ГОСТ 23741-79 Группа Ж39 #G1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР ГРУНТЫ Методы полевых испытаний на срез в горных выработках Soils. In-situ methods of shearing test in mine openings Дата введения 1980-07-01 РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по делам строительства ИСПОЛНИТЕЛИ Л.Г.Мариупольский, канд.техн.наук (руководитель темы); А.Н.Скачко, канд.техн.наук; А.А.Шерман; М.А.Ро; А.Я.Рубинштейн, канд.геолого-минер.наук; Э.Р.Черняк, канд.геолого-минер.наук; А.П.Старицын, канд.техн.наук; Л.Е.Темкин; В.И.Швец, д-р техн.наук ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по делам строительства Член Коллегии В.И.Сычев УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 20 июня 1979 г. N 90 Настоящий стандарт распространяется на крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты и устанавливает методы полевых испытаний на срез в горных выработках при исследованиях грунтов для строительства. Стандарт не распространяется на грунты: глинистые текучие, текучепластичные, набухающие, просадочные и с крупнообломочными включениями размерами более 80 мм; глинистые и песчаные заторфованные и торфы; глинистые, песчаные и крупнообломочные засоленные; всех видов в мерзлом состоянии, а также при проведении испытаний в скважинах. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Испытания грунта на срез следует производить для определения прочностных характеристик - угла внутреннего трения (град.) и удельного сцепления (кгс/). Испытания следует производить на срез целика грунта по плоскости, фиксированной относительно поверхности горной выработки, постепенно возрастающей касательной нагрузкой при одновременной передаче на целик грунта нормальной нагрузки к плоскости среза. Примечание. Определения основных терминов, применяемых в настоящем стандарте, приведены в приложении 1. 1.2. Испытания на срез целиков грунта следует производить методами: консолидированного среза; неконсолидированного среза. 1.3. Метод консолидированного среза следует применять для определения характеристик грунтов в условиях стабилизированного состояния: крупнообломочных и песчаных; глинистых с показателем консистенции 0,75. 1.4. Метод неконсолидированного среза следует применять для определения характеристик водонасыщенных глинистых грунтов в условиях нестабилизированного состояния при степени влажности 0,80 с показателем консистенции 0,5. 1.5. Испытания на срез следует выполнять для следующих видов грунтов: а) природного сложения и природной влажности; б) природного сложения с замачиванием до полного водонасыщения; в) насыпных и намывных грунтов заданной влажности или c замачиванием до полного водонасыщения; г) с подготовленной плоскостью среза по способу "плашек" или способу повторного среза (см. приложение 2). 1.6. Испытания следует производить в горных выработках (котлованах, шурфах, штреках и др.). Проходка выработок должна проводиться способами, при которых сохраняется природное состояние грунтов забоя выработки. Из выработок на отметке испытания грунта на срез должны быть отобраны образцы (монолиты) и в лабораторных условиях определены физические характеристики: влажность - по ГОСТ 5180-75, удельный вес - по ГОСТ 5181-78, объемный вес - по ГОСТ 5182-78, влажность на границах раскатывания и текучести - по ГОСТ 5183-77, зерновой (гранулометрический) состав - по ГОСТ 12536-67, а также вычислены объемный вес скелета, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель консистенции. Грунты, в которых не может быть вырезан целик ненарушенного сложения или которые выдавливаются в процессе испытания в зазор между кольцом и поверхностью выработки, испытывать методами, предусмотренными настоящим стандартом, не допускается. 1.7. Значения прочностных характеристик грунта - угла внутреннего трения и удельного сцепления следует устанавливать по величинам сопротивления грунтов срезу , относящимся к одному инженерно-геологическому элементу (слою) в соответствии с ГОСТ 20522-75, по уравнению #G1 #G0 1.8. Сопротивление грунта срезу следует определять как касательное напряжение #G1 #G0при котором целик грунта срезается по фиксированной плоскости при нормальном давлении где и -соответственно нормальная и касательная нагрузки к плоскости среза, кгс; - площадь среза, . Величину следует определять не менее чем при трех различных значениях для однородного по строению и составу грунта при испытании его в одной и той же выработке и на одной глубине. 