ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Основи та підвалини будинків
і споруд
ГРУНТИ.
МЕТОДИ ЛАБОРАТОРНОГО ВИЗНАЧЕННЯ
ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ
І ДЕФОРМОВАНОСТІ
ДСТУ Б В.2.1-4-96
(ГОСТ12248-96)
Видання офіційне
ГРУНТЫ.
МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ
И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ
ГОСТ12248-96
Издание официальное
Державний комітет України у справах містобудування і архітектури
Київ1997
Межгосударственная научно-техническая комиссия по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96)
Передмова
1 РОЗРОБЛЕНИЙ
Державним підприємством науково-дослідним, проектно-вишукувальним і конструкторсько-технологічним інститутом основ і підземних споруд ім. М.М. Герсеванова (НИИОСП) за участю Державного шляхового науково-дослідного інституту (СоюздорНИИ), Виробничого і науково-дослідного інституту з інженерних вишукувань в будівництві (ПНИИИС), Всеросійського науково-дослідного інституту гідротехніки ім. Б.Є. Веденєєва (АО ВНИИГ ім. Б.Є. Веденєєва), науково-дослідного інституту енергетичних споруд (АО НИИЭС) Російської Федерації
ВНЕСЕНИЙ
Мінбудом Росії
2 ПРИЙНЯТИЙ
Міждержавною науково-технічною комісією з стандартизації, технічного нормування і сертифікації в будівництві (МНТКБ) 15 травня 1996 р.
За прийняття проголосували:
Найменування держави |
Найменування органу державного управління будівництвом |
Азербайджанська Республіка |
Держбуд |
Республіка Вірменія |
Держупрархітектури |
Республіка Білорусь |
Мінбудархітектури |
Республіка Казахстан |
Мінбуд |
Киргизька Республіка |
Держбуд |
Республіка Молдова |
Мінархбуд |
Російська Федерація |
Мінбуд |
Республіка Таджикистан |
Держбуд |
Республіка Узбекистан |
Держкомархітектбуд |
Україна |
Держкоммістобуду-вання |
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН
Государственным предприятием научно-исследовательским, проектно-изыскатель-ским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М.Герсеванова (НИИОСП)с участием Государственного дорожного научно - исследовательского института (СоюздорНИИ), Производственного и научно-исследовательского института по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС), Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева, (АО ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева), научно-исследовательского института энергетических сооружений (АО НИИЭС) Российской Федерации
ВНЕСЕН
Минстроем России
2 ПРИНЯТ
Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строителстве (МНТКС)15мая1996г.
За принятие проголосовали:
Наименование государства |
Наименование органа государственного управления строительством |
Азербайджанская Республика |
Госстрой |
Республика Армения |
Госупрархитектуры |
Республика Беларусь |
Минстройархитек-туры |
Республика Казахстан |
Минстрой |
Кыргызкая Республика |
Госстрой |
Республика Молдова |
Минархстрой |
Российская Федерация |
Минстрой |
Республика Таджикистан |
Госстрой |
Республика Узбекистан |
Госкомархитектр-строй |
Украина |
Госкомградострои- тельства |
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96)
3 ВВЕДЕНИЙ НАЗАМІНУ
ГОСТ12248-78,ГОСТ17245-79,
ГОСТ23908-79,ГОСТ24586-90,
ГОСТ25585-83,ГОСТ26518-85
наказомДержкоммістобудування України
№ 189 від 1 листопада 1996 року
3 ВВЕДЕН ВЗАМЕН
ГОСТ12248-78,ГОСТ17245-79,
ГОСТ23908-79,ГОСТ24586-90,
ГОСТ25585-83,ГОСТ26518-85
Цей державний стандарт України не може бути повністю або частково відтворений, тиражований і розповсюджений як офіційне видання без дозволу Держкоммістобудування України
Настоящий межгосударственныйстандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения секретариата МНТКС
©"Укрархбудінформ"
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96)
Зміст Содержание
1 Галузь використання................................ 1
2 Нормативні посилання............................. 1
3 Визначення ............................................... 1
4 Загальні положення.................................. 3
5 Методи визначення характеристик
міцності та деформованості немерзлих
грунтів.......................................................... 3
6 Методи визначення характеристик
міцності і деформованості мерзлих
грунтів........................................................ 36
Додаток А
Форми першої і наступних сторінок
журналів лабораторних випробувань
грунтів........................................................ 54
Додаток Б
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань грунту
методом одноплощинного зрізу............... 66
Додаток В
Визначення площі деформованих
зразків глинистих грунтів.......................... 67
ДодатокГ
Принципова схема установки для
випробування грунту в умовах
тривісного стиску...................................... 68
Додаток Д
Тарування камери тривісного стиску....... 69
Додаток Е
Розширювач для поміщення зразка
грунту в гумову оболонку........................ 70
Додаток Ж
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань грунту
в умовах тривісного стиску...................... 71
ДодатокИ
Визначення модуля зсувуGі модуля об'ємної деформаціїК 72
ДодатокК
Принципові схеми компресійно-
фільтраційних приладів............................. 74
ДодатокЛ
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань грунту
методом компресійного стиску................ 75
Додаток М
Визначення параметрів
компресійної кривої................................... 76
1 Областьприменения................................ 1
2Нормативные ссылки............................... 1
3Определения............................................. 1
4Общие положения.................................... 2
5Методы определения характеристик прочности и деформируемости
немерзлых грунтов...................................... 3
6Методы определения характеристик прочности и деформируемости
мерзлых грунтов........................................ 36
Приложение А
Формы первой и последующих страниц журналов лабораторных испытаний
Грунтов...................................................... 54
Приложение Б
Образец графического оформления
результатов испытаний грунта
методом одноплоскостного среза............ 66
Приложение В
Определение площади деформиро-
ванных образцов глинистых грунтов....... 67
Приложение Г
Принципиальная схема установки для испытания грунта в условиях
трехосного сжатия..................................... 68
Приложение Д
Тарировка камеры трехосного сжатия..... 69
Приложение Е
Расширитель для помещения образца
грунта в резиновую оболочку................... 70
Приложение Ж
Образец графического оформления
результатов испытаний грунта
в условиях трехосного сжатия.................. 71
Приложение И
Определение модуля сдвигаGи модуля объемной деформации К 72
Приложение К
Принципиальные схемы компрессионно-фильтрационных приборов 74
Приложение Л
Образец графического оформления
результатов испытаний грунта
методом компрессионного сжатия........... 75
Приложение М
Определение параметров
компрессионной кривой............................ 76
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96)
Додаток Н
Визначення коефіцієнтів фільтраційної
та вторинної консолідації ................. . 77
Додаток П
Зразок графічного оформлення
результатів випробування засоленого
грунту при стиску в компресійно-фільтраційному приладі ........ 84
Додаток Р
Розрахункові опори мерзлого грунту
під підошвою фундаменту .............. .. 85
ДодатокС
Принципова схема установки для
визначення еквівалентного зчеплення
мерзлих грунтів ............................. .... 86
ДодатокТ
Схеми приладів і обладнання при
випробуваннях методом одноплощинного
зрізу мерзлого грунту по поверхні
змерзання ...................................... ..... 87
Додаток У
Рекомендації щодо виготовлення зразків
матеріалу і грунту для випробувань
методом одноплощинного зрізу по
поверхні змерзання ......................... ... 88
Додаток Ф
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань мерзлого грунту методом одноплощинного зрізу
по поверхні змерзання .................... ... 92
Додаток Х
Принципова схема установки для
випробування зразка грунту
на одновісний стиск ..................... ...... 93
Додаток Ц
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань мерзлого
грунту методом одновісного стиску . . 94
Додаток Ш
Визначення характеристик деформова-
ності мерзлого грунту за результатами
випробувань на одновісний стиск .... . 95
Додаток Щ
Зразок графічного оформлення
результатів випробувань мерзлого
грунту методом компресійного
стиску ........................................ ....... 101
Приложение Н
Определение коэффициентов фильтра-
ционной и вторичной консолидации.. 77
Приложение П
Образец графического оформления
результатов испытания засоленного
грунта при сжатии в компрессионно
фильтрационном приборе................ . 84
Приложение Р
Расчетные сопротивления мерзлого
грунта под подошвой фундамента..... 85
Приложение С
Принципиальная схема установки для
определения эквивалентного сцепления
мерзлых грунтов............................... . 86
Приложение Т
Схемы приборов и оборудования при
испытаниях методом одноплоскостного
среза мерзлого грунта по поверхности
смерзания............................................. 87
Приложение У
Рекомендации по изготовлению
образцов материала и грунта для
испытаний методом одноплоскостного
среза по поверхности смерзания...... 88
Приложение Ф
Образец графического оформления
результатов испытаний мерзлого грунта
методом одноплоскостного среза по
поверхности смерзания............... ...... 92
Приложение Х
Принципиальная схема установки для
испытания образца грунта на
одноосное сжатие................................ 93
Приложение Ц
Образец графического оформления
результатов испытаний мерзлого
грунта методом одноосного сжатия... 94
Приложение Ш
Определение характеристик деформируе
мости мерзлого грунта по результатам
испытаний на одноосное сжатие......... 95
Приложение Щ
Образец графического оформления
результатов испытаний мерзлого
грунта методом компрессионного
сжатия................................................. 101
ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ
Основи та підвалини будинків і споруд
Грунти. Методи лабораторного визначення характеристик міцності і деформованості
Грунты. Методылабораторного определенияхарактеристик прочности и деформируемости
Soils. Laboratory methods for determining the strength and strain characteristics
ДСТУ Б В.2.1-4-96
(ГОСТ12248-96)
Чинний від 1997-04-01
1 Галузь використання
Цей стандарт установлює методи лабораторного визначення характеристик міцності і деформованості грунтів при їх дослідженні для будівництва.
