Компрессионные испытания.

 

Сущность компрессионных испытаний заключается в ступенчатом или непрерывно увеличивающемся уплотнении цилиндрического образца (с известной) начальной высотой нормальным давлением без возможности бокового расширения. Определяют, в основном, зависимость коэффициента пористости от давления

Рис 5.1 Компрессионный прибор – одометр

1-жесткая кольцевая обойма.

2-нижний фильтр.

3-образец торфа.

4-верхний фильтр.

5-устройство передающее нормальное давление.

6-индикатор часового типа для измерения деформации образца.

Р i – сила, создающая нужное давление рi

Под воздействием давления рi торф деформируется на величину Δh. Деформацию замеряют с помощью индикатора часового типа. Учитывается время выдержки под нагрузкой до полной или условной стабилизации осадки образца.

Сразу после приложения нагрузки образец быстро деформируется, но постепенно скорость деформирования снижается и прекращается совсем. Это называется стабилизацией осадки при действии данной ступени нагружения. Это указывает на то, что между данным внешним давлением p i и внутренним сопротивлением торфа наступило равновесие. Если опыт доводят до полного затухания осадки, то его называют стабилизированным, если не доводят – не стабилизированным. Для торфа полная стабилизация наступает через 10 … 20 суток. Часто проводят ускоренные нестабилизированные испытания за 24 часа. Это обеспечивает 85 … 90 % от полностью стабилизированной осадки

Образец торфа отбирается специальным цилиндрическим пробоотборником и закладывается в жесткую кольцевую обойму. Снизу и сверху устанавливаются фильтры. После чего прикладывают предварительно рассчитанную нагрузку (давление) на верхний фильтр. С помощью индикатора часового типа замеряют деформацию образца . Параллельно ведётся отсчет времени до стабилизации деформации или до истечения заданного времени.

Рис 5.2 Изменение деформации образца при разных ступенях нагружения

В процессе уплотнения фиксируют деформацию h i при каждой ступени нагружения и общую деформацию Si (стабилизированную или условно стабилизированную). По окончании испытания строится график зависимости коэффициента относительной сжимаемости а о от относитльной деформации λ:.

а0 = f(λ);

Ступени давлений: Pi= 1; 2; 4; 8; 12; 15. Н/

Предельное давление для торфа Р=15÷20 Н/ .

Зависимость линейная и обратнопропорциональная. Её уравнение:

 

а) б)

Рис 5.3 Графики зависимости коэффициента относительной сжимаемости от относительной деформации (а) и от начального значения коэффициента пористости (б)

- коэффициент пропорциональности.

Поскольку модуль деформации Е=Р/λ, то с учётом того, что и aoi = λi /pi имеем:

λi = aОН рi /(1+k pi ).

Величина конечной осадки: Si =pi aОН ho /(1+kpi ) и модуль деформации

E = p/λ, т.е.

Параметры аОН и k выбираются из графика аО = f(λ) или рассчитываются по коэффициенту пористости

аОН = m(eO – eкр1 ), где

m – постоянный коэффициент; еО – начальное значение коэффициента. пористости (устанавливается расчётом по предварительно найденным значениям w, γ , γs ); екр1 - коэффициент пористости для торфа, в котором отжата вся свободная вода (свободная, т.е. энергетически не связанная с твёрдой фазой)

Перед испытанием образец насыщается водой в течение 24 часов для удаления всей газовой фазы. Система должна быть 2 – х фазной, тогда все поры заполнены жидкостью

екр1 = wкр1 γsw , где

wкр1 - первое критическое влагосодержание.

Второй основной параметр k = aОН кр1 , где λкр соответствует λкр на рисунке, или: λкр = (ео - екр )/(1 + екр ), тогда:

k = m(1+eo )

Таким образом, основные параметры уравнения одномерного уплотнения органических грунтов аон и k зависят от начального и конечного коэффициентов пористости. Отсюда видно, что между коэффициентом относительной сжимаемости и относительной деформацией существует обратная линейная связь, определяемая исходными значениями коэффициента пористости.

В заключение строится компрессионная кривая

Рис 5.4 Компрессионная кривая одномерного уплотнения

 

Обобщенные параметры процесса одномерного уплотнения торфа приведены в таблице 5.1

Таблица 5.1 Обобщенные показатели одномерного уплотнения слабо – средне и сильно разложившегося торфа

 

Параметры Единицы измерения Торф слабо разложивш. Торф средне разложивш Торф сильно разложивш
Коэффициент m См2 /кг 0,15 0,15 0,15
аон См2 /кг 2,6 2,1 1,2
Коэффициент k См2 /кг 3,2 2,7 1,8
екр1 - 3,4 3,4 3,4
λкр1 - 0,8 0,75 0,65
wкр1 кг/кг 2,0 2,0 2,0







Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 1629;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.007 сек.