (деформации образца) с погрешностью не более 0,005 мм и может быть выполнен, например, в виде растрового фотоэлектронного преобразователя линейных перемещений.

Датчик 4 величины приложенного давления предназначен для измерения приложенного давления при нагружении или разгрузке образца грунта и может быть выполнен, например, в виде динамометра сжатия с растровым фотоэлектронным преобразователем линейных перемещений.

Нагрузочный механизм 5 предназначен для нагружения образца грунта до заданного давления с постоянной скоростью, задаваемой блоком управления 7 в зависимости от физических свойств грунта.

Замачиватель 6 образца грунта предназначен для подачи воды в рабочую камеру 1 и поддержания в ней уровня воды выше высоты образца грунта 13 в течение его испытания.

Блок управления 7 предназначен для задания программы испытаний и управлением работой устройства в процессе ее выполнения, в частности, для: включения замачивателя 6 для замачивания и выдержки образца грунта до стабилизации деформации; включения нагрузочного механизма 5 на нагружение образца грунта; контролирования заданной постоянной скорости нагружения образца грунта; контроля и регистрации в электронной памяти значений деформации образца (просадки и набухания) и действующего давления через каждые 0,005 мм при замачивании и нагружении образца грунта; выдачи результатов испытания на дисплей блока управления 7 и внешнее ЭВМ.

Способ определения характеристик набухания грунта осуществляется следующим образом.

Образец грунта 13 ненарушенного сложения с природной влажностью загружают в рабочее кольцо 10, помещают на неподвижный штамп 11 в рабочей камере 1, накрывают подвижным штампом 12 и устанавливают на столе-основании 2. К подвижному штампу 12 подводят датчик 3 деформации образца грунта, датчик 4 величины приложенного давления и нагрузочный механизм 5, а к подводу 8 подсоединяют замачиватель 6, который заполняют водой. В блоке управления 7 задают постоянную скорость увеличения давления на образец грунта, обеспечивающую завершение консолидации с заданным допуском и определяемую в зависимости от физических свойств грунта по формуле (1), и включают устройство в работу.

При включении устройства в работу датчик 3 деформации образца грунта и датчик 4 величины приложенного давления обнуляют, включают замачиватель 6 и производят замачивание образца грунта с выдержкой до стабилизации деформации образца грунта ssw (отрезок Оа фиг. 2). В процессе замачивания образца грунта производят контроль деформации образца грунта при постоянном давлении и ее регистрация через каждые 0,005 мм деформации образца грунта.

Затем включают нагрузочный механизм 5 и производят нагружение образца грунта 13 с заданной постоянной скоростью увеличения давления до момента, когда деформация образца грунта будет иметь нулевое значение (кривая ab фиг. 2). В процессе нагружения образца грунта производят контроль деформации образца грунта и регистрацию деформации образца грунта и действующего давления через каждые 0,005 мм деформации образца грунта.

После достижения деформации образца грунта равной нулю (точка b фиг. 2), нагрузочный механизм 5 отключают, а результаты испытания выводят на дисплей блока управления 7 и внешнее ЭВМ.

За давление набухания грунта принимают давление, при котором деформация образца грунта равна нулю (отрезок Ob фиг. 2).

В качестве устройства для определения характеристик набухания грунта могут использоваться любые известные устройства, обеспечивающие проведение испытаний образца грунта в соответствии с описанным способом определения характеристик набухания, например, автоматический компрессионный прибор АКП-6Н для испытания грунтов постоянно возрастающей нагрузкой [Денисенко В.В., Ляшенко П.А. Автоматический компрессионный прибор АКП-6Н для испытания грунтов постоянно возрастающей нагрузкой // Научные труды Кубанского государственного технологического университета, 2016, №6. - С. 156-169. - URL: http://ntk.kubstu.ru/file/1014], что подтверждает соответствие изобретения критерию «промышленная применимость».

Таким образом, изобретение сокращает количество испытываемых образцов до одного, уменьшает размеры монолитов, отбираемых из горных выработок для испытаний, повышает достоверность и точность определения давления набухания грунта, сокращает трудозатраты и время испытаний.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАБУХАНИЯ ГРУНТА
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАБУХАНИЯ ГРУНТА
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК НАБУХАНИЯ ГРУНТА
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 471 items.
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d29

Вафельное изделие функционального назначения

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству мучных кондитерских изделий. Вафельное изделие функционального назначения, включающее мучную смесь, желтки, бикарбонат натрия, фосфатиды, соль и воду. В качестве мучной смеси содержит пшеничную муку и банановую, взятые в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595435
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d41

Устройство для вычисления функции arctg(y/x)

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в специализированных ЭВМ, использующих двоичную систему счисления с целочисленным форматом представления исходных данных. Техническим результатом является обеспечение возможности вычисления аргумента комплексных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595486
Дата охранного документа: 27.08.2016
20.08.2016
№216.015.4d5c

