Описание конструкции компрессионного прибора кпр-i и методика выполнения работы

Для исследования компрессионных свойств грунта используется компрессионный прибор КПР-1 (рисунок 3а) с площадью испытуемого образца грунта F=60 см .

Прибор имеет две основные части – собственно одометр и рычажный пресс. Рычажный пресс представляет собой стол 1, сваренный из металлических уголков, на который устанавливается одометр 2. Рычажное

а – рычажный пресс; б – одометр

 

Рисунок 3 – Схема компенсационного прибора КПР-1:

 

устройство расположено под панелью стола на подвеске 3. Давление на грунт передается через секторный рычаг 4 (с отношением длин плеч 1:10) грузом 5. Уравновешивается рычажная система противовесом 6.

Одометр (рисунок 3б) представляет собой сборную конструкцию, включающую рабочее кольцо 8, вставленное в обойму 7, свинченную в свою очередь с перфорированной нижней частью корпуса одометра 9 и днищем 10. Кроме того, в обойму 7 сверху ввинчено направляющее кольцо одометра 12, в которое вставляется перфорированный штамп 13. Избыток воды, образующийся при сжатии грунта, удаляется сверху через отверстия штампа, снизу - через подобные отверстия в нижней части корпуса 9 и далее – через отвод наружу. Осадка грунта замеряется двумя индикаторами часового типа, расположенными на верхнем штампе одометра. Одометр в собранном виде устанавливается на панель стола 1.

Подготовительные работы

 

Из монолита грунта с ненарушенной структурой методом режущего кольца вырезают образец для исследования. Кольцо с образцом взвешивается. Зная массу кольца и его объем, подсчитывают плотность грунта r при естественной влажности. Из оставшейся после срезки части грунта берут пробу на влажность (см. работу №2). С торцов кольца на поверхность грунта накладываются кружки фильтрованной бумаги.

Сборка прибора

 

Кольцо с грунтом ставится острым краем вверх на нижнюю часть корпуса одометра 9, собранную с днищем корпуса 10, после чего верхняя и нижняя части корпуса свинчиваются. В верхнюю обойму вворачивается направляющее кольцо одометра 12, сверху на грунт накладывается перфорированный штамп 13, на котором устанавливаются держатели с индикаторами часового типа. Смонтированный одометр устанавливается на панель стола, в держателях закрепляются индикаторы, после чего к штампу прикладывается первая ступень нагрузки.

Проведение испытаний

 

При определении массы грузов, укладываемых на подвеску рычага, должна быть учтена масса нагрузочной рамки(2,3 кг.). Так, для создания удельного давления на грунт 25 Па на подвеску рычага должен быть уложен груз 1,27 кг, создающий вместе с массой рамки усилие на штамп одометра: (1,27´10+2,3)´10=150 Н или удельное давление на грунт =25 Па.

Далее нагрузка может увеличиваться любыми ступенями из расчета: каждое последующее увеличение удельного давления на 25 Па требует дополнительной установки на подвеску груза в 1,5 кг. С момента приложения каждой ступени давление записывают показания индикатора через 1, 2, 4 и 8 минут (8-минутная выдержка условно принимается для учебных целей за время стабилизации деформаций), после чего прикладывается очередная ступень нагрузки. Операция взятия отчетов по индикаторам повторяется, и деформация с нарастающим итогом записывается в журнале испытания. После приложения конечной проектной (или заданной с учебной целью) нагрузки и взятия соответствующих отчетов по индикаторам испытания заканчивают в такой последовательности:

а) снимают индикаторы;

б) освобождают от гирь подвеску и снимают давление со штампа;

в) разбирают одометр, отвинчивая нижнюю часть корпуса и днище и вынимая кольцо из обоймы.

Прибор после каждого испытания тщательно очищают от грунта, промывают, насухо вытирают и смазывают тонким слоем вазелина.

Результаты компрессионных испытаний помещают в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1 - Журнал компрессионных испытаний грунта

 

№ п.п.	Масса гирь на подвеске, кг	Давление P, МПа	Показания индикаторов, мм	Вертикальная деформация образца, мм	Коэффициент пористости ei	Коэффициент сжимаемости ai	Коэффициент относительной сжимаемости a0	Модуль общей деформации E0
прав.	лев.

 

4 ОПИСАНИЕ КОМПРЕССИОННОГО ПРИБОРА ПОЛЕВОЙ ЛАБОРАТОРИИ ЛИТВИНОВА И МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

 

Для исследования компрессионных свойств грунта используется компрессионный прибор полевой лаборатории Литвинова (рисунок 4).

 

1 – основная часть прибора; 2 – зажимное устройство; 3 – гири;

4-6 – подвески к рычагу; 5 – рычажная система; 7 – индикатор

 

Рисунок 4 – Полевой прибор лаборатории Литвинова

 

Соотношения в рычажной системе этого прибора таковы: приложение груза к рабочей подвеске рычага в 1 кг вызывает давление на поршень в 250 Н. Площадь внутреннего сечения компрессионной гильзы равна 25 см ,удельное давление на испытуемый грунт равно 0,1 МПа.

 

4.1 Установка и загрузка прибора

 

1. нижняя часть прибора привинчивается зажимным устройством к столу.

2. Из монолита отбирается образец грунта в грунтоотборную гильзу (режущее кольцо). Грунтоотборная гильза является обоймой для образца грунта при его испытании.

3. На нижнюю часть прибора кладется бумажный фильтр.

4. На бумажный фильтр помещается кольцо с грунтом, режущей кромкой вверх.

5. Грунт закрывается бумажным фильтром и сверху на образец устанавливается поршень с верхним дренажным диском. После этого прибор завинчивают.

6. Поршень устанавливают так, чтобы он только касался верхней поверхности грунта, и закрепляют его винтом, препятствующим вертикальному перемещению поршня.

7. Устанавливают рычажную систему, прикрепляя ее к верхней части зажимного устройства и опирая на призму штока поршня. Рычаг уравновешивают в нейтральном положении гирями на подвеске противовеса.

8. Закрепляют индикатор в траверзе прибора так, чтобы его стержень, фиксирующий деформацию, упирался в поршень. При этом стержень должен приподняться вверх на 70-80% свободного хода, т.е. на 7-8мм. При помощи обоймы устанавливают индикатор на нулевое деление.

9. закончив установку прибора, опускают зажимный винт поршня и приступают к испытанию.