La studierea proprietăților de deformare a nisipurilor și a pietrelor de lut, acestea sunt cele mai des testate pentru compresie, în care are loc deformarea compactării de rocă, fără posibilitatea extinderii laterale. Esența acestor teste este că roca este compactată cu etape de încărcare (# 963; # 963; # 963; 3 etc.) în inelul de lucru al unui dispozitiv special de comprimare sau de filtrare și observa o schimbare a porozității sau a coeficientului de porozitate. Ca rezultat, se obține o relație caracteristică, care este de obicei exprimată sub forma unei curbe de compresie (Figura 5.1).
Pe o mică parte a curbei de compresie de la M1 la M2, aceasta poate fi considerată dreaptă. Tangenta unghiului de înclinare a acestei secțiuni a curbei caracterizează compresibilitatea stâncii la un anumit interval de presiune:
Fig. 5.1 Curba de compresie: 1 - curba de etanșare; 2 - curba de decompresie.
Panta pantei curbei de compresie, adică tg # 945 este de obicei marcat cu m0 și numit coeficientul de compresibilitate. Cu cât valoarea tg este mai mare # 945; roca este mai slabă, deoarece este mai maleabilă, mai compactă în intervalul presetat presetat.
Alegerea punctelor de pe curba de compresie la determinarea factorului de compresibilitate nu poate fi accidentală. Coordonatele punctului de plecare trebuie să corespundă încărcării naturale naturale a stâncii și coeficientului natural de porozitate. Coordonatele punctului final trebuie să corespundă încărcării finale pe stâncă după montarea structurii.
Factor de compresibilitate relativ m # 957; . exprimând deformarea relativă a pietrei, adică reprezentând mărimea comprimării stratului de rocă din sarcină # 963; se referă la grosimea inițială a stratului.
Echipamente și materiale
Pentru a determina coeficientul de compresibilitate și coeficientul de compresibilitate relativă a nisipului și a pietrelor de lut, este necesar să existe un dispozitiv de comprimare sau filtrare-comprimare. Există mai multe tipuri de dispozitive de compresie cu diferite modele, însă schema de bază a tuturor dispozitivelor este aproape identică. Fiecare dispozitiv are un set corespunzător de greutăți, care permite compactarea rocii în anumite etape de încărcare.
Fig. 5.2. Diagrame schematice ale dispozitivelor de compresie-filtrare: a - pentru testarea în funcție de schema fluxului de apă descendentă; b - pentru teste conform schemei de curgere ascendenta a apei;
1 - locuințe; 2 - paleta cazului; 3 - baza cauzei; 4 - inel de lucru; 5 - un inel de dirijare; 6 - căptușeală perforată; 7 - ștampila perforată; 8 - acoperire; 9 - bucșa; 10 - stocul; 11 - ștecher; 12 - montare; 13 - o căptușeală din cauciuc; 14 - un dop; 15 - inel de prindere superior; 16 - inel de prindere inferior; 17 - piuliță; 18 - rack-ul; 19 - un furtun; 20 - tub din sticlă; 21 - indicator; 22 - titularul indicatorului; 23 - călcâiul indicatorului; 24 - mingea; 25 - eșantion de sol de testare
Gama de presiuni la care se efectuează testele este determinată în programul de testare sau luată în cadrul unei valori de presiune de proiectare de un an și jumătate la nivelul solului.
Pentru încercări se utilizează eșantioane de umiditate naturală nedeteriorate sau probe de sol saturate cu apă sau mostre de adiție disturată cu valorile specificate ale densității și umidității.
Proba trebuie să aibă forma unui cilindru cu un diametru de cel puțin 71 mm și un raport de înălțime la diametru de 1: 3,5.
Compresoarele și dispozitivele de filtrare-comprimare sunt calibrate pentru comprimare utilizând o inserție metalică. Presiunea maximă în timpul calibrării este egală cu 1,0 MPa, încărcarea prin trepte de presiune - 0,05 MPa cu un timp de menținere de 2 minute.
1. O probă de sol din inelul de lucru este cântărită, acoperită de capete cu filtre umede și plasată într-un dispozitiv de comprimare.
2. După plasarea probei, procedați după cum urmează:
- să stabilească o mostră pe o ștampilă perforată;
- reglementează mecanismul de încărcare al eșantionului;
- să stabilească instrumente pentru măsurarea deformărilor verticale ale eșantionului;
- înregistrați citirile inițiale ale instrumentelor.
3. Dacă este necesar, saturația apei în probă se efectuează prin filtrarea apei de jos în sus sub blocare. Pentru a face acest lucru, umpleți tava cu apă. Saturația apei se efectuează pentru solurile de lut timp de 2-5 zile, pentru nisip - până la apariția apei deasupra ștampilei.
4. Încărcarea eșantionului se efectuează uniform, fără impact, cu etape de încărcare.
5 Prima etapă de presiune pentru testarea nisipurilor, inclusiv a celor măcinate, este luată ca o funcție a coeficientului de porozitate e din tabelul 5.1, iar etapele de presiune ulterioare sunt considerate a fi 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 MPa și în continuare cu un interval de 0,1 MPa până la valoarea stabilită a sarcinii.