2 Нормативні посилання
У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:
Датавведения1997-01-01
1 Областьприменения
Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.
2Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ2789-73 |
Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики |
ГОСТ5180-84 |
Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик |
ГОСТ9378-93 |
Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия |
ГОСТ12536-79 |
Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава |
ГОСТ23161-78 |
Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности |
ГОСТ24143-80 |
Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки |
ГОСТ30416-96 |
Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения |
3 Визначення
Уцьому стандарті застосовують такі терміни з відповідними визначеннями.
Ефективна напруга-напруга, що діє в скелеті грунту, яка визначається як різниця між повною напругою в зразку грунту і тиском в поровій рідині.
3Определения
Внастоящемстандартеприменяют следующие термины с соответствующими определениями.
Эффективное напряжение-напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и давлением в поровой жидкости.
Видання офіційне
Издание официальное
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.2
Коефіцієнт фільтраційноїcvі вторинноїcα консолідації-показники, що характеризують швидкість деформації грунту при постійному тиску за рахунок фільтрації (cv) і повзучості грунту (cα).
Повзучість -розвиток деформацій грунту в часі при незмінній напрузі.
Стадія незатухаючої повзучості -процес деформування грунту з постійною або зростаючою швидкістю при незмінній напрузі.
Решта термінів, які використовуються в цьому стандарті, наведені вГОСТ30416.
4 Загальні положення
4.1 Цей стандарт установлює такі методи лабораторного визначення характеристик міцності і деформованості грунтів:
- одноплощинного зрізу, одновісного стиску, тривісного стиску, компресійного стиску - для немерзлих грунтів;
- випробування кульковим штампом, одноплощинного зрізу по поверхні змерзання, одновісного стиску, компресійного стиску - для мерзлих грунтів.
Примітка.За спеціальним завданням можуть застосовуватись інші методи випробувань і конструкції приладів, що забезпечують моделювання процесу навантажування грунту.
4.2 Загальні вимоги до лабораторних випробувань грунтів, обладнання і приладів, лабораторних приміщень, способи виготовлення зразків для випробувань наведені в ГОСТ30416.
4.3 Для грунтів, що випробовуються, повинні бути визначені фізичні характеристики за ГОСТ 5180: вологість (сумарна вологість для мерзлих грунтів), густина, густина часток, вологості границь текучості і розкочування, гранулометричний склад пісків, а в необхідних випадках і глинистих грунтів за ГОСТ 12536, а також обчислені густина сухого грунту, коефіцієнт пористості, ступінь вологості (ступінь заповнення об'єму пор льодом і незамерзлою водою), число пластичності і показник текучості (для немерзлих грунтів).
Додатково необхідні характеристики грунтів наводяться в окремих методах випробувань.
4.4 У процесі випробувань грунтів ведуть журнали за формами, наведеними у додатку А.
Коэффициентфильтрационной cvи вто-ричной caконсолидации- показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном давлении за счет фильтрации (сv) и ползучести грунта (cα).
Ползучесть-развитие деформаций грунта во времени при неизменном напряжении.
Стадия незатухающей ползучести—процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при неизменном напряжении.
Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ30416.
4Общие положения
4.1Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируе-мости грунтов:
- одноплоскостного среза, одноосного сжатия, трехосного сжатия, компрессионного сжатия-для немерзлых грунтов;
- испытание шариковым штампом, одноплоскостного среза по поверхности смерзания, одноосного сжатия, компрессионного сжатия-для мерзлых грунтов.
Примечание.По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса нагружения грунта.
4.2Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытания приведены в ГОСТ30416.
4.3Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ5180:влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажности границ текучести и раскатывания, гранулометрический состав песков, а в необходимых случаях и глинистых грунтов по ГОСТ12536,а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, степень влажности (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для немерзлых грунтов).
Дополнительно необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний.
4.4В процессе испытаний грунтов ведут журналы по формам, приведенным в приложении А.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.3
5 Методи визначення характеристик міцності та деформованості немерзлих грунтів
5.1 Метод одноплощинного зрізу
5.1.1 Суть методу
5.1.1.1 Випробування грунту методом одноплощинного зрізу проводять для визначення таких характеристик міцності:
- опору грунту зрізуτ;
- кута внутрішнього тертя φ;
- питомого зчепленнясдляпісків (крім гравелистих та крупних), глинистих та органо-мінеральних грунтів.
5.1.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в одноплощинних зрізних приладах з фіксованою площиною зрізу шляхом зсування однієї частини зразка відносно другої його частини дотичним навантаженням при одночасному навантажуванні зразка навантаженням, нормальним до площини зрізу.
Для глинистих грунтів за спеціальним завданням може бути проведено повторний зріз зразка по фіксованій площині - зріз "плашка по плашці".
Примітка.Не допускається випробовувати грунти, що видавлюються в процесі випробування в зазор між рухомою і нерухомою частинами зрізної коробки.
5.1.1.3 Опір грунту зрізу визначають як граничну середню дотичну напругу, при якій зразок грунту зрізається по фіксованій площині при заданій нормальній напрузі. Для визначеннясі φ необхідно провести не менше трьох випробувань при різних значеннях нормальної напруги.
5.1.1.4 Випробування проводять за такими схемами:
- консолідовано-дреноване випробування - для пісків та глинистих грунтів незалежно від їх ступеня вологості в стабілізованому стані;
- неконсолідовано-недреноване випробування - для водонасичених глинистих і органо-мінеральних грунтів у не-стабілізованому стані та просадних грунтів, що приведені у водонасичений стан замочуванням без прикладання навантаження.
5.1.1.5 Для випробувань використовують зразки грунту непорушної будови з природною вологістю або у водонасиченому стані,
5 Методы определенияхарактеристикпрочности и деформи-руемости немерзлых грунтов
5.1Метод одноплоскостного среза
5.1.1Сущность метода
5.1.1.1Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности:
- сопротивления грунта срезу τ;
- угла внутреннего тренияφ;
- удельного сцепления с для песков
(кроме гравелистых и крупных),
глинистых и органо-минеральных
грунтов.
5.1.1.2Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.
Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен повторный срез образца по фиксированной плоскости-срез "плашка по плашке".
Примечание.Не допускается испытывать грунты, выдавливаемые в процессе испытания в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.
5.1.1.3Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения с иφнеобходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.
5.1.1.4Испытания проводят по следующим схемам:
- консолидированно-недренированное испытание-для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;
- неконсолидированно-недренированное испытание-для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.
5.1.1.5Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или в водонасыщенном
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.4
або зразки порушеної будови із заданими значеннями густини і вологості (в т.ч. при повному водонасиченні), або зразки, відібрані з ущільненого масиву, для штучно ущільнених грунтів.
При цьому зразки просадних грунтів випробовують у водонасиченому стані, а набухаючих - при природній вологості.
Примітка.В необхідних випадках опір зрізу може визначатись: для просадного грунту при природній вологості або при вологості на межі розкочування, якщо остання перевищує природну; для засоленого - на зразках попередньо вилуженого грунту після стабілізації суфозійного осідання при заданому нормальному тиску; для набухаючих грунтів - в умовах повного водонасичення після стабілізації вільного набухання або набухання (ущільнення) при заданому нормальному тиску; для насипних грунтів - при їх максимальній, необхідній або досягнутій густині.
5.1.1.6 Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 70ммі висотою від 1/2 до 1/3 діаметра.
Примітка.Для однорідних глинистих грунтів (без включень) допускається при випробуваннях у польових лабораторіях зменшувати діаметр зразка до 56мм.
5.1.2 Обладнання і прилади
5.1.2.1 До складу установки для випробування грунту методом одноплощинного зрізу повинні входити:
- зрізна коробка, яка складається з рухомої та нерухомої частин і яка містить робоче кільце з внутрішніми розмірами за 5.1.1.6, жорстких суцільного і перфорованого штампів;
- механізм для вертикального навантажування зразка;
- механізм утворення дотичного навантаження;
- пристрою для вимірювання деформацій зразка та прикладеного навантаження.
Примітка.Для випробування зразка піщаних грунтів використовують зрізну коробку з нижньою рухомою частиною.
5.1.2.2 Конструкція зрізного приладу повинна забезпечувати початкове вертикальне навантаження на зразок (від ваги штампу та вимірювальних приладів на ньому) не більше 0,025 МПа.