Способ производства хлебобулочных изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлебобулочных изделий, предназначенных для функционального питания. Предложен способ производства хлебобулочных изделий, включающий получение жидкой диспергированной фазы, которая представляет собой полуфабрикат,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595186
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d5d

Способ производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен способ производства кексов, включающий подготовку сырья к производству, приготовление теста, формование тестовых заготовок, их выпечку и охлаждение, причем при приготовлении теста дополнительно вносят муку из корневищ сусака зонтичного с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595432
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d60

Способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству хлеба повышенной пищевой и биологической ценности, предназначенного для профилактического и лечебного питания. Предложен способ приготовления хлеба из ржаной или из смеси ржаной и пшеничной муки, включающий получение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595508
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d61

Состав теста для производства кексов

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложен состав теста для производства кексов, включающий пшеничную хлебопекарную муку высшего сорта, сахарный песок, сливочное масло, меланж, аммоний углекислый и рафинадную пудру, который дополнительно содержит муку из корневищ сусака...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595434
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4d98

Кондитерская смесь для производства персипана

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к производству кондитерских изделий. Предложена кондитерская смесь для производства персипана, включающая размолотые ядра косточек, сахар-песок, патоку, наполнитель, какао-порошок в виде вкусового компонента, при этом она дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595452
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4de7

Начинка маковая для кондитерских изделий

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве состава для приготовления начинки при производстве мучных кондитерских изделий. Начинка маковая включает мак, сахар-песок, мед натуральный, протертые вяленые финики и плоды физалиса ягодного, высушенные путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595502
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.4ded

Способ производства фитнес-батончиков

Изобретение относится к области пищевой промышленности, в частности к кондитерской, а именно к способу производства фитнес-батончиков. Подготавливают и дозируют сырье. Сироп-связку готовят путем смешивания инвертного сиропа на основе раствора сахара-песка с лимонной кислотой и основного сиропа....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595455
Дата охранного документа: 27.08.2016
Showing 1-10 of 19 items.
10.04.2015
№216.013.40bf

Устройство для испытания грунтов

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения распределения реактивных нормальных напряжений грунтовых оснований по площади приложения нагрузки, необходимых для расчета внутренних усилий в теле фундаментов, и может быть использовано для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548063
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.04.2015
№216.013.42ed

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком. Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком включает приложение вертикальной силы на сваю с ростверком в виде квадратной плиты в плане,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548631
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.07.2015
№216.013.5b8d

Способ испытания грунтового основания сваей с ростверком

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для испытания грунтового основания сваей с ростверком и определения распределения нагрузки на фундамент между сваей и ростверком в конкретных условиях строительства и распределения реактивных нормальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554978
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.08.2015
№216.013.74a2

Способ испытаний грунтового основания штампом

Изобретение относится к области инженерных изысканий и предназначено, в частности, для определения характеристик деформируемости грунтового основания. Способ испытания грунтового основания штампом включает нагружение грунта в массиве давлением на подошве штампа до конечного давления и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561433
Дата охранного документа: 27.08.2015
10.04.2016
№216.015.2e7c

Устройство для выполнения монолитной облицовки канала

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при строительстве каналов и при их реконструкции. Устройство для выполнения монолитной облицовки канала включает фиксирующий желоб со шкивом, ходовым механизмом и растворораспределительным устройством, гибкую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580131
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2ee1

Устройство с полым вкладышем для выполнения монолитной облицовки канала

Изобретение относится к гидротехническим сооружениям и может быть использовано при строительстве каналов и при их реконструкции. Устройство с полым вкладышем для выполнения монолитной облицовки канала включает желобообразный корпус со шкивом, ходовым механизмом и растворораспределительным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580360
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2f27

Устройство для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении каналов оросительных систем с противофильтрационными экранами без прекращения полива сельскохозяйственных культур. Устройство для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580135
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.315f

Устройство с полым вкладышем для строительства канала с гибким противофильтрационным экраном

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении каналов оросительных систем с противофильтрационными экранами без прекращения полива сельскохозяйственных культур. Устройство включает гибкий трубопровод 9, намотанный на барабан 10 и установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580134
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.08.2016
№216.015.4af5

Тензометрический штамп

Изобретение относится к техническим устройствам для испытания грунтового основания фундамента штампом. Тензометрический секционный штамп содержит чувствительный элемент и измерительные приспособления для измерения контактного давления. Чувствительный элемент расположен между грунтовым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594954
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4cc4

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы

Способ определения погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы включает закрепление на объективном конце зрительной трубы исследуемого прибора отражающего зеркала под углом 45° к визирной оси, размещение на продолжении горизонтальной оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594950
Дата охранного документа: 20.08.2016
+ добавить свой РИД