Испытание грунта в компрессионном приборе

Составители: канд. техн. наук Б.С. Юшков, А.С. Сергеев

УДК 624.131.137 И88

Рецензент

канд. техн. наук, доцент А.М. Бургонутдинов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

И88 Испытание грунта в компрессионном приборе : метод. указания к выполнению лабораторных работ / сост. Б.С. Юшков, А.С. Сергеев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2015. – 29 с.

Даются рекомендации по определению характеристик деформируемости: коэффициента фильтрационной консолидации, давления набухания прямым и косвенным методами по результатам испытаний образцов грунта в фильтрационном одометре.

Предназначено для студентов, магистров, аспирантов, преподавателей строительных специальностей «Строительство автомобильных дорог», «Мосты и транспортные тоннели».

УДК 624.131.137

© ПНИПУ, 2015

3

ВВЕДЕНИЕ

Устройство компрессионного сжатия предназначено для испытания образцов грунта методом компрессионного сжатия по ГОСТ 12248–10, ГОСТ 23161–78, ГОСТ 24143–80.

Устройство позволяет определить характеристики деформируемости: коэффициента фильтрационной консолидации, давления набухания прямым и косвенным методами по результатам испытаний образцов грунта в фильтрационном одометре ГТ 2.1.1 вертикальной нагрузкой от 0 до 10 кН.

Изделие позволяет испытывать образцы грунта диаметром 87 мм, высотой 25 мм.

Вертикальная нагрузка к образцу грунта прикладывается равномерно, ступенями нагрузки, создаваемыми избыточным давлением воздуха. Максимальная величина вертикальной нагрузки на образец грунта 10 кН. Максимальная величина вертикальной деформации образца грунта 10 мм.

1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после инструктажа по технике безопасности.

2.Инструктаж производится по имеющимся в лаборатории инструкциям по безопасному проведению лабораторных работ.

3.До выполнения работ на установке, приборе необходимо внимательно ознакомиться с основными правилами их эксплуатации.

4.Нельзя загромождать рабочее место предметами, ненужными для выполнения данной работы.

4

5.Во время выполнения лабораторных работ нельзя ходить без дела по лаборатории, отвлекать внимание товарищей, опираться на установки и приборы.

6.При работе в лаборатории необходимо выполнять только ту работу, которую выбрал руководитель. Категорически запрещается выполнять другие виды работ.

7.Нельзя оставлять без наблюдения свою работу, так как это может привести к несчастному случаю.

8.Запрещается для выполнения работ оставаться в лаборатории одному. Обязательное присутствие второго лица необходимо для оказания первой помощи выполняющему работы при несчастном случае.

9.Если с кем-то из студентов произошел несчастный случай, необходимо немедленно сообщить об этом руководителю работ.

10.О неполадках в лабораторном оборудовании следует немедленно сообщить руководителю работ.

11.После окончания работ нужно привести в порядок рабочее место и доложить об окончании работ преподавателю.

2. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА ГТ 1.1.4

Изделие состоит:

–из устройства осевого нагружения статического ГТ 2.0.7;

–одометра фильтрационного ГТ 2.1.1;

–датчиков;

–колбы.

Устройство осевого нагружения статическое ГТ 2.0.7 предназначено для создания статической осевой нагрузки до 10 кН.

Основание изделия состоит из корпуса и механизма создания вертикальной нагрузки. Механизм создания вертикальной нагрузки расположен внутри корпуса и состоит из пневматического цилиндра, предназначенного для создания вертикальной нагрузки на образец грунта величиной до 10 кН, и двух пневматических клапанов.

5

Пневматические клапаны предназначены для управления вертикальной нагрузкой, создаваемой пневматическим цилиндром. Создаваемая вертикальная нагрузка контролируется датчиком силы.

На передней панели основания расположены:

–кран «Сброс вертикальной нагрузки» для сброса вертикальной нагрузки

–штуцер, через который производится сброс нагрузки.

Столик, закрепленный на штоке пневматического цилиндра, предназначен для установки одометра.

На нижней поверхности балки находится резьбовое отверстие, предназначенное для крепления датчика силы.

Одометр ГТ 2.1.1 предназначен для передачи нагрузки на испытываемый образец грунта. Конструкция одометра обеспечивает:

–испытание образца грунта высотой 25 мм и диаметром 87 мм;

–герметичность основных деталей прибора;

–подачу воды к образцу грунта сверху и снизу в зависимости от схемы потока;

–отвод воды и непрерывную на протяжении всего испытания фильтрацию воды.

Одометр устанавливается на опорный столик и фиксируется винтом, установленным в корпусе датчика силы.

Одометр состоит:

–из основания;

–зажимной гайки;

–перфорированного поршня;

–верхнего и нижнего ниппелей;

–штока;

–винтов;

–крышки;

–уплотнительного кольца;

–режущего кольца;

–перфорированного вкладыша;

–держателя.

6

Колбы предназначены для наполнения и подачи жидкости в одометр при водонасыщении образцов грунта. Они подсоединяются к ниппелям одометра при помощи трубок.

Датчик силы в составе устройства является первичным измерительным компонентом измерительного канала измерения силы. Датчик силы насаживается на винт, который ввинчивается в балку, и закрепляется на винте при помощи гайки.

Для измерения вертикальных деформаций используется датчик линейных перемещений ДЛП-10М, который устанавливается в держатель одометра и закрепляется в держателе винтом.

3. ПОДГОТОВКА УСТРОЙСТВА КОМПРЕССИОННОГО СЖАТИЯ К ИСПЫТАНИЯМ

1.Необходимо снять одометр со столика и поставить рядом

сизделием.