состоянии, или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности (в т.ч. при полном водонасыще-нии), или образцы, отобранные из уплотненного массива, для искусственно уплотненных грунтов.
При этом образцы просадочных грунтов испытывают в водонасыщенном состоянии, а набухающих-при природной влажности.
Примечание.В необходимых случаях сопротивление срезу может определяться: для просадочного грунта при природной влажности или при влажности на границе раскатывания, если последняя превышает природную;
для засоленного-на образцах предварительно выщелоченного грунта после стабилизации суффозионной осадки при заданном нормальном давлении; для набухающих грунтов-в условиях полного водонасыщения после стабилизации свободного набухания или набухания (уплотнения) при заданном нормальном давлении; для насыпных грунтов-при их максимальной, требуемой или достигаемой плотности.
5.1.1.6Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее70мм и высотой от1/2до1/3диаметра.
Примечание.Для однородных глинистых грунтов (без включений) допускается при испытаниях в полевых лабораториях уменьшать диаметр образца до56мм.
5.1.2Оборудование и приборы
5.1.2.1В состав установки для испытания грунта методом одноплоскостного среза должны входить:
- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо с внутренними размерами по5.1.1.6,жестких сплошного и перфорированного штампов;
- механизм для вертикального нагруже-ния образца;
- механизм создания касательной нагрузки;
- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.
Примечание.Для испытания образца песчаных грунтов применяют срезную коробку с нижней подвижной частью.
5.1.2.2Конструкция срезного прибора должна обеспечивать первоначальную вертикальную нагрузку на образец (от веса штампа и измерительных приборов на нем) не более 0,025 МПа.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.5
5.1.2.3Притаруванні зрізної коробки у відповідності з паспортом на прилад встановлюють поправки на подолання тертя рухомої частини зрізної коробки.
5.1.2.4 При необхідності попереднього ущільнення зразка можуть використовуватись ущільнювачі, які дозволяють робити ущільнення при заданому тиску і збереженні природної або заданої вологості, а також в умовах повного водонасичення.
До складу ущільнювача повинні входити такі основні вузли:
- циліндрична обойма, в яку поміщається робоче кільце із зразком;
- жорсткий перфорований штамп;
- механізм для вертикального навантажування зразка;
- ванна для водонасичення зразка;
- гідроізолюючі елементи;
- пристрій для вимірювання вертикальних деформацій зразка.
5.1.3 Підготовка до випробування
5.1.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 5.1.1.5 та 5.1.1.6.
5.1.3.2 Виготовлений зразок зважують і в залежності від схеми випробування та виду грунту приступають або до його попереднього ущільнення або зразу до випробування на зріз.
5.1.3.3 Попереднє ущільнення зразка при консолідовано-дренованому випробуванні проводять безпосередньо у робочому кільці зрізного приладу або в ущільнювачі.
5.1.3.4 При попередньому ущільненні в ущільнювачі робоче кільце з підготовленим зразком грунту слід помістити в обойму ущільнювача, а потім зібрану обойму встановити у ванну ущільнювача на перфорований вкладиш (попередньо торці зразка необхідно покрити вологим паперовим фільтром). Далі необхідно встановити на зразок перфорований штамп, провести регулювання механізму навантажування, встановити прилади для вимірювання вертикальних деформацій грунту та записати їх початкові показання.
5.1.3.5 Для випробувань зразків грунту в умовах повного водонасичення необхідно попередньо замочити зразки до появи води на поверхні зразка, заповнивши ванну ущільнювача водою.
При випробуванні просадних грунтів, які мають природну вологість меншеwp,необхідно дозволожити зразки до вологості, рівної
wp.
5.1.2.3 При тарировке срезной коробки в соответствии с паспортом на прибор устанавливают поправки на преодоление трения подвижной части срезной коробки.
5.1.2.4 Принеобходимости предварительного уплотнения образца могут применяться уплотнители, позволяющие производить уплотнение при заданном давлении и сохранении природной или заданной влажности, а также в условиях полного водонасыщения.
В состав уплотнителя должны входить следующие основные узлы:
- цилиндрическая обойма, в которую по-мещается рабочее кольцо с образцом;
- жесткий перфорированный штамп;
- механизм для вертикального нагруже-ния образца;
- ванна для водонасыщения образца;
- гидроизолирующие элементы;
- устройство для измерения вертикальных деформаций образца.
5.1.3Подготовка к испытанию
5.1.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований5.1.1.5и5.1.1.6.
5.1.3.2Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению или сразу к испытанию на срез.
5.1.3.3Предварительное уплотнение образца при консолидированно-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.
5.1.3.4При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром). Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.
5.1.3.5Для испытаний образцов грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образцы до появления воды на поверхности образца, заполнив ванну уплотнителя водой.
При испытании просадочных грунтов, имеющих природную влажность меньшеwp, необходимо доувлажнить образцы до влажности, равнойwp.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.6
Зразкам набухаючих грунтів, призначених для визначення опору зрізу в умовах повного водонасичення після стабілізації деформацій набухання при заданому нормальному тиску р, необхідно передати до початку замочування тиск р.
Час насичення зразків водою повинен бути не менше значень, вказаних в таблиці 5.1.
Образцам набухающих грунтов, предназначенным для определения сопротивления срезу в условиях полного водонасыщения после стабилизации деформаций набухания при заданном нормальном давлениир,необходимо передать до начала замачивания давление р.
Время насыщения образцов водой должно быть не менее значений, указанных в таблице 5.1
Таблиця 5.1
Таблица 5.1
Грунти Грунты |
Час насичення зразків водою, не менше Время насыщения образцов водой, не менее |
Часвитримування ступенів тиску, неменше Время выдерживания ступеней давления, не менее |
Часумовної стабілізації деформацій стиску на кінцевому ступені тиску, не менше Время условной стабилизации деформаций сжатия на конечной ступени давления, не менее |
Піски Пески |
10хв 10мин |
5 хв 5мин |
20хв 20мин |
Глинисті (непросадні та ненабухаючі): Глинистые (непросадочные и ненабухающие): - супіски супеси - суглинки з Іp< 12 суглинкисІp< 12 - суглинкизlp ³12 суглинки сІp³12 - глини зIp< 22 глины сIp< 22 - глини з Іp³22 глины сІp³22 |
3 год 3 ч 6год 6 ч 12год 12 ч 12год 12 ч 36год 36 ч |
30хв 30мин 30хв 30мин 30хв 30мин 30хв 30мин 30хв 30мин |
2год 2 ч 6год 6 ч 12год 12 ч 12год 12 ч 12год 12 ч |
Просадні Просадочные |
Як длянепросадних Как для непросадочных |
30хв 30мин |
3год 3 ч |
Набухаючі Набухающие |
Додосягнення умовної стабілізації деформацій набухання - 0,1мм за24год До достижения условной стабилизации деформаций набухания- 0,1мм за24ч |
30хв 30мин |
Як дляненабухаючих Как для ненабухающих |
5.1.3.6 При проведенні випробувань на повторний зріз зразок грунту розрізають на дві частини гострим ножем або ліскою по площині першого зрізу, ретельно вирівнюють торцеві поверхні обох половин, з'єднують їх між собою та поміщають у робоче кільце зрізного приладу.
5.1.4 Проведення консолідовано-дренованого випробування
5.1.3.6 Припроведении испытаний на повторный срез образец грунта разрезают на две части острым ножом или леской по плоскости первого среза, тщательно заравнивают торцевые поверхности обеих половин, соединяют их между собой и помещают в рабочее кольцо срезного прибора.
5.1.4Проведение консолидированно-дре-нированного испытания
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.7
5.1.4.1 Попереднє ущільнення зразка, за винятком зразків просадних грунтів, що випробовуються у водонасиченому стані, проводять при нормальних тисках р, при яких визначають опір зрізуτ.Нормальні тиски передають на зразок грунту ступенями Δр.
Значення р та Δр наведені в таблиці 5.2.
5.1.4.1Предварительное уплотнение образца, за исключением образцов просадочных грунтов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, производят при нормальных давленияхр,при которых определяют сопротивление среза τ.Нормальные давления передают на образец грунта ступенями Δр.
Значения р и Δр приведены в таблице5.2.
