Задача исследования прочностных свойств нескальных грунтов с использованием приборов трехосного сжатия и прямого среза Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

5. Жуков А.В., Ковальчук В.А., Архипов В.К. и др. Отчет о НИР: «Исследование минеральных ресурсов, технологическое опробование и получение исходных данных для разработки ТЭО создания производства карбида кальция в Приморье. ДальвостНИИпроект. Владивосток, 1992.

6. Проект реконструкции шахты «Беринговская» производственного объединения «Северовостокуголь» / МУП СССР. Союзшахтопроект. Проектный институт. Дальгипрошахт. Т. 1, кн. 1. Пояснительная записка. 1983.

7. Технический проект вскрытия гор. 637 м шахты «Центральная» комбината Приморскуголь. Т. 1, кн. 1. Пояснительная записка и документация (геологическая часть)/ МУП СССР. Шахтопроект. Проектный институт. Дальгипрошахт. 1972.

8. Технологическая оценка пригодности известняков месторождения Приморского края для производства карбида кальция: отчет / ЛЕННИИГИПРОХИМ. Л., 1980.

9. Химические методы. Инструкция № 138-Х. Ускоренные химические методы определения породообразующих элементов. Всесоюзный НИИ минерального сырья. М., 1976.

X

УДК 624. 131

Ван Пинь, Т.Н. Пронкина, Н.Я. Цимбельман

ВАН ПИНЬ - магистрант кафедры гидротехники, теории зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), ПРОНКИНА Татьяна Николаевна - старший преподаватель кафедры гидротехники, теории зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: pronkina.tanj@mail.ru, ЦИМБЕЛЬМАН Никита Яковлевич - кандидат технических наук, доцент кафедры гидротехники, теории зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). © Ван Пинь, Пронкина Т.Н., Цимбельман Н.Я., 2012

Задача исследования прочностных свойств нескальных грунтов с использованием приборов трехосного сжатия и прямого среза

Приведен план экспериментальной работы по оценке точности лабораторных методов определения прочностных характеристик грунта. В последующем планируется сравнивать показатели для глинистых и песчаных грунтов, полученные на приборах трехосного сжатия и одноплоскостного среза, и составить рекомендации по практическому применению методов при инженерно-геологических изысканиях. Ключевые слова: нескальные грунты, геологические изыскания, прочностные характеристики, лабораторные методы.

Objective of strength characteristics - investigation of clay and sandy soils using triaxial compression and direct shear apparatuses. Van Pin, Tatiana N. Pronkina, Nikita Ya. Tsimbelman - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok).

The purpose of the work is the plan of accuracy analysis of laboratory methods for determining the strength characteristics of soil. Obtained from triaxial compression and direct shear apparatuses, the parameters for sandy and clay soils will be compared. The recommendations on the practical application of methods for the engineering geological investigations will be results of this work.

Key words: non-rocky soil, geological survey, strength characteristics, laboratory methods.

Задача исследований, которые планируют авторы, относится к области оценки точности лабораторных методов определения прочностных характеристик грунта. В расчетах для глинистых и песчаных грунтов используются показатели их прочностных свойств, к которым относятся такие характеристики как угол внутреннего трения ф и удельное сцепление с. Для их практического определения обычно проводят лабораторные испытания грунтов в приборах одноплоскостного среза и трехосного сжатия. Сегодня лаборатории оснащены современными приборами, в которых механизм нагружения и система считывания данных контролируются компьютерными программами. Анализ и обработка результатов также ведутся с помощью специализированного программного обеспечения. Как правило, метод определения характеристик с учетом действующих норм и требований заказчика выбирает исполнитель.

Основными методами определения прочностных характеристик являются: метод одноплоскостного среза и метод трехосного сжатия, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Подробные схемы испытаний приводятся в работах Н.А. Цытовича [5, с. 43-63]. Учитывающий пространственную работу грунта под нагрузкой, метод трехосного сжатия более точен, хотя более сложен и трудоемок. Метод одноплоскостного среза менее обоснован, но и менее трудоемок: он позволяет сделать обширную выборку испытываемых образцов и провести значительное число испытаний для статистической обработки эксперимента. В последнее время требования к точности результатов лабораторных испытаний грунтов возросли. Для проектирования фундаментов исходные данные по прочностным показателям грунтов традиционно получали методом одноплоскостного среза. Испытания грунтов по методу трехосного сжатия больше проводились с целью научных исследований. Появившиеся на рынке новые компьютеризированные приборы позволяют использовать обе схемы испытаний для производственных целей. Возникает вопрос о корреляции результатов определения прочностных характеристик одного и того же грунта, сделанного разными методами. Указанные методы не противоречат действующему стандарту, поэтому оба широко используются в практике инженерно-геологических изысканий. Многочисленные исследования грунтов [1, с. 272], проводимые по разным схемам, выявляют расхождения в конечных результатах, что требует обоснования в применении каждого из методов. Кроме этого следует учитывать региональные особенности свойств грунтов. Сравнивая результаты исследования грунтов на Дальнем Востоке и приведенные в СНиП [3], В.И. Федоров [4, с. 27] указывал на существенные отличия в характеристиках грунтов.

В работе, планируемой нами, поставлены следующие вопросы.

Имеются ли расхождения в численных значениях прочностных характеристик, полученных методами трехосного сжатия и одноплоскостного среза? И если да, то насколько значительна разница результатов? Соответствует ли методика испытаний грунтов по ГОСТам возможностям современного лабораторного оборудования? Каковы особенности и основные различия в проведении испытаний для глинистых и песчаных грунтов? Для каких грунтов наиболее приемлем метод трехосного сжатия, для каких - метод одноплоскост-ного среза? Насколько велика разница значений характеристик, полученных каждым из методов для одного и того же грунта, со среднестатистическими, указанными в приложении к СНиП «Основания и фундаменты» [2]?

Для ответа на поставленные вопросы будут проведены испытания на разрушение глинистых и песчаных грунтов в приборе трехосного сжатия и приборе одноплоскостного среза с одновременным определением физических характеристик грунтов - плотности у, плотности частиц у5, природной влажности ю и граничных влажностей юр, юр для глинистых грунтов и гранулометрического состава для песчаных грунтов. Результаты испытаний намечено обработать с применением методов математической статистики, анализ результатов лабораторных испытаний сравнить с данными нормативных документов.

По его итогам будут разработаны рекомендации, направленные на преимущественное применение того или иного метода определения прочностных характеристик для разных типов грунтов. Кроме того, намечено описать частные методики для проведения учебных лабораторных работ по определению прочностных характеристик грунта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Болдырев Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса. Пенза, 2008. 695 с.

2. Основания и фундаменты. Ч. 1. Основы геотехники / под ред. Б.И. Далматова. М.; СПб.: БИ, 2002. 387 с.

3. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений / Госстрой России. М.: ГУП ЦПП, 2003. 50 с.

4. Федоров В.И., Федорова Н.Я. Фундаменты в экспериментальных природных условиях Дальнего Востока и Сибири. Владивосток.: Изд-во ДВГТУ, 2003. 291 с.

5. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Госиздат, 1963. 288 с.