Файл: С.М. Простов Испытания грунтов на сдвиг.pdf

8

зор между обоймами срезывателя не менее 5 мм. Вращением маховичка 4 придать среднему лучу сектора 2 горизонтальное положение.

Установить нулевое показание индикатора 6, затормозить барабан 11 вращением маховичка 12.

5.5. Устанавливают нормальное давление σ1 =0,1 МПа, положив груз массой М1=3,5 кг на подвес 1 (рис.4). Растормаживают барабан 11

горизонтального троса, устанавливают грузы на подвеску 14, обеспечивая ступенчатое увеличение сдвигающей нагрузки τi на величину

∆τ ≈0,05σ1 (увеличение массы груза на 0,2 кг обеспечивает увеличение τi на 0,005 МПа). На каждой ступени увеличения сдвигающей нагрузки τi фиксируют деформацию сдвига ∆li по показаниям индикато-

ра с точностью до 0,01 мм, причем замер снимают в момент, когда скорость деформации уменьшится до 0,01 мм/мин и ниже. Если скорость деформации не снижается, величина τi считается равной сопротивле-

нию образца сдвигу τ1 при данном вертикальном давлении σ1 .

5.6. Заменить разрушенный образец на новый согласно п.п. 5.2-5.4. Увеличить нормальное вертикальное давление до σ2 =0,2 МПа, а затем

до σ3 =0,3 МПа, устанавливая на подвес 1 грузы с суммарной массой соответственно М2 =7,5 кг и М3 =11,5 кг. Аналогично п.5.5, увеличивая

ступенями (соответственно по 0,4 и 0,6 кг) массу груза на подвеске 14 проводят сдвиговые испытания при новых значениях σ2 и σ3 .

По окончании испытаний очистить от грунта, промыть и высушить фильтровальной бумагой все детали срезывателя.

6. Порядок работы

Для выполнения работы в учебной подгруппе формируется два звена по 4-6 студентов. Каждое звено выполняет работу самостоятельно в соответствии с п.3 на отдельной установке. Каждый студент представляет индивидуальный отчет (п.9). Преподаватель (лаборант) выдает студентам образцы грунтов для испытаний, техническую документацию, а также контролирует правильность выполнения работы.

7. Правила техники безопасности

7.1. При подготовке и проведении испытаний следует проявлять осторожность во избежание травмирования при перемещении подвижных элементов механизма прибора.

9

7.2.При укладке грузов на подвески необходимо совмещать их выступы и проточки, а также избегать установки грузов пазами в одном направлении.

7.3.В перерывах между испытаниями образцов все грузы должны быть уложены на специальную рейку стола.

8.Обработка результатов

8.1.Результаты испытаний и их обработки заносят в таблицу.

Результаты испытаний на сдвиг

Расчет сдвигающего напряжения проводят по формуле (в МПа):

τi = MSi gk 10−6 =0,025 M i ,

где k – передаточное отношение механизма задания сдвигающего усилия, k =10; S - площадь поперечного сечения образца, S =40 10-4 м2.

8.2.По данным таблицы строят графики развития деформаций

τ(∆l) для каждого значения σ (см. рис.1).

8.3.По данным таблицы строят диаграмму сопротивления грунта сдвигу τ(σ) (см. рис.2).

10

Необходимо учесть, что при правильном проведении испытаний все три точки на диаграмме τ(σ) должны лежать на одной прямой (до-

пускается отклонение от прямой не более 5%), а эта прямая должна пересекать ось τ выше точки О.

8.4. Определяют прочностные параметры грунта графически или аналитически по формулам

C =τ1 − fσ1 =τ2 − fσ2 =τ3 − fσ3 .

9. Требования к отчету

Отчет оформляют на отдельном листе (на обеих сторонах) формата А4 с рамкой и малым штампом.

Отчет должен содержать:

-цель работы;

-обработанные результаты испытаний одного образца при трех значениях σ (п. 8);

-краткий письменный ответ на один из контрольных вопросов по заданию преподавателя.

Контрольные вопросы

1.Сущность понятия прочности горной породы.

2.Схемы испытания пород на прочность.

3.В чем состоят особенности прочностных свойств грунтов?

4.Схемы испытания грунтов на сдвиг.

5.Каков общий вид графиков развития деформаций образцов грунтов?

6.Общий вид диаграммы сопротивления грунта сдвигу.

7.Какие прочностные параметры грунтов вы знаете?

8.Опишите назначение и общее устройство прибора института "Гидропроект". Каковы его основные технические характеристики?

9.Основные элементы срезывателя.

10.С какой целью при испытаниях на сдвиг на грани образца укладывают фильтровальную бумагу?

11.Основные элементы механизма передачи нормального давления.

12.Почему шарнир рычага передачи нормального давления установлен на шариковом подвижном подвесе?

13.Основные элементы механизма передачи сдвигового усилия.

11

14.Каким образом обеспечивается поступательное движение тягового цилиндра срезывателя?

15.Чем объясняется нелинейность графиков развития деформаций образцов грунтов?

16.Каков физический смысл удельного сопротивления грунта С, как его определить по данным испытаний?

17.Каков физический смысл коэффициента f и угла внутреннего тре-

ния ϕ грунта, как их определить по данным испытаний?

18.Каковы возможные причины появления погрешности при испытаниях на сдвиг прибором института "Гидропроект"?

19.Какие схемы испытаний на сдвиг применяют в практике строительных геотехнологий?

20.Для каких целей проводили испытания грунтов на сдвиг в ОАО "КузбассТИСИЗ" согласно изученной вами документации?

Список рекомендуемой литературы

1.Ржевский В.В. Основы физики горных пород: Учеб. для вузов/ В.В. Ржевский, Г.Я. Новик.- М.: Недра, 1987.- 359 с.

2.Ломтадзе В.Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований: Учеб. пособие для вузов.-

Л.: Недра, 1990.- 328 с.

3.Ямщиков В.С. Методы и средства исследования и контроля горных пород и процессов: Учеб. для вузов.- М.: Недра, 1982.- 296 с.

Составители

Сергей Михайлович Простов

Максим Владимирович Гуцал Евгений Владимирович Костюков

ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ НА СДВИГ

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине "Методы и средства геоконтроля" для студентов специальности 070600 "Физические процессы горного производства"

Редактор Е.Л. Наркевич

Подписано в печать 14.01.03. Формат 60×84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,8. Тираж 50 экз. Заказ ГУ КузГТУ. 650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28

Типография ГУ КузГТУ 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А