Таблиця 5.2
Таблица 5.2 В мегапаскалях
ГрунтиГрунты
|
Нормальний тиск при попередньому ущільненні Нормальные давления при предварительном уплотнении
|
Ступені тиску Ступени давления
|
Піски середньої крупності щільні; глини з IL< 0 Пески средней крупности плотные; глины сIL< 0
|
0,1; 0,3; 0,5
|
0,1
|
Піски середньої крупності і середньої густини; піски дрібні щільні та середньої густини; супіски та суглинки з IL≤ 0,5; глини з 0 < IL≤ 0,5 Пески средней крупности и средней плотности; пески мелкие плотные и средней плотности; супеси и суглинки сIL≤ 0,5;глины с 0 < IL≤ 0,5
|
0,1; 0,2; 0,3
|
0,05
|
Піски середньої крупності та дрібні пухкі; піски пилуваті незалежно від густини; супіски, суглинки та глини зIL>0,5 Пески средней крупности и мелкие рыхлые; пески пылеватые независимо от плотности; супеси, суглинки и глины с IL> 0,5 |
0,1; 0,15; 0,2
|
0,025до р =0,1 і далі 0,05 0,025 до р = 0,1 и далее0,05
|
Примітка.Нормальнітиски р припопередньому ущільненні зразків просадного грунту, що випробовуються у водонасиченому стані, повинні становити 0,3 МПа і збільшуватись ступенями Δр = 0,05 МПа. Примечание.Нормальные давленияр при предварителном уплотнении образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии, должны составлять 0,3 МПаи возрастать ступенями Δр = 0,05 МПа. |
Примітка 1.В окремих випадках, передбачених програмою випробувань, можуть призначатись більш високі нормальні тиски порівняно з наведеними у таблиці 5.2.
Примітка2.Якщо при заданих нормальних тисках залежність τ= f(σ)на початковій ділянці має суттєво нелінійний характер, значення р повинні бути змінені так, щоб дотримуватись лінійності даної залежності.
5.1.4.2 Кожну ступінь тиску при попередньому ущільненні витримують протягом часу, вказаного в таблиці 5.1, а кінцевий ступінь -до досягнення умовної стабілізації деформацій стиску зразка грунту.
За критерій умовної стабілізації деформацій приймають її приріст, який не перевищує 0,01мм за час,указаний в таблиці 5.1.
Примечание1.Вотдельных случаях, предусмотренных программой испытаний, могут назначаться более высокие нормальные давления по сравнению с приведенными в таблице5.2.
Примечание2.Если при заданных нормальных давлениях зависимость τ=f(σ) на начальном участке имеет существенно нелинейный характер, значения р должны быть изменены так, чтобы соблюдать линейность указанной зависимости.
5.1.4.2Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в таблице5.1,а конечную ступень-до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.
За критерий условной стабилизации деформаций принимают ее приращение, не превышающее0,01мм за время, указанное в таблице5.1.
ДСТУ Б В. 2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.8
5.1.4.3Упроцесі попереднього ущільнення зразків грунту, а при їх випробуваннях у водонасиченому стані та в період замочування реєструють у журналі випробувань вертикальні деформації зразків. В кінці кожного ступеня навантажування записують показання приладів для вимірювання деформацій, а на останньому ступені так, щоб зафіксувати настання умовної стабілізації деформацій стиску зразка грунту.
При замочуванні зразка грунту вертикальні деформації слід фіксувати після закінчення замочування, а для набухаючих грунтів фіксують настання умовної стабілізації деформацій набухання (таблиця 5.1).
5.1.4.4 Після попереднього ущільнення, якщо воно проводилось в ущільнювачі, слід швидко розвантажити зразок і перенести робоче кільце із зразком у зрізну коробку. Далі закріплюють робоче кільце у зрізній коробці, встановлюють перфорований штамп, проводять регулювання механізму навантажування, встановлюють зазор 0,5-1 мм між рухомою та нерухомою частинами зрізної коробки, встановлюють вимірювальну апаратуру для реєстрації вертикальних деформацій зразка та записують її початкове показання в журналі випробування.
У випадку попереднього ущільнення зразків грунту в умовах повного водонасичен-ня перед розвантаженням зразка видаляють воду з ванни ущільнювача.
5.1.4.5 На зразок грунту передають той самий нормальний тиск, при якому відбувалось попереднє ущільнення грунту, за винятком зразків просадного грунту, які випробовуються у водонасиченому стані. В цьому випадку нормальний тиск при зрізі повинен становити 0,1; 0,2; 0,3 МПа.
Випробування на повторний зріз виконують при такому самому нормальному тиску, при якому було здійснено перший зріз.
Нормальне навантаження слід передати на зразок в один ступінь і витримати його не менше:
- 5 хв - для пісків;
- 15 хв - для супісків;
- 30 хв - для суглинків та глин;
- 10 хв - при повторному зрізі.
5.1.4.6 Після того, як на зразок грунту передано нормальне навантаження, приводять в робочий стан механізм створення дотичного навантаження і пристрій для вимірювання деформацій зрізу грунту та записують його початкове показання.
5.1.4.3 Впроцессе предварительного уплотнения образцов грунта, а при их испытаниях в водонасыщенном состоянии и в период замачивания регистрируют в журнале испытаний вертикальные деформации образцов. В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени так, чтобы зафиксировать наступление условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.
При замачивании образца грунта вертикальные деформации следует фиксировать по окончании замачивания, а для набухающих грунтов фиксируют наступление условной стабилизации деформаций набухания (таблица5.1).
5.1.4.4После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную ко-робку. Далее закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфори-рованный штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор0,5-1мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца и запи-сывают ее начальное показание в журнале испытания.
В случае предварительного уплотнения образцов грунта в условиях полного водона-сыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.
5.1.4.5На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта, за исключением образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии. В этом случае нормальное давление при срезе должно составлять0,1; 0,2; 0,3 МПа.
Испытания на повторный срез выполняют при том же нормальном давлении, при котором был осуществлен первый срез.
Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее:
- 5мин-для песков;
- 15мин-для супесей;
- 30мин-для суглинков и глин;
- 10мин-при повторном срезе.
5.1.4.6После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания касательной нагрузки и устройство для измерения деформаций среза грунта и записывают его начальное показание.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.9
Припередаванні дотичного навантаження ступенями їх значення повинно складати 5% від значення нормального навантаження, при якому виконують зріз. На кожному ступені навантажування записують показання приладів для вимірювання деформацій зрізу через кожні 2 хв, зменшуючи інтервал між вимірюваннями до 1 хв в період затухання деформації до її умовної стабілізації.
За критерій умовної стабілізації деформацій зрізу приймають швидкість деформації, яка не перевищує 0,01 мм/хв.
5.1.4.7 При безперервно зростаючому дотичному навантаженні швидкість зрізу повинна бути постійною та відповідати вказаній в таблиці 5.3. Деформації зрізу фіксують не рідше ніж через 2 хв.
Припередаче касательной нагрузкиступенямиих значение должно составлять5%от значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На каждой ступени нагру-жения записывают показания приборов для измерения деформаций среза черезкаждые 2мин, уменьшая интервал между измерениями до1мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.
За критерий условной стабилизации деформаций среза принимают скорость деформации, не превышающую0,01мм/мин.
5.1.4.7При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице5.3.Деформации среза фиксируют не реже чем через2мин.
Таблиця5.3
Таблица 5.3
ГрунтиГрунты
|
Швидкість зрізу, мм/хв Скорость среза, мм/мин
|
Піски Пески
|
≤ 0,5
|
Супіски Супеси
|
≤ 0,1
|
Суглинки Суглинки
|
≤ 0,05
|
Глини з Іp< 30% Глины с Ip< 30%
|
≤ 0,02
|
Глини з Іp> 30% Глины с Ip> 30%
|
≤ 0,01
|
5.1.4.8 Випробування слід вважати закінченим, якщо при прикладанні чергового ступеня дотичного навантаження відбувається миттєвий зріз (зрив) однієї частини зразка по відношенню до іншої або загальна деформація зрізу буде перевищувати 5 мм.
При проведенні зрізу з постійною швидкістю за закінчення випробувань приймають момент, коли зрізувальне навантаження досягне максимального значення, після чого спостерігається деяке його зниження або встановлення постійного значення, або загальна деформація зрізу буде перевищувати 5мм.
5.1.4.9 Після закінчення випробування слід розвантажити зразок, вийняти робоче кільце із зразком з приладу і відібрати проби для визначення вологості із зони зрізу зразка.
5.1.4.10 В процесі випробувань ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.1.5 Проведення неконсолідовано-недре-нованого випробування
5.1.4.8Испытание следует считать законченным. если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит5мм.
При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего наблюдается некоторое ее снижение или установление постоянного значения, или общая деформация среза превысит5мм.
5.1.4.9После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажноcти из зоны среза образца.
5.1.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложенииА.
5.1.5Проведение неконсолидированно-недренированного испытания
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.10
5.1.5.1 Робоче кільце із зразком грунту поміщають у зрізну коробку і закріплюють у ній. Далі встановлюють суцільний штамп, проводять регулювання механізму навантажування, встановлюють зазор 0,5-1 мм між рухомою та нерухомою частинами зрізної коробки, встановлюють прилади для вимірювання деформації зрізу і записують початкові показання.
5.1.5.2 На зразок грунту передають зразу в один ступінь нормальний тиск р, при якому буде виконуватися зріз зразка. Значення р приймають за таблицею 5.4.
Якщо при тисках 0,125 і 0,15 МПа відбувається видавлювання грунту в зазор між рухомою і нерухомою частинами зрізної коробки, необхідно їх зменшити на 0,025 МПа.
