Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

ла доложена на Международном конгрессе

грунтоведов

в

США в 1936 г.

Этот прибор

(рис. 41) состоит из жесткого

металлическо­

го

цилиндра

А , герметически закрытого

сверху

жесткой

крышкой

Б .

Сбоку в цилиндре

А

впаян сделанный

из

капиллярной трубки аэростатический

манометр

ß

.

В

дне

цилиндра

А имеются два отверстия, из которых одно

ис­

пользуется для связи с сообщающимся сосудом

Г , а

дру­

гое - для скрепления цилиндра

А

с пористым диском Д .

Такой же пористый диск прикрепляется к крышке

Б .

Крыш­

ка

Б

с'.грепляется с цилиндром А

болтами

Е

;

между

зается

цилиндрический образец

И , который помещается

в

резиновую оболочку

К и укрепляется

между

дисками

Д

вплотную к ним с тем, чтобы при увлажнении он не

мог

разбухать по вертикали. Для предупреждения расширения

об­

разца

по диаметру все свободное пространство цилиндра

А

(вокруг образца) медленно через

трубку Ж заполняется

ди­

стиллированной водой. Для выхода воздуха из цилиндра

в

крышке Е)

имеется

специальное отверстие

Л

с краном,

который открывается после заполнения цилиндра водой.

Для

того чтобы вода не могла проникнуть в образец, снизу,

в

месте

примыкания пористого диска Д

ко дну цилиндра,

ста­

вится

резиновая прокладка. После заполнения

цилиндра

водой

краны

Л и

Ж закрываются.

Во время

заполнения

цилиндра водой манометр В держится

открытым до появления воды в нижней части, после

чего

манометр закрывается. На этом заканчивается

подготовка

прибора к испытаниям.

Перед началом эксперимента необходимо записать

дату

и

время начала опыта, барометрическое давление,

отсчет

по

аэростатическому манометру, температуру в сосуде Г.

После

открытия

крана 3

вода из сосуда

Г

через

порис­

тый диск

Д

поступает в

образец грунта.

Воздух,

заключен­

ный в порах диска

Д

, вытесняется кверху и выходит

че­

рез отверстие М в атмосферу. По выходе воздуха в

момент,

когда начинает фонтанировать вода, кран в трубе

3

закры­

вается.

Таким образом, поступающая в образец вода

разрушает

имеющиеся там мениски воды и тем самым

освобождает

жет расширяться в стороны, поэтому силы набухания

сейчас

же передаются окружающей среде. Вода в сосуде

А

герме­

тически закрыта и, имея единственный выход в

аэростати­

манометра столб воздуха. Манометр изготовлен из

трубки

очень небольшого внутреннего диаметра (примерно

0 ,2 5 -

составляет тысячные доли процента.

Во время проведения эксперимента, как и в начале

его,

усилия

СГ следует производить по формуле (22) .

Для установления момента стабилизации и отражения

хода

процесса

следует одновременно с проведением опыта строить

график зависимости

ст = / ( / ) *

Для того чтобы не вводить поправок на температуру,

сле­

дует опыт проводить в стабильных температурных

условиях.

Опыты могут протекать в различных условиях, а

следова­

но экспериментально проверить: зависимость сил

набухания

от продолжительности замачивания грунта; влияние

фактора

увеличения объема грунта

при увлажнении на величину

сил

набухания; влияние химического состава вводимой в

грунт

воды на величину сил набухания.

Поставленными опытами были установлены, во-первых,

за­

висимости сил набухания

от продолжительности

замачивания

грунта и,- во-вторых, влияние фактора снятия давления в

ок­

ружающей воде на величину сил набухания. Для

исследова­

ния была взята юрская глина из шахты Метростроя.

Эксперимент длился

29

суток. Результаты

эксперимента

представлены на рис.

42,

где началу каждой кривой соответ­

Анализируя эти кривые, можно установить:

процесс снятия в глинах сил набухания длится

значитель­

ное время;

невозможность объемной деформации глины при

замачива­

нии приводит к неполному смачиванию поверхности

частиц

внутри грунта, а следовательно, согласно теории

Покровеко­

го, и к неполным силам набухания;

ности поверхностного смачивания, в результате чего

появля­

ются дополнительные силы набухания.

Таким образом, экспериментальные данные

подтверждают

описанные выше предположения проф. Г. И. Покровского.

10,

Размокание

В строительном грунтоведении часто приходится

выяснять

данные, характеризующие хотя бы качественно грунт с

точки

зрения его поведения под водой, т. е. размокания.

Всякий

опущенный в воду грунт так или иначе взаимодействует

с

ней, причем в зависимости от особенностей данного

вида

грунта время, необходимое для размокания, различно.

Большинство существующих методов определения

скорости

размокания базируется

на испытаниях образцов

грунтов

с на-

пытания образцы той или иной формы приготовляются

из

грунта, предварительно высушенного и превращенного

в

по­

рошкообразную массу. Такого рода образцы, конечно,

не

от­

ние только применительно к искусственным, т. е.

насыпным,

грунтам..

Для испытания

на размокание грунтов естественного зале­

гания (независимо от того, нарушена или не нарушена

его

структура)

рекомендуется применять прибор, разработанный в

1934 г.

в научно-исследовательской лаборатории БИОС

на­

учным сотрудником С. И. Синельщиковым^ . Схема

прибора

представлена на рис. 43 .

Подобно обычным рычажным весам у прибора имеется

не­

сущая стойка

А

, укрепленная на деревянной площадке

с

уровнем и арретиром. К одному плечу коромысла

подвешена

площадка

Б

, пропущенная под металлическую сетку с

от­

верстиями

1

см

, неподвижно укрепленную в стеклянной бан­

ке

В . Из центра коромысла вверх отходит жесткая стрелка

Г

, заканчивающаяся трубчатым стеклянным пером.

80

ВО ■

Глина черная

ІО-

го ■

О

го

зо

ІО мин

10

Аппарат состоит

из латунного ^арабана 3

и часового

ме­

ханизма И .

В

Перед началом

эксперимента стеклянная

банка

заполня­

ется до некоторого уровня водой. Затем подъемом

арретира

приводится в действие часовой механизм. По мере

размока­

ния грунта его частицы, проваливаясь сквозь сетку,

загру­

жают помещенную непосредственно под ней площадку Б

, в

результате чего

стрелка Г проходит в движение

и перо чер­

тит на барабане кривую, характерную для процесса

размока—

ния данного грунта.

менем, в течение которого образец полностью

распадается,

а также, если процесс распада длителен, весом

распавшей­

ся части образца, выраженным в процентах.

На рис. 44 приведены снятые таким аппаратом

кривые

размокания воздушно-сухих образцов

глины, суглинка и лёс­

совидного грунта. Образцы ненарушенной структуры

имели

цилиндрическую форму с размерами

d =3,5 см и

h=4,5 ом.