способ определения давления пучения замерзающего грунта

Формула изобретения

1. Способ определения давления пучения замерзающего грунта, включающий деформирование его пробы в незамерзающей жидкости, отличающийся тем, что деформирование пробы грунта осуществляют путем ее замораживания в изолированном объеме незамерзающей жидкости, при этом измеряют давление этой жидкости в процессе замерзания пробы и по величине давления жидкости судят о величине давления пучения грунта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед замораживанием пробы в незамерзающей жидкости температуру незамерзающей жидкости понижают до (-2)-(-4)^oC.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области физики грунтов и может применяться для исследования их пучинистости.

Известен способ определения давления пучения замерзающего грунта, включающий деформирование его пробы (а.с. СССР 966572, кл. G 01 N 25/58). Недостатком данного способа является сложность графической интерпретации полученных результатов.

Наиболее близким по своей технической сущности является способ определения давления пучения замерзающего грунта, включающий деформирование его пробы в незамерзающей жидкости (Лед и снег. Свойства, процессы, использование. Издательство "Мир", М., 1966 г., стр. 25).

Недостатком данного способа является то, что в нем отсутствует возможность изучения влияния фазового превращения воды грунта в лед на его физико-механические свойства. Этот недостаток не позволяет изучать давление пучения замерзающего грунта.

Задачей настоящего изобретения является определение давления объемного сжатия, создаваемого в замерзающем увлажненном грунте.

Настоящая задача решается тем, что в способе определения давления пучения замерзающего грунта, включающем деформирование его пробы в незамерзающей жидкости, деформирование пробы грунта осуществляют путем ее замораживания в изолированном объеме незамерзающей жидкости, при этом измеряют давление этой жидкости в процессе замерзания пробы и по величине давления жидкости судят о величине давления пучения грунта.

Перед замораживанием пробы в незамерзающей жидкости температуру незамерзающей жидкости понижают до - (-2)-(-4)^oС.

На чертеже показана схема устройства реализующего данный способ.

Устройство состоит из поддона 1, в котором размещена капсула 2 с испытуемым образцом грунта 3. Поддон фланцевым соединением 4 крепится к корпусу 5, заполняемому после крепления незамерзающей жидкостью 6, несмешивающейся с влагой испытуемого образца. Корпус 5 снабжен жидкостным манометром 7 и в верхней части заливным патрубком 8 с регулировочным винтом 9.

Способ осуществляется следующим образом. Испытуемый образец грунта формируют путем полного заполнения капсулы 2 (с открытым верхом), затем капсулу размещают в центральной части поддона 1, который в последующем путем фланцевого соединения 4 присоединяют к корпусу 5. Далее через заливной патрубок 8 заливается незамерзающая жидкость 6 до полного наполнения внутренней полости корпуса 5. После заполнения корпуса 5 в заливной патрубок 8 ввинчивают регулировочный винт и тем самым создают начальное избыточное давление в полости корпуса. Затем вывинчивают регулировочный винт 9 и удаляют остатки воздуха из устройства, после чего осуществляют дополнительную заливку незамерзающей жидкости. После вторичного ввинчивания регулировочного винта устройство помещают в холодильную камеру и в зависимости от снижения температуры фиксируют показания манометра в процессе замерзания образца.

Пример 1. Для определения давления пучения замерзающего суглинка с влажностью 31% с помощью цилиндрической капсулы была взята проба и помещена в устройство, которое заполнили моторным маслом, охлажденным до -2^oС. После заполнения маслом устройство с испытуемой пробой было помещено в морозильную камеру с температурой -10^oС. Фиксируя измерения показаний жидкостного манометра во времени были получены следующие данные: через 50 минут от начала опыта давление масла в устройстве составило 17 кг/см², через 90 минут - 25 кг/см², через 130 минут - 29 кг/см². Максимальное установившееся давление составило 33 кг/см².

Пример 2. Для определения давления пучения замерзающего грунта была взята проба суглинка и доведена увлажнением до состояния полной влагонасыщенности. После увлажнения образец поместили во внутреннюю полость устройства для определения пучинистости, которое в последующем заполнили незамерзающим моторным маслом охлаждаемым до -2^oС. После заполнения маслом устройство помещали в холодильную камеру с температурой -10^oС. Через 3 часа от начала опыта установившееся максимальное значение давления, создаваемое замерзающим образцом, составило 55 кг/см².