5.1.5.1Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор0,5-1мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают приборы для измерения деформации среза и записывают начальные показания.
5.1.5.2На образец грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление р,при котором будет производиться срез образца. Значения р принимают по таблице5.4.
Если при давлениях0,125и0,15 МПапроисходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на0,025 МПа.
Таблиця 5.4
Таблица 5.4
ГрунтиГрунты
|
Нормальні тиски р, МПа Нормальные давления р,МПа
|
Глинисті і органо-мінеральні грунти з показником текучості: Глинистые и органо-минеральные грунты с показателем текучести: iL< 0,5 0,5≤ iL <1,0 IL≥1,0
|
0,1,0,15; 0,20 0,05; 0,1; 0,15 0,025; 0,075; 0,125
|
5.1.5.3 Зразу після передачі нормального навантаження приводять в дію механізм для створення дотичного навантаження та проводять зріз зразка грунту не більше ніж за 2 хв з моменту прикладання нормального навантаження.
При передаванні дотичного навантаження ступенями їх значення не повинні перевищувати 10% значення нормального тиску, при якому робиться зріз (5.1.5.2), і прикладання ступенів повинно йти через кожні 10-15с.
При передаванні постійно зростаючого дотичного навантаження швидкість зрізу приймають в інтервалі 2-3 мм/хв так, щоб зріз проходив протягом вказаного часу.
5.1.5.4 Момент закінчення випробування встановлюють у відповідності з вказівками 5.1.4.8. Після закінчення випробування слід зафіксувати максимальне дотичне навантаження в процесі випробування і провести операції, які передбачені 5.1.4.9.
5.1.5.5 В процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.1.6 Обробка результатів
5.1.5.3Сразупослепередачи нормальной нагрузки приводят в действие механизм для создания касательной нагрузки и производят срез образца грунта не более чем через2мин с момента приложения нормальной нагрузки.
При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10%значения нормального давления, при котором производится срез(5.1.5.2),и приложение сту-пеней должно следовать через каждые 10-15 с.
При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза принимают в интервале2-3мм/мин так, чтобы срез проходил в течение указанного времени.
5.1.5.4Момент окончания испытания устанавливают в соответствии с указаниями 5.1.4.8.По окончании испытания следует зафиксировать максимальную касательную нагрузку в процессе испытания и произвести операции, предусмотренные5.1.4.9.
5.1.5.5 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложенииА.
5.1.6Обработка результатов
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.11
5.1.6.1Завиміряними в процесі випробування значеннями дотичного і нормального навантажень обчислюють дотичні та нормальні напругиτ таσ, МПа, за формулами
(5.1)
(5.2)
деQтаF- відповідно дотична та нормальна сили до площини зрізу, кН;
А - площа зрізу, см2.
Визначенняτнеобхідно проводити не менше ніж при трьох різних значеннях р.
З кожного значенняτвіднімають поправку за рахунок тертя в приладі за заздалегідь побудованою тарувальною кривою. При фіксуванні ходу випробувань автоматичними приладами в одержану діаграму зрізу також вносять поправку за рахунок тертя в приладі.
За виміряними в процесі випробувань значеннями деформацій зрізу Δ1, які відповідають різним напругам τ, будують графік залежності Δ1 = f(τ) (див. додаток Б).
За опір грунту зрізу приймають максимальне значення т, одержане за графіком Δ1 = f (τ) або діаграмою зрізу на відрізку Δ1, який не перевищує 5мм.
Якщо τзростаємонотонно, тоза опір грунту зрізу слід приймати τпри Δ1 = 5мм.
5.1.6.2 Кут внутрішнього тертя φ та питоме зчепленнясвизначають як параметри лінійної залежності
5.1.6.1 По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения τ и σ, МПа, по формулам:
(5.1)
(5.2)
гдеQиF -соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза,кН;
А-площадь среза, см2.
Определение τ необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях р.
Из каждого значения τ вычитают поправку за счет трения в приборе по заранее построенной тарировочной кривой. При фиксации хода испытаний автоматическими приборами в полученную диаграмму среза также вносят поправку за счет трения в приборе.
По измеренным в процессе испытаний значениям деформаций срезаΔ1,соответствующим различным напряжениям τ, строят график зависимостиΔ1 = f(τ) (см. приложение Б).
За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение т, полученное по графикуΔ1 = f(τ) или диаграмме среза на отрезкеΔ 1,не превышающем5мм.
Если τ возрастает монотонно, то за сопротивление грунта срезу следует принимать τ приΔ 1 = 5мм.
5.1.6.2Угол внутреннего тренияφи удельное сцепление с определяют как параметрылинейной зависимости
τ = σ tgφ+ с , (5.3)
деσ та τ визначають заформулами(5.1), (5.2).
Припроведенні повторних зрізів залежність (5.3) записують у вигляді:
где τ и σ определяют поформулам (5.1), (5.2).
Припроведении повторных срезов зависимость(5.3)записывают в виде:
τ = σ tgφ+( Σw+сс ) , (5.4)
деΣwпитоме зчеплення, яке визначають за випробуванням на повторний зріз;
сc- частина спільного питомого зчеплення с після віднімання Σw.
5.1.6.3 Кут внутрішнього тертя φ та питоме зчеплення с, МПа, визначають за формулами:
гдеΣw-удельное сцепление, определяемое по испытанию на повторный срез;
сc -часть общего удельного сцепления с за вычетом Σw.
5.1.6.3Угол внутреннего тренияφи удельное сцепление с,МПа,вычисляют по формулам:
; (5.5)
, (5.6)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.12
де τі - дослідні значення опору зрізу, які визначені при різних значеннях σі і які відносяться до одного інженерно-геологічного елемента або окремого моноліту грунту (при n≥3);
n-число випробувань.
Примітка.Для оцінки розкиду експериментальних даних та виявлення помилок випробувань перед обчисленнямtgφтасбудують графік залежності τ =f(σ) (див. додаток Б).
5.2 Метод одновісного стиску
5.2.1 Суть методу
5.2.1.1 Випробування грунту методом одновісного стиску проводять для визначення таких характеристик міцності:
- границі міцності на одновісний стискRдля напівскельних та водонасичених глинистих грунтів;
- опору недренованому зсуву cuдля водонасичених глинистих грунтів.
5.2.1.2 Границю міцності на одновісний стиск визначають як відношення прикладеного до зразка вертикального навантаження, при якому відбувається зруйнування зразка, до площі його початкового поперечного перерізу.
Примітки.Границя міцності для зразка водонасиченого грунту, що має відносну вертикальну деформацію в момент руйнування ε > 0,1, визначають з урахуванням збільшення площі його поперечного перерізу.
5.2.1.3 Для випробувань використовують зразки грунту непорушеного складу.
Для напівскельних грунтів вологість зразка, що випробовується, повинна відповідати природній вологості, повітряно-сухому або водонасиченому стану, для водонасичених глинистих грунтів - природній вологості.
5.2.1.4 Для напівскельних грунтів зразок повинен мати форму циліндра діаметром від 40 до 100мм і відношенням висоти до діаметра від 1:1 до 2:1 або форму прямокутного паралелепіпеда з торцевими гранями розмірами від 40х40 до 100х100мм тавідношенням висоти до розміру ребра торцевих граней від 1:1 до 2:1. Торцеві поверхні зразка повинні бути відшліфовані.
Для глинистих грунтів зразок повинен мати форму циліндра діаметром не менше 38ммі відношенням висоти до діаметра 2:1.
где τі - опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях σіи относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (приn ≥ 3);
n -число испытаний.
Примечание.Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением tgφи с строят график зависимости τ =f(σ) (см. приложение Б).
5.2Метод одноосного сжатия
5.2.1Сущность метода
5.2.1.1Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности:
- предела прочности на одноосное сжатиеRдля полускальных и водонасы-щенных глинистых грунтов;
- сопротивления недренированному сдвигу cu для водонасыщенных глинистых грунтов.
5.2.1.2Предел прочности на одноосное сжатие определяют как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.
Примечание.Предел прочности для образца водонасыщенного грунта, имеющего относительную вертикальную деформацию в момент разрушенияε > 0,1,определяют с учетом увеличения площади его поперечного сечения.
5.2.1.3Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения.
Для полускальных грунтов влажность испытываемого образца должна соответствовать природной влажности, воздушно-сухому или водонасышенному состоянию, для водонасыщенных глинистых грунтов-природной влажности.
5.2.1.4Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром от 40до100мм и отношением высоты к диаметру от1:1до2:1или форму прямоугольного параллелепипеда с торцевыми гранями размерами от40х40до100х100мм и отношением высоты к размеру ребра торцевых граней от1:1до2:1. Торцевые поверхности образца должны быть отшлифованы.
Для глинистых грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 38мм и отношением высоты к диаметру2:1.
ДСТУ Б В. 2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.13
Примітка 1.Приспіввідношенні висоти до діаметра (або розміру ребра торцевих граней) 1:1 зразок слід виготовляти якнайбільшого діаметра (або з якнайбільшим розміром ребра торцевої грані).