2.Подготовка одометра к использованию:

–ослабить винт, фиксирующий шток перфорированного поршня на крышке одометра;

–открутить зажимную гайку и снять крышку;

–снять перфорированный поршень и уплотнительное кольцо

срежущего кольца;

–извлечь из основания одометра режущее кольцо;

–извлечь из основания одометра тарировочный и перфорированный вкладыш;

–при помощи режущего кольца вырезать образец грунта из монолита;

–покрыть торцы образца грунта, находящегося в режущем кольце, влажными фильтрами;

–взвесить кольцо с образцом грунта и установить его а основании одометра режущей частью вниз;

–уложить на основание уплотнительное кольцо;

7

–аккуратно установить перфорированный поршень на режущее кольцо и надеть крышку одометра на поршень;

–зафиксировать крышку при помощи зажимной гайки;

–затянув винт, зафиксировать крышку на штоке перфорированного поршня.

3. Опустить столик вниз до упора, надавив на него рукой, при этом кран «Сброс вертикальной нагрузки» должен быть установлен

вположение «Откр» и зазор между столиком и верхней плитой основания должен быть не более 5–8 мм.

4. Установить одометр с образцом грунта на столик. На шток одометра установить держатель с датчиком ДЛП-10М и зафиксировать его при помощи винта.

5. Открутить винт, фиксирующий крышку одометра на штоке перфорированного поршня.

6. Установить кран «Сброс вертикальной нагрузки» в положение «Закр».

7. Произвести водонасыщение образца грунта через верхний или нижний ниппели:

–при подаче жидкости к образцу грунта через верхний ниппель

вкрышке одометра замачивание будет производиться нисходящим потоком;

–при подаче жидкости к образцу грунта через нижний ниппель

восновании одометра замачивание будет производиться восходящим потоком.

8. Для водонасыщения образца необходимо:

–соединить колбы и ниппели одометра трубками;

– проверить герметичность подсоединения трубок к колбам

иниппелям;

–затянуть зажимную гайку на одометре для обеспечения его герметичности.

При водонасыщении нисходящим потоком:

–колбу, подсоединенную к верхнему ниппелю одометра, через который будет производиться подача воды к образцу, переместить вверх постойке, установивеедержательвверхнююпроточкунастойке;

8

–вторую колбу переместить вниз по стойке, установив ее держатель в нижнюю проточку.

При водонасыщении восходящим потоком:

–переместить колбу, подсоединенную к нижнему ниппелю одометра через который будет производиться подача воды к образцу, вверх по стойке, установив ее держатель в верхнюю проточку на стойке;

–вторую колбу переместить вниз по стойке, установив ее держатель в нижнюю проточку.

9. Залить жидкость в колбу для замачивания.

10. Появление жидкости в пустой колбе означает, что образец полностью водонасыщен.

11. Для прекращения фильтрации жидкости через образец грунта установить колбы на стойках на одинаковую высоту, переместив держатели обеих колб в средние проточки на стойках.

12. Изделие готово к работе.

13. Запустить программу ASIS 3.2

Примечание: подробное описание интерфейса и функции программы приведены в Руководстве пользователя ПО ИВК «АСИС»*.

14. В окне «Измерительные устройства» выбрать нужное испытательное устройство из списка «Устройства комплекта».

15. На панели инструментов выбрать из списка тип испытания. 16. Запустить «Помощник подготовки к испытанию» («Испы-

тание» => «Запустить Помощника подготовки к испытанию»).

Примечание: если по какой-либо причине невозможно запустить испытание, программа выведет на экран сообщение об ошибке с указанием причины ее возникновения.

17. После успешного запуска Помощника на экране появляется окно «Новое испытание – Приветствие».

18. Нажать кнопку «Далее». Будет осуществлен переход к окну «Новое испытание – Настройка датчиков устройства». Если показания датчика находятся вне допустимого диапазона значений, он бу-

* Руководство пользователя ПО ИВК Geotek «АСИС».

9

дет отмечен на экране значком «Х», а в окне состояния датчиков выводится сообщение «Необходима корректировка».

19. Выставить датчик линейных перемещений ДЛП-10М в начальное положение в диапазоне от 0 до 2 мм, для этого:

–ослабить винт крепления датчика перемещений ДЛП-10М;

–перемещая корпус датчика в вертикальной плоскости вверхвниз, одновременно контролировать показания датчика по экрану монитора ПК;

– когда показания датчика установятся в диапазоне от 0 до 2 мм, на экране он будет отмечен значком «V» и в окне состояния датчиков на зеленой полосе выведется сообщение «В норме»;

–после установки начального положения зафиксировать датчик

вданном положении винтом.

20.Нажать кнопку «Далее».

21.В открывшемся окне «Выбор строительной площадки, скважины и ИГЭ» произвести следующие настройки:

– Из списка «Строительная площадка» выбрать название строительной площадки или задать новое:

в открывшемся окне «Правка строительных площадок» нажать кнопку «Добавить»;

после этого ввести название строительной площадки и нажать кнопку «Закрыть»;

затем во вновь открывшемся окне «Выбор строительной площадки, скважины и ИГЭ» выбрать созданную площадку из списка.

– Из списка «Скважина» выбрать название скважины или задать новое:

в открывшемся окне «Правка скважин» нажать кнопку «Добавить»;

после этого ввести название скважины и нажать кнопку «За-

крыть»;

затем во вновь открывшемся окне «Выбор строительной площадки, скважины иИГЭ» выбратьсозданнуюскважину из списка.

10