Штамп для лабораторного визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску

Штамп для лабораторного визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску, що містить жорсткий, перфорований, круглий у плані штамп із заглибленнями для обпи 3 їх фактичними величинами, що призводить до заниження значень осідань основ фундаментів будівель і споруд при їх проектуванні. В основу корисної моделі покладено завдання удосконалення штампа для лабораторного визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску, в якому поділом жорсткого, перфорованого, круглого в плані штампа на дві окремі частини - внутрішню, круглу в плані, яка передає на ґрунт, розміщений у жорсткому кільці, як природний, так і додатковий, тобто від ваги фундаменту та навантаження на нього, тиск, і зовнішню, що має в плані форму кільця, котра передає на ґрунт, розміщений у кільці, лише природний тиск, забезпечується одночасне створення на ґрунт, розміщений у кільці, природного й додаткового тисків і можливість бічного розширення цього ґрунту при суттєвому зниженні сил тертя зразка ґрунту за внутрішніми стінками кільця, за рахунок чого напружено-деформований стан ґрунту в кільці наближується до фактичного стану ґрунтової основи фундаментів будівель і споруд, а, отже, достовірність результатів лабораторних визначень характеристик деформованості ґрунтів підвищується. Поставлене завдання вирішується тим, що штамп для лабораторного визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску, що містить жорсткий, перфорований, круглий у плані штамп із заглибленнями для обпирання стійок завантажувальних пристосувань та індикаторів для вимірювання вертикальних осідань штампа, який відповідно до корисної моделі поділено на дві окремі частини, котрі контактують між собою кільцевими упорами, внутрішню, круглу в плані, та зовнішню, що має в плані форму кільця, при цьому співвідношення між значеннями зовнішнього діаметра зовнішньої частини Dout і діаметра внутрішньої частини d складає Dout/d≥1,75. Суть корисної моделі полягає у тому, що пристрій забезпечує одночасне створення на ґрунт, розміщений у жорсткому кільці, природного й додаткового тисків і можливість бічного розширення цього ґрунту при суттєвому зниженні сил тертя зразка ґрунту за внутрішніми стінками кільця внаслідок поділу жорсткого, перфорованого, круглого в плані штампа на дві окремі частини внутрішню, круглу в плані, яка передає на ґрунт, розміщений у кільці, як природний, так і додатковий, тиски, і зовнішню, що має в плані форму кільця, котра передає на ґрунт, розміщений у кільці, лише природний тиск, завдяки чому напружено-деформований стан ґрунту в кільці наближується до фактичного стану ґрунтової основи фундаментів будівель і споруд, і, таким чином, достовірність результатів лабораторних визначень характеристик деформованості ґрунтів підвищується. На фіг. 1 зображено вертикальний осьовий переріз пристрою. На фіг. 2 зображено вигляд 1-1 штампа у плані, при цьому тонкі отвори в штампі для забезпечення відтоку парової води при стисненні ґрунту умовно не показані. 56742 4 На фіг. 3 зображено схему випробування зразка ґрунту на сумісний уплив природного zg, кПа, та додаткового zp, кПа, тисків під внутрішньою, круглою в плані, частиною штампа та природного тиску zg, кПа, під зовнішньою, що має в плані форму кільця, частиною штампа. При цьому на фіг. 3 мають місце такі умовні позначення: F1 - сила, кН, що створює тиск на внутрішню частину штампа; F2 - сила, кН, котра створює тиск на зовнішню частину штампа; h - початкова висота зразка ґрунту, мм; hzp - вертикальна деформація, мм, зразка ґрунту, розміщеного у жорсткому кільці, під внутрішньою частиною штампа; hzg - вертикальна деформація, мм, зразка ґрунту, розміщеного у жорсткому кільці, під зовнішньою частиною штампа. Пристрій містить жорсткий, перфорований, круглий у плані штамп, який поділено на дві окремі частини, - внутрішню 1, круглу в плані з діаметром d, та зовнішню 2, що має в плані форму кільця із зовнішнім діаметром Dout і внутрішнім діаметром Din, при співвідношенні між зовнішнім діаметром зовнішньої частини і діаметром внутрішньої частини Dout/d1,75. Для передачі одночасно природного тиску zg на всю поверхню зразка ґрунту дві частини штампа мають змогу контактувати між собою кільцевими упорами. На кожній з двох частин штампа розташовані заглиблення для обпирання стійок завантажувальних пристосувань 3 та індикаторів, наприклад, годинникового типу, для вимірювання осідань штампа 4. Величина співвідношення між зовнішнім діаметром зовнішньої