Примітка 2.Зразок тріщинуватого або вивітрілого напівскельного грунту повинен мати діаметр (або розмір ребра торцевої грані) не менше 60мм.
Примітка 3.Зразок напівскельного грунту, який має наскрізні тріщини, що можна побачити неозброєним оком, не допускається до випробування.
5.2.2 Обладнання і прилади
До складу установки для випробування грунту на одновісний стиск повинні входити:
- механізм для вертикального навантажування зразка (прес з гідравлічним приводом - для напівскельних грунтів, прилад одновісного стиску ИГП-10 або П-12М - для глинистих грунтів або інший підходящий прес);
- пристрій для вимірювання вертикальної деформації зразка.
Примітка.Плити преса повинні бути відполіровані.
5.2.3 Підготовка до випробування
5.2.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 5.2.1.3 і 5.2.1.4.
Для всіх зразків крім визначення необхідних фізичних характеристик повинні бути відзначені характерні особливості (шаруватість, тріщинуватість, присутність включень і ін.).
5.2.3.2 Зразок водонасиченого глинистого грунту, виготовлений методом різального кільця, виймають з кільця за допомогою виш-товхувача.
5.2.3.3 Зразок грунту поміщають в центрі опорної плити преса (або столика приладу одновісного стиску) та приводять у зіткнення з ним верхню площадку преса.
5.2.3.4 Встановлюють прилади для вимірювання зусилля, яке прикладається, та переміщення торця зразка і записують їх початкові показання.
5.2.4 Проведення випробування
5.2.4.1 Навантажування зразка грунту, який випробовується, проводять рівномірно, без ударів, збільшуючи навантаження безперервно із заданою швидкістю навантажування або швидкістю деформування зразка грунту.
Примечание1.Присоотношении высоты к диаметру (или размеру ребра торцевых граней)1:1образец следует изготавливать возможно большего диаметра (или с возможно большим размером ребра торцевой грани).
Примечание2.Образец трещиноватого или выветрелого полускального грунта должен иметь диаметр (или размер ребра торцевой грани) не менее60мм.
Примечание3.Образец полускального грунта, имеющий сквозные трещины, видимые невооруженным глазом, не допускается к испытанию.
5.2.2Оборудование и приборы
В состав установки для испытания грунта на одноосное сжатие должны входить:
- механизм для вертикального нагруже-ния образца (пресс с гидравлическим приводом - для полускальных грунтов, прибор одноосного сжатияИГП-10 илиП-12М -для глинистых грунтов либо другой подходящий пресс);
- устройство для измерения вертикальной деформации образца.
Примечание.Плиты пресса должны быть отполированы.
5.2.3Подготовка к испытанию
5.2.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований5.2.1.3и5.2.1.4.
Для всех образцов помимо определения необходимых физических характеристик должны быть отмечены характерные особенности (слоистость, трещиноватость, наличие включений и др.).
5.2.3.2Образец водонасыщенного глинистого грунта, изготовленный методом режущего кольца, извлекают из кольца с помощью выталкивателя.
5.2.3.3Образец грунта помещают в центре опорной плиты пресса (или столика прибора одноосного сжатия) и приводят в соприкосновение с ним верхнюю площадку пресса.
5.2.3.4Устанавливают приборы для измерения прикладываемого усилия и перемещения торца образца и записывают их начальные показания.
5.2.4Проведение испытания
5.2.4.1Нагружение испытываемого образца грунта производят равномерно, без ударов, увеличивая нагрузку непрерывно с заданной скоростью нагружения или скоростью деформирования образца грунта.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.14
Швидкість навантажування зразка напівскельного грунту повинна становити 0,01-0,05 МПа/с.
Навантажування зразка глинистого грунту проводять із швидкістю приросту відносної вертикальної деформації зразка 0,02 за І хвабо швидкість навантажування вибирають в залежності від передбачуваної міцності грунту таким чином, щоб час проведення випробування становив 5-7 хв.
5.2.4.2 Випробування проводять до зруйнування зразка. У випадку випробування зразка глинистого грунту при відсутності видимих ознак зруйнування випробування припиняють при відносній вертикальній деформації зразка ε = 0,15.
5.2.4.3 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.2.5 Обробка результатів
5.2.5.1 Границя міцності на одновісний стискR,МПа, напівскельного грунту та глинистого при ε < 0,1 обчислюють з точністю 0,1 МПа за формулою:
(5.7)
деF- навантаження, при якому відбувається руйнування, кН;
А0 - початкова площа поперечного перерізу зразка грунту, см2.
Границю міцності глинистих грунтів при ε > 0,1 обчислюють за формулою (5.7), де замістьА0приймають поточну площу середнього поперечного перерізу зразка А, см2, обчислену відповідно до додатка В.
5.2.5.2 Опір недренованому зсуву cu, МПа, водонасиченого глинистого грунту, який відповідає зчепленню грунту при неконсолідова-но-недренованому випробуванні, визначають за значенням границі міцності за формулою:
(5.8)
5.3 Метод тривісного стиску
5.3.1 Суть методу
5.3.1.1 Випробування грунту методом тривісного стиску проводять для визначення таких характеристик міцності та деформова-ності: кута внутрішнього тертя φ, питомого зчеплення с, опору недренованому зсуву cu, модуля деформації Е та коефіцієнта поперечної деформаціїνдля пісків, глинистих, органо-мінеральних та органічних грунтів.
Скорость нагружения образца полускального грунта должна составлять0,01 -0,05 МПа/с.
Нагружение образца глинистого грунта производят со скоростью приращения относительной вертикальной деформации образца 0,02за1мин или скорость нагружения вибирают в зависимости от предполагаемой прочности грунта таким образом, чтобы время проведения испытания составило5-7мин.
5.2.4.2Испытание проводят до разрушения образца. В случае испытания образца глинистого грунта при отсутствии видимых признаков разрушения испытание прекращают при относительной вертикальной деформации образцаε = 0,15.
5.2.4.3В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.2.5Обработка результатов
5.2.5.1 Предел прочности на одноосное сжатие R, МПа, полускального грунта и глинистого при ε < 0,1 вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле:
(5.7)
гдеF -нагрузка, при которой происходит разрушение,кН;
А0-начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см2.
Предел прочности глинистых грунтов при ε > 0,1вычисляют по формуле(5.7),где вместо А0 принимают текущую площадь среднего поперечного сечения образца А, см2, вычисленную в соответствии с приложением В.
5.2.5.2Сопротивление недренированному сдвигу cu,МПа,водонасыщенного глинистого грунта, соответствующее сцеплению грунта при неконсолидированно-недренированом испытании, определяют по значению предела прочности по формуле:
(5.8)
5.3Метод трехосного сжатия
5.3.1Сущность метода
5.3.1.1Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформиру-емости: угла внутреннего тренияφ,удельного сцепления с, сопротивления недренированному сдвигу cu, модуля деформации Е и коэффициента поперечной деформацииνдля песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.15
5.3.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в камерах тривісного стиску, які дають можливість бокового розширення зразка грунту в умовах тривісного вісесиметричного статичного навантажування приσ1 ≥ σ2 = σ3 ,
деσ1 -максимальна головна напруга;
σ2= σ3- мінімальні, вони ж проміжні головні напруги.
Результати випробувань оформляють у вигляді графіків залежностей деформацій зразка від навантаження і зміни деформацій у часі.
5.3.1.3 Випробування вертикальним навантажуванням проводять при заданому всебічному тиску на зразок грунту або заданій середній нормальній напрузі.
Примітка 1.Значення заданих всебічних тисків і середніх нормальних напруг визначають програмою випробувань в залежності від передбачуваного стану в досліджуваному ґрунтовому масиві.
При відсутності даних значення всебічного тиску можуть бути прийняті за таблицею 5.5 цього стандарту.
Примітки2.При наявності спеціального обгрунтування можуть бути прийняті інші траєкторії навантажування зразка грунту при випробуваннях.
5.3.1.4 Випробування для визначення характеристик міцності проводять не менше ніж для трьох зразків досліджуваного грунту при різних значеннях всебічного тиску на зразок.
Випробування для визначення характеристик дефюрмованості проводять при заданому всебічному тиску на зразок.
5.3.1.5 Випробування проводять за такими схемами:
- неконсолідовано-недреноване випробування - для визначення опору недре-нованому зсуву водонасичених глинистих, органо-мінеральних та органічних грунтів природної густини;
- консолідовано-недреноване випробування - для визначення характеристик міцності глинистих, органо-мінеральних та органічних грунтів у нестабілізо-ваному стані;
- консолідовано-дреноване випробування - для визначення характеристик міцності тадеформованості будь-яких дисперсних грунтів у стабілізованому стані.
5.3.1.2Этихарактеристикиопределяют по результатамиспытаний образцов грунта в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при σ1 ≥ σ2 = σ3 ,
гдеσ1 -максимальное главное напряжение;
σ2=σ3-минимальные, они же промежуточные главные напряжения.
Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимостей деформаций образца от нагрузки и изменения деформаций во времени.
