С.10.1.1 Принципы испытания

(1) К удерживаемому сбоку образцу должна прикладываться вертикальная нагрузка s₁. Для каждого приращения нагрузки Ds₁ (вертикальное) измеряется результирующее горизонтальное напряжение Ds₂ и изменение вертикального смещения Dn₁. По этим измерениям выводится эффективный модуль упругости при нагрузке Е_sL (модуль нагрузки) с помощью инкрементального коэффициента горизонтальной нагрузки К. Вертикальная нагрузка затем снижается на величину Ds₁, измеряется изменение горизонтального напряжения Ds₂ и вертикального смещения Dn₁. По этим измерениям выводится эффективный модуль упругости при разгрузке Е_sU (модуль разгрузки).

Примечание 1 — Порядок величины К_о зависит от направления основных напряжений в образце. Горизонтальные и вертикальные напряжения приблизительно соответствуют основным напряжениям, причем, как правило, в бункере этого не происходит.

Примечание 2 — Под образцом, в котором исключены горизонтальные деформации, следует понимать, что горизонтальные удлинения в сыпучем материале сохраняются настолько малыми, что их влиянием на напряжения в образце сыпучего материала пренебрегают. Однако, эти удлинения достаточно велики, чтобы считать их измеримыми величинами в тонкой стене измерительной аппаратуры. В общем случае среднее удлинение периметра при порядке величины 1/10 промиля выполняет этот критерий.

С.10.1.2 Испытательное устройство

(1) Геометрия применяемой испытательной аппаратуры представлена на рисунке С.5. Она подобна аппаратуре для измерения коэффициента горизонтальной нагрузки К, описанной в С.8.

(2) Горизонтальные напряжения выводятся из удлинений, измеренных на наружной поверхности вертикального кольца. Для этого стенка измерительного элемента должна быть достаточно тонкой и должна быть рассчитана таким образом, чтобы можно было правильно интерпретировать состояние напряжений в стене.

Примечание — В общем случае для этого требуется основная плита, отделенная от стенок элемента среза, чтобы возможны были измерения как горизонтальных, так и вертикальных удлинений без взаимного отрицательного влияния. Кроме того, требуется, чтобы удлинения измерялись на достаточном удалении от краев образца. Должно обеспечиваться, что измеренные удлинения пропорциональны внутренним горизонтальным напряжениям, причем изгибом стенок испытательной аппаратуры в этом отношении можно пренебречь.

(3) Необходимо заботиться о том, чтобы настраивались соответственно малые инкрементальные величины вертикальных деформаций образца.

а) b)

1 — гладкая поверхность;

2 — шероховатая поверхность

Рисунок С.5 — Методы испытаний для определения

модуля упругости при нагрузке и разгрузке:

а — испытательное устройство;

B — типичное вертикальное смещение

при вертикальных приращениях напряжения Ds₁

С.10.1.3 Проведение

(1) В качестве эталонного напряжения s_r принимается наибольший ожидаемый вертикальный уровень давления хранимого в бункере сыпучего материала р_v.

(2) Подготовка образцов должна осуществляться в соответствии с действиями по С.5.

(3) После установки вертикальной нагрузки s₁, соответствующей эталонному напряжению s_r, считываются горизонтальные напряжения и вертикальные деформации. Высота Н образца материала должна тщательно измеряться.

(4) Устанавливается малое приращение вертикального напряжения Ds₁ и еще раз измеряются горизонтальные напряжения и вертикальные деформации. Приращение вертикальных напряжений должно приблизительно составлять около 10 % эталонного напряжения s₁.

(5) Определяется изменение горизонтального напряжения Ds₂ вследствие вертикального приращения нагрузки Ds₁ и изменение вертикальных смещений Dn (оба значения отрицательные). Значение К при нагрузке с приращением тогда определяется как К_L по формуле

. (С.11)

(6) Тогда эффективный модуль упругости Е_sL при нагрузке определяется по следуещей формуле:

. (С.12)

(7) В заключение осуществляется незначительное снижение вертикальной нагрузки (должно рассматриваться как величина с отрицательным предварительным знаком) и измеряются результирующие изменения горизонтальных напряжений и вертикальных деформаций. Приращение вертикального напряжения Ds₁ должно приблизительно составлять около 10 % эталонного напряжения s₁.

(8) Определяется изменение горизонтального напряжения Ds₂ вследствие вертикального приращения нагрузки Ds₁ и изменения вертикальных смещений Dn (оба значения отрицательные). Значение К при разгрузке с приращением тогда определяется как К_U по формуле

. (С.13)

(9) Эффективный модуль упругости Е_sU при разгрузке определяется по следующей формуле:

. (С.14)

Примечание — Эффективный модуль упругости при разгрузке обычно намного больше эффективного модуля упругости при нагрузке. В оценке, при которой большой модуль упругости вреден для несущей констуркции (например, при изменениях температуры) должен использоваться модуль упругости при разгрузке (модуль разгрузки). Если модуль упругости сыпучего материала наиболее благоприятен для конструкции (например, в тонкостенных прямоугольных бункерах), должен применяться модуль упругости при нагрузке (модуль нагрузки).