частини і діаметром внутрішньої частини штампа Dout/d1,75 відповідає вимогам [4, п. 5.4.1.4 та 4, п. 5.3.1.7], зокрема Dout/h3,5 та d/h2. Робота пристрою здійснюється таким чином. На внутрішню 1 та зовнішню 2 частини штампа за допомогою завантажувальних пристосувань прикладаються навантаження відповідно F1 та F2, які створюють на всю площу зразка ґрунту в кільці рівномірний природний тиск zg. За показниками індикаторів, які обпираються на штамп, вимірюють його вертикальні деформації hzg. Показники індикаторів фіксують з періодичністю відповідно до вимог [4, п. 5.3.6.12]. Після умовної стабілізації за вимогами [4, п. 5.3.6.11] вертикальних деформацій штампа до його внутрішньої частини 1 за допомогою завантажувальних пристосувань прикладають наступні ступені навантаження F1, що створює під нею додатковий тиск zp. За показниками індикаторів, які обпираються на внутрішню частину штампа, вимірюють його вертикальні деформації hzp з вищевказаною періодичністю і вимогами до їх умовної стабілізації. Після умовної стабілізації осідань ґрунту під штампом, його розвантажують у зворотній послідовності із вимірами осідань ґрунту за показниками індикаторів. Конструкція штампа виконана так, що його внутрішня частина 1 може вільно переміщуватися вертикально вниз по відношенню до його зовнішньої, кільцевої, частини 2. Переміщення 5 вертикально вгору виключається наявністю в частинах штампа кільцевих упорів. Така конструкція штампа дозволяє при навантаженні його зовнішньої частини імітувати природний тиск рівномірно на всю площу зразка ґрунту під обома частинами штампа. Навантаження, що передається на внутрішню частину штампа, імітує тиск під фундаментом. Деформація зразка під внутрішньою частиною штампа відбувається з можливістю бічного розширення ґрунту, що одночасно знаходиться і під природним тиском. Прикладом реалізації пристрою, що заявляється, може служити штамп для лабораторного визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску, котрий містить жорсткий, перфорований, круглий у плані штамп, який поділено на дві окремі частини, - внутрішню 1, круглу в плані з діаметром d=50 мм, та зовнішню 2, що має в плані форму кільця із зовнішнім діаметром Dout=87,5 мм і внутрішнім діаметром Din=50,5 мм. Товщина штампа - 5 мм. Вертикальні отвори в штампі для забезпечення відтоку парової води при стисненні ґрунту мають діаметр 1 мм. Штамп виконується зі сталі 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632-72). Лабораторні визначення характеристик деформованості ґрунтів в умовах одновісного стиску проводять відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.1-496 [4], наприклад, при послідовних ступенях додаткового тиску zp=0,05; 0,10; 0,20; 0,30 МПа. При цьому висота жорсткого кільця, а, відповідно, й початкова висота циліндричного зразка ґрунту за вимогами [4, п. 5.4.1.4, а також 4, п. 5.3.1.7] складають h=25 мм. При обробці результатів випробу 56742 6 вань, зокрема в розрахунках модуля деформації ґрунту, використовують вертикальну деформацію зразка ґрунту, розміщеного у кільці, під внутрішньою частиною штампа hzp. Така конструкція пристрою забезпечує одночасне створення на ґрунт, розміщений у жорсткому кільці, природного й додаткового тисків і можливість бічного розширення цього ґрунту при суттєвому зниженні сил тертя зразка ґрунту за внутрішніми стінками кільця, за рахунок чого напружено-деформований стан ґрунту в кільці наближується до фактичного стану ґрунтової основи фундаментів будівель і споруд, а достовірність результатів визначень характеристик деформованості ґрунтів підвищується. Джерела інформації, на які є посилання в описі: 1. Тугаенко Ю.Ф. Процессы деформирования грунтов в основаниях фундаментов, свай и свайных фундаментов / Ю.Ф. Тугаенко. -Одесса: Астропринт, 2008. - 216 с. 2. Зоценко М.Л. Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основ та фундаменти: Підручник / М.Л. Зоценко, В.І. Коваленко, А.В. Яковлев, О.О. Петраков, В.Б. Швець, О.В. Школа, С.В. Біда, Ю.Л. Винников. - Полтава: ПолтНТУ, 2004. - 568 с. 3. Корниенко Н.В. Влияние сил трения на результаты компрессионных испытаний лессовых фунтов / Н.В. Корниенко, А.В. Пятков // Основания и фундаменты. - 1989. - Вып. 22. - С. 38-40. 4. ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96). Ґрунти. Методи лабораторного визначення характеристик міцності і деформативності - К.: Державний комітет України з будівництва та архітектури, 1997. - 101 с. 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 56742 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601