5.3.1.3Испытания вертикальной нагрузкой проводят при заданном всестороннем давлении на образец грунта или заданном среднем нормальном напряжении.
Примечание1.Значения заданных всесторонних давлений и средних нормальных напряжений определяют программой испытаний в зависимости от предполагаемого состояния в исследуемом грунтовом массиве.
При отсутствии данных значения всестороннего давления могут быть приняты по таблице5.5настоящего стандарта.
Примечание2.При наличии специального обоснования могут быть приняты другие траектории нагружения образца грунта при испытаниях.
5.3.1.4Испытания для определения характеристик прочности проводят не менее чем для трех образцов исследуемого грунта при различных значениях всестороннего давления на образец.
Испытания для определения характеристик деформируемости проводят при заданном всестороннем давлении на образец.
5.3.1.5Испытания проводят по следующим схемам:
- неконсолидированно-недренированное испытание-для определения сопротивления недренированному сдвигу во-донасыщенных глинистых, органо-ми-неральных и органических грунтов природной плотности;
- консолидированно-недренированное испытание-для определения характеристик прочности глинистых, органо-минеральных и органических грунтов в нестабилизированном состоянии;
- консолидированно-дренированное испытание - для определения характеристик прочности и деформируемости любых дисперсных грунтов в стабилизированном состоянии.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.16
5.3.1.6Длявипробувань використовують зразки грунту непорушеного складу з природною вологістю або зразки порушеного складу з заданими значеннями густини і вологості.
5.3.1.7 Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 38ммі відношенням висоти до діаметра від 1:2 до 1:2,5.
5.3.2 Обладнання і прилади
5.3.2.1 До складу установки для випробування грунтів методом тривісного стиску повинні входити:
- камера тривісного стиску з набором жорстких суцільних та перфорованих штампів та ущільнювачів до них;
- пристрій для створення, підтримки і вимірювання тиску в камері;
- механізм для вертикального навантажування зразка;
- пристрої для вимірювання вертикальних та об'ємних деформацій зразка;
- прилади для вимірювання тиску в по-ровій рідині зразка (пристрої, засновані на компенсаційному принципі, і датчики тиску високої жорсткості);
- гумові оболонки завтовшки не більше 0,25мм;
- розширювач для укладання зразка в гумову оболонку.
- Принципова схема камери тривісного стиску наведена в додатку Г.
-
5.3.2.2 Конструкція камери тривісного стиску повинна забезпечувати:
- бокове розширення зразка;
- віджимання води із зразка;
- герметичність основних деталей;
- мінімально можливе тертя штоку у втулці камери.
5.3.2.3 Вимірювальні пристрої (прилади) повинні забезпечувати похибку:
- при вимірюванні вертикального навантаження на зразок - не більше 1% від навантаження при руйнуванні зразка;
- при вимірюванні тиску в камері - не більше 2% від заданого;
- при вимірюванні вертикальної деформації зразка - заГОСТ30416;
- при вимірюванні об'ємних деформацій зразка - не більше 0,03% від початкового об'єму зразка.
5.3.2.4 Камеру тривісного стиску тарують відповідно до вимог додатку Д.
5.3.1.6 Дляиспытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.
5.3.1.7Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее38мм и отношением высоты к диаметру от1:2до1:2,5.
5.3.2Оборудование и приборы
5.3.2.1В состав установки для испытания грунтов методом трехосного сжатия должны входить:
- камера трехосного сжатия с набором жестких сплошных и перфорированных штампов и уплотнителей к ним;
- устройство для создания, поддержания и измерения давления в камере;
- механизм для вертикального нагруже-ния образца:
- устройства для измерения вертикальных и объемных деформаций образца;
- приборы для измерения давления в перовой жидкости образца (устройства, основанные на компенсационном принципе, и датчики давления высокой жесткости);
- резиновые оболочки толщиной не более0,25мм;
- расширитель для заключения образца в резиновую оболочку.
- Принципиальная схема камеры трехосного сжатия приведена в приложении Г.
5.3.2.2Конструкция камеры трехосного сжатия должна обеспечивать:
- боковое расширение образца;
- отжатие воды из образца;
- герметичность основных деталей;
- минимально возможное трение штока во втулке камеры.
5.3.2.3Измерительные устройства (приборы) должны обеспечивать погрешность:
- при измерении вертикальной нагрузки на образец-не более1%от нагрузки при разрушении образца;
- при измерении давления в камере-не более2%от заданного;
- при измерении вертикальной деформации образца-по ГОСТ30416;
- при измерении объемных деформаций образца-не более0,03%от начального объема образца.
5.3.2.4Камеру трехосного сжатия тарируют в соответствии с требованиями приложения Д.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.17
5.3.3 Підготовка до випробування
5.3.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 5.3.1.6 та 5.3.1.7.
Примітка.Для зменшення тертя в процесі вирізання зразка за допомогою циліндричної форми її внутрішній діаметр може бути трохи більше внутрішнього діаметра різальної кромки.
5.3.3.2 Зразок грунту пепорушеного складу, виготовлений методом різального кільця, виймають з кільця за допомогою виштовхува-ча, вимірюють його діаметр і висоту та зважують.
Торці зразка покривають вологими паперовими фільтрами і поміщають його між штампами. За допомогою розширювача, конструкція якого наведена в додатку Е, на зразок одягають гумову оболонку. Закріплюють оболонку на бокових поверхнях штампів гумовими або металевими ущільнювачами.
5.3.3.3 Зразок грунту зі штампами поміщають на основу камери. До розміщення зразка водонасиченого грунту систему трубок, які підводять воду до штампів, і отвори в штампах заповнюють дистильованою дезаерованою водою до з'явлення її на поверхні штампів і витиснення бульбашок повітря. Надлишок води прибирають фільтрувальним папером.
5.3.3.4 Зразок зв'язаного грунту порушеного складу із заданими значеннями густини і вологості, виготовлений у рознімній формі ме-тодом пошарового трамбування або під пресом, виймають з рознімної форми і проводять операції, вказані в 5.3.3.2 та 5.3.3.3.
5.3.3.5 При виготовленні зразка незв'яза-ного грунту порушеного складу на внутрішній поверхні форми попередньо поміщають гумову оболонку, кінці якої загинають на краї форми. Основою зразка служить штамп, покритий паперовим фільтром.
5.3.3.6 Зразок незв'язаного грунту поміщають на основу камери у формі. Кінці гумової оболонки закріплюють на штампах (5.3.3.2). Потім рознімну форму знімають. До знімання форми зразок вакуумують за допомогою вакуумного насоса, створюючи розрідження не більше 0,01 МПа.
5.3.3.7 Після поміщення зразка на основу камери проводять такі операції:
- корпус камери з піднятим у верхнє положення штоком встановлюють на ос-
5.3.3Подготовка к испытанию
5.3.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований5.3.1.6и5.3.1.7.
Примечание.Для уменьшения трения в процессе вырезания образца с помощью цилиндрической формы ее внутренний диаметр может быть несколько больше внутреннего диаметра режущей кромки.
5.3.3.2Образец грунта ненарушенного сложения, изготовленный методом режущего кольца, извлекают из кольца с помощью выталкивателя, измеряют его диаметр и высоту и взвешивают.
Торцы образца покрывают влажными бумажными фильтрами и помещают его между штампами. С помощью расширителя, конструкция которого приведена в приложенииЕ, на образец надевают резиновую оболочку. Закрепляют оболочку на боковых поверхностях штампов резиновыми или металлическими уплотнителями.
5.3.3.3Образец грунта со штампами помещают на основание камеры. До помещения образца водонасыщенного грунта систему трубок, подводящих воду к штампам, и отверстия в штампах заполняют дистиллированной дезаэрированной водой до появления ее на поверхности штампов и вытеснения пузырьков воздуха. Излишек воды убирают фильтровальной бумагой.
5.3.3.4Образец связанного грунта нарушенного сложениесзаданными значениями плотности и влажности, изготовленный в разъемной форме методом послойного трам-бования или под прессом, извлекают из разъемной формы и проводят операции, указанные в5.3.3.2и5.3.3.3.
5.3.3.5При изготовлении образца несвязанного грунта нарушенного сложения на внутреннюю поверхность формы предварительно помещают резиновую оболочку, концы которой загибают на края формы. Основанием образца служит штамп, покрытый бумажным фильтром.
5.3.3.6Образец несвязанного грунта помещают на основание камеры в форме. Концы резиновой оболочки закрепляют на штампах (5.3.3.2).Затем разъемную форму снимают. До снятия формы образец вакуумируют с помощью вакуумного насоса, создавая разрежение не более0,01 МПа.
5.3.3.7После помещения образца на основание камеры проводят следующие операции:
- корпус камеры с поднятым в верхнее положение штоком устанавливают на
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.18
нову і перевіряють положення штока повідношенню до центра зразка;
- корпус камери закріплюють на основі;
- заповнюють камеру робочою рідиною (дистильованою кип'яченою водою або гліцерином) з повним видаленням бульбашок повітря;
- встановлюють прилад для вимірювання вертикальних деформацій зразка;
- приєднують прилади для вимірювання об'ємних деформацій зразка грунту і (або) тиску в поровій воді (в залежності від схеми випробувань);
- записують початкові показання приладів.
