Экспериментальный лабораторный стенд |
Проверка формул, предложенных для расчета вертикальных песчаных дрен, песчаных и известковых свай, проводилась экспериментально на двух специально созданных для этой цели стендах (установках). Каждый экспериментальный стенд состоял из большого компрессионного прибора, гидравлической системы для создания порового давления в грунтовом массиве, приемных зондов порового давления (при испытаниях известковых и песчаных свай были использованы тензометрические датчики давления), аппаратуры измерения порового давления и индикаторов деформаций. Рис. V.I Экспериментальный лабораторный стенд Большой компрессионный прибор стенда (pиc. V.l) представляет собой металлический цилиндр 1 внутренним диаметром 500 мм со стенками толщиной 14 мм. Для предотвращения коррозии и уменьшения трения по стенкам прибора боковая поверхность цилиндра смазана тавотом и оклеена металлической фольгой. Нижнее опорное днище прибора 2 приварено внутренним швом к боковым стенкам цилиндра и усилено восьмью ребрами жесткости 3. В днище толщиной 20 мм имеется отверстие 4 диаметром 30 мм с резьбой, закрываемое болтом 5, который можно вывернуть, не передвигая прибора. Отверстие 4 с внутренней стороны покрыто двойной медной сеткой. К верхней части цилиндра по всему периметру приварен фланец 6 шириной 8 см, к которому на болтах прикрепляется верхняя крышка 7 диаметром 660 и толщиной 14 мм. На крышке имеются два металлических газовых крана 8 для создания давления в приборе, два индикатора 9 для определения вертикальных деформаций грунта и образцовый манометр 10. Верхняя крышка прижимается к фланцу цилиндра через прокладку 11 из вакуумной резины толщиной 5 мм и полихлорвиниловой пленки толщиной 0,1 мм. К конструкциям системы измерения порового давления в различных точках прибора были предъявлены следующие требования:
Для измерения порового давления в различных точках прибора в его боковой стенке по вертикали через каждые 100 мм были просверлены отверстия. Через установленные в них гайки 12 специальной конструкции были пропущены медные трубки приемных зондов порового давления. Гайки имели резиновые прокладки 13, позволяющие передвигать приемные зонды в горизонтальном направлении на любое расстояние от центра прибора и дрены 15, не нарушая герметичности последнего. Приемный зонд порового давления представляет собой латунный цилиндр 14 внешним диаметром 10, внутренним 7 и длиной 15 мм. Внутренняя полость латунного цилиндра была заполнена фильтром из кварцевого песка (размер частиц 0,25-0,05 мм), склеенного водостойким клеем. Фильтр легко пропускает воду. Резьба в днище цилиндра позволяла герметично соединять приемный зонд с медной трубкой 16. Такая конструкция приемных зондов обеспечивала их незасоряемость и надежную работу в течение длительного времени (несколько месяцев) при испытании глинистых грунтов. Медные трубки внутренним диаметром 3 мм со стенками толщиной 2 мм за пределами большого компрессионного прибора соединялись с вакуумными резиновыми шлангами 17 (внутренний диаметр 4 и толщина стенок 5 мм). Резиновые шланги от всех десяти приемных зондов порового давления были выведены на приборную панель 18 и через систему пластмассовых и стеклянных кранов соединены с распределительным устройством 19, к которому был присоединен прибор для измерения порового давления 20 системы Ничипоровича-Мигина. Прибор для измерения порового давления состоял из подводящей трубки 21, U-образной стеклянной капиллярной трубки 22 с шаровым уширением капилляра у концов (чтобы предотвратить попадание ртути, заполняющей капиллярную трубку, в измерительную систему прибора), станины прибора с гнездами для закрепления U-образной трубки, образцового манометра 23 и прибора противодавления 24, состоящего из металлического конуса с крышкой 25, мембраны из вакуумной резины 26 и регулирующих винтов 27. Прибор тщательно заполнялся дистиллированной водой, а в U-образную капиллярную трубку помещали капельку ртути, положение которой фиксировалось на капилляре. Вся система - приемные зонды, медные трубки, резиновые шланги и распределительное устройство - была заполнена дистиллированной водой. Перед началом испытаний тщательно удаляли пузырьки воздуха. Для этого открывали все краны и несколько раз через всю систему вакуум-насосом прогоняли дистиллированную воду. Приборная панель находилась выше большого компрессионного прибора, и пузырьки воздуха попадали в стеклянное распределительное устройство, откуда они через краны 28 выводились наружу. Поровое давление в точке грунта, где был расположен приемный зонд, определяли следующим образом. После открытия крана на резиновом шланге, идущем от данного зонда, в воде распределительного устройства возникало такое же давление, как и в грунте. Через воду в распределительном устройстве давление передавалось на ртуть в U-образной капиллярной трубке и она начинала смещаться в одно колено. Нажимом регулирующих винтов 27 на резиновую мембрану в приборе удавалось создать противодавление, которое удерживало ртуть на фиксированном месте. Таким образом, в воде, заполняющей прибор, возникало давление, равное поровому давлению в исследуемой точке грунта. Давление воды в приборе измерялось образцовым манометром 23. Давление на грунт в большом компрессионном приборе создавалось водой, заполняющей его верхнюю часть, и передавалось через полихлорвиниловую пленку, свободно лежащую на грунте (воздух из-под пленки удаляли до начала испытаний). Для создания давления в воде были использованы бачки компенсатора 29, применяемые при испытаниях грунтов на трехосное сжатие. На полихлорвиниловой пленке помещался круглый металлический штамп, который обеспечивал равномерность осадки грунта в приборе. |