Галина Юрьевна Ивахнова — аспирант кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов
163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17
РИНЦ AuthorID: 1044892, Scopus: 57219992412
Galina Yu. Ivakhnova — postgraduate student of the Department of Geotechnics
17 Severnaya Dvina emb., Arkhangelsk, 163002
RSCI AuthorID: 1044892, Scopus: 57219992412
Алексей Анатольевич Коршунов — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра инженерной геологии, оснований и фундаментов
163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17
Scopus: 56203452100, ResearcherID: ABB-7422-2020
Alexey A. Korshunov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of Department, Department of Engineering Geology, Foundations and Foundations
17 Severnaya Dvina emb., Arkhangelsk, 163002
Scopus: 56203452100, ResearcherID: ABB-7422-2020
Александр Леонидович Невзоров — доктор технических наук, профессор, профессор кафедры инженерной геологии, оснований и фундаментов
163002, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17
РИНЦ AuthorID: 393637, Scopus: 7004203097, ResearcherID: J-2809-2012
Alexander L. Nevzorov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Engineering Geology, Foundations and Foundations
17 Severnaya Dvina emb., Arkhangelsk, 163002
RSCI AuthorID: 393637, Scopus: 7004203097, ResearcherID: J-2809-2012
Введение. При компрессионных испытаниях торфа и заторфованных грунтов, продолжительность которых может достигать нескольких месяцев, на контакте между боковой поверхностью образца и металлическим кольцом возникают силы трения, оказывающие существенное влияние на результаты измерений. Разработан одометр, позволяющий повысить достоверность результатов лабораторных испытаний за счет определения характеристик сжимаемости с учетом указанного фактора.
Материалы и методы. Прибор выполнен с применением аддитивной технологии на 3D-принтере, из металла изготовлено только кольцо для образца. Диаметр образца 8,6 см, исходная высота 3 или 5 см. После стабилизации деформаций в основании прибора освобождается полость и на поршень прикладывается монотонно возрастающая нагрузка до момента «срыва» по контакту боковой поверхности с кольцом. При этом с помощью болтов предварительно предотвращается разуплотнение образца. Исследованный торф имел следующие свойства: плотность 0,98–1,02 г/см3, влажность 861–930 %, коэффициент пористости 11,8–14,2, степень разложения 40–45 %. Испытания проводились при нагрузке на образец 50 и 100 кПа.
Результаты. Испытания показали, что на преодоление сил трения уходило до 15–20 % от приложенной к образцу нагрузки. Этот фактор следует учитывать при расчете характеристик сжимаемости, корректируя значение напряжений в образце.
Выводы. Преимуществом представленного одометра является определение характеристик сжимаемости, включая коэффициент консолидации, с учетом погрешности измерений, возникающей из-за сил трения на контакте образца с кольцом. Изготовление геотехнических приборов на 3D-принтере дает возможность существенно сократить затраты времени и средств, облегчает доработку конструкции в ходе испытаний, а также упрощает изготовление запасных деталей.
Introduction. Friction forces have a significant impact on results of the long-time compression tests of peat and peaty soils. Forces occur at the contact between the lateral surface of the sample and the metal ring during compression tests. The authors have developed an oedometer that allows to increase the reliability of laboratory test results by determining the compressibility characteristics taking friction impact into account.
Materials and methods. The oedometer was made by plastic additive manufacturing except for bronze ring. The diameter of the sample is 8.6 cm and the initial height of the sample is 3 or 5 cm. After stabilization of deformations void in the base of the odometer is released and a monotonically increasing load was applied to the upper part of the sample until the “breakdown” at the contact between the lateral surface of the peat sample and the ring. At the same time loosening of the sample was prevented by keeping samples with bolts. The studied peat had the following properties: density 0.98–1.02 g/cm3, water content 861–930 %, void ratio 11.8–14.2, decomposition degree 40–45 %. The tests were carried out at vertical stresses equal to 50 and 100 kPa respectively.
Results. Tests showed that up to 15–20 % of the load applied to the sample is required to overcome friction forces. This phenomenon should be taken into account in determining compressibility characteristics by adjusting the current load on the sample.
Conclusions. The advantage of the oedometer is the determination of compressibility characteristics including compression index taking into account the measurement error occurring from the friction forces at the contact of the sample with the ring. The manufacture of geotechnical devices by 3D printing is non-cost and time-consuming. This also makes it easier to modify the design during testing and simplifies the manufacture of spare parts.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.