1.9. Сопротивление грунта срезу надлежит определять при испытании методом: консолидированного среза - после предварительного уплотнения целика грунта заданным нормальным давлением; неконсолидированного среза - без предварительного уплотнения целика грунта. 1.10. Нормальную и касательные нагрузки надлежит создавать с помощью домкратов или тарированными грузами. 1.11. Деформации целика грунта следует определять как среднее арифметическое показаний двух приборов, фиксирующих: смещение противоположных сторон кольца в направлении приложения касательной нагрузки - среза; осадку противоположных сторон штампа - сжатия. 2. АППАРАТУРА 2.1. Для испытания целиков грунта на срез следует применять установки, состоящие из следующих основных узлов: колец с внутренним диаметром = 400 мм и высотой = 220 мм; жестких штампов с площадью, соответствующей диаметру кольца; устройств для создания нормальной и касательной нагрузок; измерительной системы для определения величин нагрузок и деформаций сжатия и среза целика грунта. 2.2. Конструкции установок должны обеспечивать возможность: передачи нормальной нагрузки центрально на штамп по оси целика грунта; передачи касательной нагрузки в плоскости, перпендикулярной к приложению нормальной нагрузки; при этом касательная нагрузка должна быть приложена в плоскости среза или выше ее на расстоянии не более 30 мм; передачи нормальной и касательной нагрузок ступенями или в виде непрерывно возрастающей нагрузки с постоянной скоростью; тарировки измерительных приборов и установления поправок на преодоление трения при перемещении кольца (целика) относительно неподвижной части установки. 2.3. Домкраты должны быть предварительно оттарированы, а насосные станции гидравлических домкратов со шлангами высокого давления проверены на герметичность. Величины нормального и касательного давления на целик грунта следует измерять с точностью не менее 0,1 кгс/. 2.4. Приборы (прогибомеры, индикаторы и др.) для измерения деформаций сжатия и среза целика грунта с точностью не менее 0,1 мм должны быть надежно закреплены на металлической реперной системе. 3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ 3.1. Подготовку к испытанию целиков грунта на срез в пройденной выработке надлежит выполнить в следующем порядке: вырезают целик грунта с помощью кольца; после этого устанавливают анкерные устройства, устройства для приложения и измерения нормальной и касательной нагрузок, а затем измерительную систему для определения деформаций сжатия и среза целика грунта. 3.2. Вырезку целика грунта следует производить постепенным вдавливанием кольца (вручную или с помощью домкрата) с подрезкой грунта поверхности выработки вокруг кольца. Вдавливание кольца должно производиться без перекосов, центрируя его по заранее намеченной оси симметрии целика. 3.3. Для установки штампа после вырезки целика грунт в кольце надлежит выровнять и затем на выровненную поверхность укладывать слой маловлажного песка (мелкого или средней крупности) толщиной 1-2 см для глинистых грунтов и 3 см - для крупнообломочных грунтов. В нижней части целика между торцом кольца и поверхностью выработки должен быть оставлен зазор высотой 1 - 2 см, по которому проходит плоскость среза; во избежание нарушения природного состояния грунта зазор устраивается непосредственно после окончания монтажа установки. 3.4. После вырезки целика грунта надлежит смонтировать устройства для передачи нормальной и касательной нагрузок и измерительную систему. Измерительные приборы должны быть защищены от воздействия солнечных лучей, ветра и атмосферных осадков. 3.5. После монтажа установки и измерительной системы надлежит установить показания приборов на нулевые деления, записать их в журнале полевых испытаний (см. приложение 3) как исходные для последующих отсчетов в процессе проведения испытания. 4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ 4.1. Метод консолидированного среза 4.1.1. Предварительное уплотнение целика грунта надлежит производить нормальными давлениями , при которых в последующем определяют сопротивление грунта срезу . Нормальные давления следует передавать на целик грунта последовательно ступенями ; величины давления и их ступеней указаны в табл. 1. #G1 Таблица 1 #G1 Вид и состояние грунта Нормальные давления , кгс/ Ступени давлений , кгс/ Крупнообломочные Песчаные: пески гравелистые, круп- ные и средней крупности плотные Глинистые с показателем консистен- ции 0 1,0; 3,0; 5,0 1,0 Песчаные: пески гравелистые и круп- ные средней плотности и рыхлые; сред- ней крупности и средней плотности; мелкие плотные и средней плотности Глинистые с показателем консистен- ции 0