Файл: Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений 8-й междунар. конгресс по механике грунтов и фундаментостроению.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 123

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Анализ результатов исследования показывает следу­ ющее.

1. Результаты рассматриваемого эксперимента хоро­ шо согласуются с результатами эксперимента работы вертикальной песчаной дрены.

2. При сжатии грунта нагрузкой, по величине мень­ шей структурной прочности сжатия, фильтрационной консолидации не происходит, так как поровое давление во всех точках грунтового массива в течение всего пе­ риода уплотнения равно нулю.

40

80

120

160

200

t,4

Рис. Ѵ.З. Изменение порового давления во времени при устройстве вертикальной песчаной дрены в грунтах со структурной прочностью сжатия (на графике указаны номера приемных датчиков)

3. Начальное поровое давление в рассматриваемом эксперименте меньше, чем в эксперименте работы верти­ кальной песчаной дрены. Это является результатом про­ явления структурной прочности сжатия и, кроме того, может быть объяснено большей плотностью грунта. Ве­ личина наблюдаемого начального порового давления значительно меньше теоретических значений (по теории фильтрационной консолидации).

6. Основная часть фильтрационной консолидации происходит в более сжатые сроки, чем это предполага­ ется по существующим методам расчета без учета струк­ турной прочности сжатия грунта и начального градиен­ та напора.

268

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЯЕМОСТИ ПОРОВОГО ДАВЛЕНИЯ ВО ВРЕМЕНИ

Методика измерения порового давления при помощи

датчиков порового давления

конструкции

Ничипорови-

ча — Мигина предполагает

некоторый

минимальный

расход поровой воды для перемещения ртути в измери­ тельном колене. Для более точных исследований вмес­ то датчиков порового давления в виде трубок были

Рис. V.4. Приемный датчик

порового давления

 

/ — крышка; 2 мембрана;

3 тензодатчик типа ФКМВ-10; 4~

медная

трубка; 5 — дистиллированная

вода; 6 — крупнозернистый песок;

7—кап­

роновая сетка; 8 — приемный

зонд

 

установлены тензометрические датчики порового давле­

ния (рис. V.4). Основой такого датчика

является ла­

тунная мембрана внутренним

диаметром

11, внешним

22 и толщиной 0,13—0,21 мм.

На поверхность датчика

были наклеены круглые фольговые тензодатчики с ба­

зой 10 мм (ФКМВ-10).

 

 

 

 

Этот

тензометрический

стенд (рис. V.5) был

создан

нами

совместно

с Н. С. Рязановым

и Н. Ф. Арипо-

вым [49].

 

 

 

 

 

Поровое давление измерялось в точке специальным

зондом в виде цилиндра внешним

диаметром 7 и дли­

ной

10 мм, изготовленным из латуни. Внутренняя по­

лость зонда была заполнена кварцевым песком

(размер

частиц

0,25—0,50 мм) и

закрыта

капроновой

сеткой.

Под

действием

некоторого

порового

давления

поровая

вода отжимается в приемную часть датчика (зонд) и со­ здает давление в измерительной системе, вызывая де­ формацию мембраны, под влиянием которой изменяется сопротивление тензодатчика.

269


В качестве регистрирующего прибора применялся электронный измеритель деформаций с автоматической

балансировкой

АИД-1М с порогом

чувствительности

0,2 - Ю - 5

относительных единиц. Датчики присоединя­

лись к АИД-1М. через переключатель

14; АИД-1М под­

ключался

к

сети через

стабилизатор

напряже­

ний 15.

 

 

 

 

 

Для повышения точности измерения перед тариров­

кой датчики

вакуумировались

в бачке в течение 2 ч.

Рис. V.5. Схема лабораторного стенда с тензометрическими измерителями по­ рового давления

1—8датчики; 9 — кран; 10— краны на­

грузки; // — полихлорвиниловая

пленка;

12 — жесткий

штамп; 13—АИД-1М;

пе­

реключатель;

15 — стабилизатор

напряже­

ний

 

 

Разрежение составляло 0,1 мм рт. ст. Затем, не прекра­ щая процесса вакуумирования, бачок заполнялся дис­ тиллированной водой. Процесс заполнения датчиков

продолжался под вакуумом в течение

1 ч.

