Исследование прочностных характеристик грунта лесных дорог

STRENGTH CHARACTERISTICSSTUDY GROUND FOREST ROADS

Перед тем, как приступить к подготовке первой серии экспериментов нами был выполнен пробный эксперимент.

Для выполнения пробного эксперимента была использована глина полутвердая без армирующего элемента. Образец грунта изготовлялся на приборе стандартного уплотнения по следующей схеме – образец условно делился на три части и при добавлении каждой трети уплотнялся сорока ударами с высоты 30 см.

После уплотнения образец был извлечён из формы и помещен в резиновую оболочку прибора трехосного сжатия, с установкой бумажных и каменных фильтров, штампов. Далее была собрана камера прибора трехосного сжатия и выполнено нагружение образца по неконсолидированно-недренированной схеме испытания при значении всестороннего давления – 50 кПа.

Пробный эксперимент позволил скорректировать некоторые этапы планируемых испытаний и выявил основные ошибки. Так, было более тщательно подобрано значение показателя текучести для глинистой пасты. Уплотнение образца было решено проводить в четыре этапа. Более детально была проработана технология извлечения образца из формы для прибора стандартного уплотнения.

После обработки результатов пробного испытания были выполнены три серии экспериментов.

Образцы были изготовлены из глины тугопластичной с показателем текучести I L = 0,4. Для обеспечения равномерной плотности во всем объеме, образцы подвергались ручному уплотнению при помощи формы для прибора стандартного уплотнения (Рис.1). Образец условно делился на 4 части по высоте, каждая часть уплотнялась 40 ударами, высота падения груза составляла 30 см. После уплотнения производилось контрольное взвешивание образца, затем рассчитывалась получившаяся плотность грунта. В среднем плотность глинистого грунта сформированного образца составила 1,85 г/см³.

Рисунок 1 – Форма для прибора стандартного уплотнения с глинистым образцом

Готовый образец помещался в резиновую оболочку и устанавливался в камеру трехосного сжатия типа А, в которой всесторонне давление создается сжатым воздухом. Далее по неконсолидированно-недренированной схеме проводилось нагружение образца вертикальной нагрузкой при бытовом давлении в камере 50 кПа, 75 кПа, 100 кПа. Для получения корректных результатов, при каждом из значений бытового давления испытывалось не менее трех образцов.

Критерием для окончания испытаний являлось достижение образцом 15-процентной относительной деформации.

Изготовление и испытание образцов, армированных горизонтальным слоем геостекстиля, выполнялось аналогичным методом. Горизонтальное армирование располагалось на одной второй (один слой геосинтетика) и на одной четвертой (три слоя геосинтетика) от общей высоты образца.

По окончанию каждого испытания автоматизированная система АСИС-6 предоставляет протокол испытания, в котором по времени расписан весь процесс. Протокол представляет собой таблицу, которая содержит столбцы с данными: время от начала испытания; действие (начало, этап загрузки, ожидание, разгрузка); девиатор, кПа / кгс / МПа; давление в камере, кПа /

МПа; давление поровой жидкости верхнего штампа, кПа / МПа; давление поровой жидкости нижнего штампа, кПа / МПа; вертикальная деформация, мм; объем вытесненной жидкости из камеры по датчику разности давлений, мм3/ см3; относительная вертикальная деформация; объем внедренного штампа, мм3/ см3; площадь сечения образца, мм2; объем образца, мм3 траектория нагружения; объемная деформация образца, см3.

Результаты всех выполненных испытаний на приборе трехосного сжатия представлены в табличном виде (таблица 1).

Кроме того, был испытан составной образец, верхняя часть которого (1/2) - уплотнённый мелкий песок, нижняя (1/2) – глина тугопластичная, на границе между разными типами грунтов был расположен разделяющий слой тканного геотекстиля Геоспан ТН 50. Испытание проводилось при давлении в камере 100 кПа.

Всего, учитывая трехкратное повторение каждого сочетания, было выполнено 27 экспериментов с образцами из глины и 1 эксперимент с составным образцом.

Эксперимент заключается в проведении трехосных испытаний армированных и неармированных образцов из глины и составного образца. Исходным материалом для изготовления образцов использовалась глина тугопластичная с показателем текучести 0,4. В качестве материала армирования принят тканый геотекстиль Геоспан ТН 50.

Таблица 1 – Результаты всех выполненных экспериментов

Испытания на приборе трёхосного сжатия для всех образцов проводились по неконсолидированно-недренированной схеме при всесторонних давлениях 50 кПа, 75 кПа, 100 кПа. Завершение испытаний происходило при достижении образцом 15-процентной относительной деформации.

Результаты каждого испытания автоматизированная система АСИС-6 предоставляет в виде протокола испытания, в котором по времени расписан весь процесс. Далее путем первичной обработки полученных данных из протокола все выполненных испытания на приборе трехосного сжатия были представлены в табличном виде.

Всего было испытано 27 образцов из глины тугопластичной, с учетом трехкратного повторения каждого сочетания, и 1 составной образец, нижняя часть которого из глины тугопластичной, верхняя – из песка.