Каталог Тверских изобретений

Изобретение относится к области физики материального контактного взаимодействия, а именно к способам определения удельного сцепления и угла внутреннего трения материальной связной среды, воспринимающей давление свыше гравитационного.

Способ 1 определения физических параметров прочности материальной среды плоским жестким штампом заключается в установлении при лабораторном сдвиге образцов, например, грунта и торфа ненарушенной структуры в условиях компрессии угла внутреннего трения и удельного сцепления С=С_стр среды при построении графика Кулона-Мора предельного состояния среды под давлением p_i, где τ_i - напряжение сдвига среды под давлением сжатия p_i,определении расчетного удельного веса среды ненарушенной и нарушенной структуры и , ее расчетного угла внутреннего трения с нарушенной структурой , расчетного бытового давления , на глубине h, определении уточненного значения:

1) удельного сцепления подтопленной среды , , гравитационного давления , , удельного веса при , р_б>0 и отсутствии атмосферного давления;

2) удельного сцепления среды при уточненных значениях , ,

, - при , р_б=0 и доступе атмосферного давления р_атм=1,033 (кГ/см²);

3) удельного сцепления среды , и уточняют значения: удельного веса среды , и уточняют значения удельного веса среды , и гравитационного давления , , р_б.<0 и доступе атмосферного давления р_атм=1,033 (кГ/см²).

Способ 2 определения физических параметров прочности материальной среды сферическим штампом включает нагружение сухой среды усилием Р диаметром D с замером текущей осадки S_t до момента ее стабилизации во времени t, разгрузку сферы, определение ее контактной осадки S_o и по результатам испытаний - длительного сцепления С_дл, сферу в среду погружают не менее трех раз через динамометрический упругий элемент на заданную глубину S_t1<S_t2<S_tk, величину которых поддерживают постоянной во времени t стабилизации соответствующих усилий P₁, P₂, P_k, после чего сферу разгружают с замером диаметра отпечатка диаметром d_k. Далее рассчитывают осадки сферы при давлениях р_ср=P_k/[πS_o(D-S_o)], строят график и касательные прямые к точкам графика, соответствующим усилиям P₁, P₂, P_k до пересечения с осью абсцисс; радиусами ρ, равными разнице значений р_ср и соответствующих им точек пересечения касательных с осью абсцисс, строят круги Мора и проводят к ним касательную прямую (maxτ_пр)=р_ср.⋅tgθ+С_э до пересечения с осями абсцисс и ординат, с графика снимают предельный угол θ внутреннего трения грунта и отмеряют мгновенное эквивалентное сцепление С_э, рассчитывают угол внутреннего трения среды в структурированном состоянии и удельное сцепление , радиусом R_o от начала координат графика проводят полуокружность, соприкасающуюся с ним и отсекающую на оси абсцисс точку, соответствующую предельному напряжению на растяжение σ_p=2R_o=2С_э⋅cosθ/(1+sinθ), значению которого соответствует длительное сцепление .

Далее через сферу к среде прикладывают возрастающее усилие Р_с>P_k до момента стабилизации его предельной величины P_c=const при регистрации соответствующей ему осадки S_c среды, при которой угол сектора полуконтакта сферы со средой , где , и определяют величину длительного сцепления для мерзлой среды - как , для обычной грунтовой среды - как ,

для торфяной среды - как: при сцеплении , а угол внутреннего трения среды уточняют как .

За мгновенное эквивалентное сцепление грунтовой среды и торфа принимают величину атмосферного давления при предельном угле внутреннего трения среды , где - угол внутреннего трения среды с нарушенной структурой, удельное сцепление структурированной грунтовой среды и торфа определяют как , а величину длительного сцепления - по выражению при , для мерзлой и обычной грунтовой среды и торфа структурное сцепление определяют как , а эквивалентное сцепление как .

Технический результат - получение при угле внутреннего трения достоверных значений параметров удельного сцепления материальной среды в сухом и обводненном состоянии в структурированном и нарушенном состоянии, уточняющих величину гравитационного давления среды р_стр.б., р_н.б. и ее удельного веса , . 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.