Coeficientul de porozitate, e
În unele cazuri, prevăzute de sarcină, pot fi luate mai multe etape de presiune fracționate, pornind de la caracteristicile deformabilității solului, condițiile de umplere și condițiile de ridicare a structurii.
Stâncile slabe sunt testate la o încărcătură de 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; 0,2; 0,3 MPa și mai dens la o încărcătură de 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,6 MPa.
Valoarea sarcinii care trebuie aplicată pârghiei de presare la o anumită sarcină specifică pe stâncă este calculată din formula
P = (# 963; F - g) × L, unde
P este sarcina totală aplicată pârghiei de presare (H);
# 963; - sarcină specifică pe piatră (MPa);
F este suprafața probei, (cm2);
L - raportul de transmisie al sistemului de pârghii.
6. La fiecare etapă de încărcare a probei de sol, probele de instrument pentru măsurarea deformărilor verticale sunt luate în următoarea ordine: prima citire este imediat după aplicarea încărcării, apoi după 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 min și mai departe cu un interval de 1 h în timpul zilei de lucru și apoi - la începutul și la sfârșitul zilei de lucru până la stabilizarea condiționată a deformării probei.
7. În criteriul stabilizării ratei susa deformarea convențională a probei prelevate nu trebuie să depășească 0,01 mm pentru ultimele 4 ore de observare pentru nisipuri și 16 ore - pentru lutul, și 24 de ore - pentru solurile organice și organo.
8. Dacă, în timpul încercărilor de compresie a rocii, este necesară obținerea unei curbe de decompresie, după stabilizarea, sedimentele din stadiul maxim de încărcare sunt descărcate în pași în ordine inversă. După stabilizarea decompresiei din fiecare etapă a sarcinii, se determină valorile corespunzătoare ale coeficientului de porozitate.
9. După determinarea coeficientului de porozitate a rocilor corespunzător ultimei etape a încărcăturii, dispozitivul este eliberat din piatră, șters și șters cu un strat subțire de jeleu de petrol.
10. Prelucrarea rezultatelor testului trebuie să includă: construirea unei curbe de compresie, calculul factorului de compresibilitate și coeficientul de compresibilitate relativă și modulul de deformare totală.
11. Curba de comprimare construită prin valori finite ale coeficientului de porozitate formării după stabilizarea etanșare prin fiecare etapă de încărcare. Curba de compresie poate fi construit într-un alt sistem de coordonate, și anume un sistem unde ordonata in loc valorile coeficientului de porozitate indică o valoare de deformare relativă pe axa absciselor și, la fel ca în primul caz - .. Load. Un astfel de sistem de construire a unei curbe de compresie este foarte convenabil atunci când se utilizează pentru predicția structurilor sedimentare.
12. Concluziile privind rezultatele testelor ar trebui să cuprindă o evaluare a gradului de deformabilitate - compresibilitatea rocilor, determinarea rezistenței structurale și evaluarea stării în condiții de apariție naturală.
Temperatura de testare ° C
Timpul de numărare a h
13. Pentru a determina caracteristicile m0 și E din rezultatele încercărilor pentru fiecare etapă de încărcare, se calculează:
- deformarea absolută stabilă verticală a eșantionului de sol h mm, ca medie aritmetică a citirilor instrumentelor de măsurare, minus corecția pentru deformarea dispozitivului de comprimare;
- deformarea relativă verticală a eșantionului de sol prin formula
14. Din valorile calculate, este reprezentat un grafic al dependenței.
Prin punctele din grafic, se efectuează o curbă netedă medie sau aceste puncte sunt aproximate de o dependență monotonică.
Valoarea presiunii corespunzătoare punctului de intersecție al curbei cu axa de presiune este egală cu valoarea rezistenței la compresiune structurală.
15. Calculați coeficienții de porozitate a solului la presiuni conform formulei:
16. Factor de compresibilitate MPa. într-un interval de presiune dat și calculat cu o precizie de 0,001 MPa în conformitate cu formula:
unde și sunt coeficienții de porozitate corespunzători presiunilor și.
17. Modulul de deplasare MPa, în domeniul de presiune, se calculează cu o precizie de 0,1 MPa conform formulelor:
unde și sunt valorile compresiei relative corespunzătoare presiunilor și;
- factor de compresibilitate corespunzător domeniului de presiune de la până la;
- coeficientul, luând în considerare absența extinderii transversale a solului în dispozitivul de comprimare și calculat prin formula:
unde este coeficientul de deformare transversală, determinat de rezultatele încercărilor în dispozitivele de compresie triaxiale.
În absența datelor experimentale, este permisă: 0,30-0,35 pentru nisip și nisip; 0,35-0,37 - pentru lingouri; 0,2-0,3 pentru <0; 0,3-0,38 при 0 0,25; 0,38-0,45 при 0,25<1,0 - для глин. При этом меньшие значения принимают при большей плотности грунта.
Aproximativ se poate considera că, dacă la sarcini mici - 0,05 până - 0,5 MPa (0,5 - 5 kg / cm2) pe unitățile și zecimi de unități roci coeficient exprimate de nisip și roci de argilă sunt excesiv de puternic și de comprimare a puternic bil dacă comprimare a este sutimi de unitate - sredneszhimaemymi și dacă este exprimată în miimi de unități, - slab.
LUCRAREA LABORATORULUI № 6