Тарировка

производилась в специальной тарировочной

установке,

давление в которой

создавалось

от

водопроводной

сети.

 

 

 

 

На тензометрическом стенде исследовались засолен­

ные илы оз. Сиваш,

предварительно

высушенные и раз­

молотые. Грунтовую пасту затворяли на дистиллирован­

ной воде. Она имела следующие

физико-механические

характеристики:

предел

текучести

32%,

число

плас­

тичности 10, влажность

 

57%,

степень

водонасыще-

 

0,96—1, объемный

вес

1,61и удельный

вес —

ния

г/см3.

 

 

 

 

 

 

 

 

2,65Нагрузка

в

экспериментальной

установке

создава­

лась

путем

заполнения водой

верхней части

большого

270


компрессионного прибора. Давление равномерно пере­ давалось на грунт круглым штампом через полихлор­ виниловую пленку, свободно лежащую на грунте (воз­ дух из-под нее удаляли до начала испытания).

Опыты были проведены в следующей последователь­ ности. Нагрузку прилагали к грунту и выдерживали по­ стоянной в течение всего опыта. Грунт обжимали по за­ крытой системе (при закрытом кране в днище). После приложения нагрузки в течение первого часа со всех

1.S

ut

иге/см2

 

 

 

>

• • »

ИЗ /

л/5

 

 

 

 

 

 

 

 

»

/

кгс/см''

 

iIrrt

 

ЫЗ

 

0,5

 

*

q*0ß

 

 

 

 

 

ягс/см2

 

 

 

 

л/3

 

 

и

-

Л/5

 

яго/смг

 

 

 

 

*,ч

Рис. V.6. График изменения порового давления во времени при нагружении грунта (на экспериментальном тензометрическом стенде)

тензодатчиков снимали отсчеты через каждые 15 мин, последующие отсчеты снимали через час (круглосуточ­ но) в течение всего опыта.

Поровое давление в различных точках грунта не сра­ зу достигало максимального значения. В нижних слоях поровое давление достигало максимума и стабилизиро­ валось в течение 1—2 ч (датчик № 1). В верхних слоях оно достигало максимума почти сразу же после прило­ жения нагрузки (датчик № 3 на рис. V.6).

Затем, когда во всех датчиках устанавливались

мак­

симальные значения

порового

давления, нижний

кран

в днище открывали,

отжатую

воду собирали в

колбу

и

через определенные промежутки времени определяли

расход воды.

 

 

 

 

Исследования были

проведены

при нагрузках

0,5; 1

и

1,5 кгс/см2. Причем

при первой

ступени (0,5

кгс/см2)

271


вся внешняя нагрузка воспринималась норовой водой, при последующих ступенях величина начального давле­ ния (за исключением показаний самых верхних датчи­ ков) значительно отличалась от принятой по теории консолидации (рис. V.7). Очевидно, часть внешней на­ грузки передавалась на скелет грунта (эффективные напряжения). Видимо, это объясняется изменением фи­ зико-механических свойств грунта после предыдущих

Рис. V.7. Графики изменения порового давления во времени в про­ цессе консолидации грунта

ступеней нагружения, а также тиксотропными процес­ сами в самом грунте.

После открытия крана в днище поровое давление по показаниям нижних датчиков уменьшалось до величин,

близких

нулю,

а

по

показаниям остальных

датчиков

снижалось

до

определенной величины и не изменялось

в течение

трех

суток,

т. е. устанавливалось

остаточное

поровое давление.

 

 

 

Это

остаточное

поровое давление свидетельствует

о явлении начального градиента напора в данных грун­

тах. В опытах оно достигало 0,17 кгс/см2

при

внешней

нагрузке

1,5

кгс/см2.

Очевидно,

величина

остаточного

порового

давления в

данной

точке

была

недостаточ­

ной для того, чтобы вызвать

фильтрацию

через

слой

грунта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследования

продолжались

17

дней

при

нагрузке

0,5 кгс/см2,22

дня

при 1 кгс/см2

и 25

дней при

1,5

кгс/см2.

272