5.3.4 Проведення неконсолідовано-недре-нованото випробування
5.3.4.1 Попереднє обтискання зразка здійснюють відповідно до програми випробувань або проводять в умовах відсутності дренажу всебічним тиском у камері, що дорівнює середньому повному тиску, який діє на зразок в умовах природного залягання, протягом 30 хв.
5.3.4.2 Вертикальне навантажування зразка, який випробовується, проводять рівномірно, без ударів ступенями навантаження, рівними 10% від ефективної напруги у зразку грунту після попереднього обтискання, яке визначається різницею між повним тиском у камері і тиском у норовій рідині зразка, або від значення вертикального ефективного побутового тиску, заданого програмою випробування, з інтервалами 15 с або безперервно, забезпечуючи приріст відносної вертикальної деформації зразка грунту 0,02 за 1 хв.
5.3.4.3 Показання приладу для вимірювання вертикальної деформації зразка грунту записують на кожному ступені навантажування (після досягнення заданого навантаження) або через 15с прибезперервному збільшенні навантаження.
5.3.4.4 Випробування продовжують до моменту руйнування зразка або до виникнення пластичної течії без приросту навантаження. При відсутності видимих ознак руйнування випробування припиняють при відносній вертикальній деформації зразка грунту ε1= 0,15.
5.3.4.5 Після закінчення випробування зразок грунту розвантажують, скидають тиск у камері і зливають робочу рідину.
основание и проверяют положение штока
по отношению к центру образца;
- корпус камеры закрепляют на основании;
- заполняют камеру рабочей жидкостью (дистиллированной прокипяченной водой или глицерином) с полным удалением пузырьков воздуха;
- устанавливают прибор для измерения вертикальных деформаций образца;
- присоединяют приборы для измерения объемных деформаций образца грунта и (или) давления в поровой воде (в зависимости от схемы испытаний);
- записывают начальные иоказания при-боров.
5.3.4Проведение неконсолидированно-недренированного испытания
5.3.4.1Предварительное обжатие образца осуществляют в соответствии с программой испытаний или производят в условиях отсутствия дренажа всесторонним давлением в камере, равным среднему полному давлению, воздействующему на образец в условиях природного залегания, в течение30мин.
5.3.4.2Вертикальное нагружение испытываемого образца производят равномерно, без ударов ступенями нагрузки, равными10%от эффективного напряжения в образце грунта после предварительного обжатия, определяемого разностью между полным давлением в камере и давлением в поровой жидкости образца, или от значения вертикального эффективного бытового давления, заданного программой испытания, с интервалами15с или непрерывно, обеспечивая приращение относительной вертикальной деформации образца грунта0,02за1мин.
5.3.4.3Показания прибора для измерения вертикальной деформации образца грунта записывают на каждой ступени нагружения (по достижении заданной нагрузки) или через15с при непрерывном увеличении нагрузки.
5.3.4.4Испытания продолжают до момента разрушения образца или до возникновения пластического течения без приращения нагрузки. При отсутствии видимых признаков разрушения испытания прекращают при относительной вертикальной деформации образца грунтаε1= 0,15.
5.3.4.5После окончания испытания образец грунта разгружают, сбрасывают давление в
камере и сливают рабочую жидкость.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.19
5.3.4.6 Зразок грунту виймають з камери та відбирають з нього проби для контрольного визначення вологості.
5.3.4.7 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.3.5 Проведення консолідовано-недрено-ваного випробування
5.3.5.1 Зразок ущільнюють всебічним тиском у камеріσ3,заданим програмою випробувань або прийнятим за таблицею 5.5. Тиск передають ступенями (таблиця 5.5). При цьому забезпечують віджимання води із зразка грунту.
5.3.4.6Образец грунта извлекают из камеры и отбирают из него пробы для контрольного определения влажности.
5.3.4.7В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.3.5Проведение консолидированно-не-дренированного испытания
5.3.5.1Образец уплотняют всесторонним давлением в камере σ3,заданным программой испытаний или принятым по таблице5.5.Давление передают ступенями (таблица5.5).При этом обеспечивают отжатие воды из образца
грунта.
Таблиця 5.5
Таблиця 5.5
Грунти Грунты |
Тиск у камері σ3 при попередньому ущільненні Давление в камереσ3 при предварительном уплотнении |
Ступені тиску Ступени давления |
Піски крупні і середньої крупності щільні Пески крупные и средней крупности плотные Глинипри IL≤ 0 Глины при IL≤ 0 |
0,1; 0,3; 0,5 |
0,1 |
Піски середньої крупності середньої густини, піски дрібні щільні і середньої густини Пески средней крупности средней плотности, пески мелкие плотные и средней плотности Глинисті: супіски і суглинки приIL≤ 0,5, глини при0 L≤ 0,5 Глинистые: супеси исуглинки при IL≤ 0,5, глиныпри0< IL≤ 0,5 |
0,1; 0,2; 0,3 |
0,05
|
Піски середньої крупності та дрібні пухкі, піски пилуваті незалежно від густини Пески средней крупности и мелкие рыхлые, пески пылеватые независимо от плотности
Глинисті: супіски,суглинки,глинипри IL> 0,5 Глинистые: супеси, суглинки, глины при IL> 0,5 |
0,1; 0,15; 0,20 |
0,025 до σ3 =0,1і далі0,05 0,025до σ3=0,1 и далее 0,05 |
Органо-мінеральні та органічні грунти Органо-минеральные и органические грунты |
0,05; 0,075; 0,1 |
0,025 |
Примітка.При великих значеннях заданого тиску в камері ступені тиску приймають рівними 10 %від кінцевого тиску. Примечание.При больших значениях заданного давления в камере ступени давления принимают равными 10 % от конечного давления. |
5.3.5.2 Кожний ступінь всебічного тиску при консолідації витримує не менше:
- 5 хв -для пісків;
- 15 хв - для глинистих, органо-міне-ральних і органічних грунтів.
Кінцевий ступінь тиску витримують до умовної стабілізації об'ємної'деформації зразка грунту.
5.3.5.2Каждуюступеньвсестороннего давления при консолидации выдерживают не менее:
- 5мин-для песков;
- 15мин-для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
Конечную ступень давления выдерживают до условной стабилизации объемной деформации образца грунта.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.20
5.3.5.3Закритерій умовної стабілізації об'ємної деформації зразка грунту приймають приріст відносної об'ємної деформації, який не перевищує 0,0003 за час, вказаний у таблиці 5.6.
5.3.5.3 Закритерий условной стабилизации объемной деформации образца грунта принимают приращение относительной объемной деформации, не превыша ющее0,0003за время, указанное в таблице5.6.
Таблиця 5.6
Таблица 5.6
Грунти Грунты |
Час умовної стабілізації об'ємної деформації, год Время условной стабилизации объемной деформации, ч |
Піски Пески Глинисті Глинистые: - супіски супеси - суглинкизчисломпластичності суглинки с числом пластичности Ip ≤ 12 Ip >12 - глини, органо-мінеральні і органічні грунти глины, органо-минеральные и органические грунты |
0,5
6
6 12
24 |
Примітка 1.Привимірюванні об'ємних деформацій температура робочої рідини не повинна змінюватись більше ніж на 1°С.
Примітка2. Для грунтів зі ступенем вологості Sr≈ 1,0 об'ємні деформації зразка грунту можуть бути виміряні за об'ємом води, яка витиснута із зразка.
5.3.5.4 Відліки за приладом для вимірювання об'ємної деформації зразка грунту записують на кожному ступені всебічного тиску в і імері, а на кінцевому ступені тиску:
- через 0,5 год - для пісків;
- через 1 год протягом робочого дня, далі - на початку і в кінці робочого дня до умовної стабілізації об'ємної деформації - для глинистих, органо-мінеральних і органічних грунтів.
5.3.5.5 Після ущільнення перекривають дренаж і проводять випробування зразка грунту відповідно до 5.3.4.2 - 5.3.4.6. При цьому ступені тиску приймають рівними 10% від заданого всебічного тиску в камері.
5.3.5.6 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.3.6 Проведення консолідовано-дренованого випробування
5.3.6.1 Зразок грунту ущільнюють відповідно до 5.3.5.1 - 5.3.5.4.
5.3.6.2 Після ущільнення зразок грунту випробовують для визначення характеристик
Примечание1.Приизмерении объемных деформаций температура рабочей жидкости не должна меняться более чем на1 °С.
Примечание2.Для грунтов со степенью влажности Sr≈ 1,0объемные деформации образца грунта могу:быть измерены по объему воды, вытесненной из образца.
5.3.5.4Отсчеты по прибору для измерения объемов деформации образца грунта записывают на каждой ступени всестороннего давления в камере, а на конечной ступени давления:
-через0,5ч-для песков;
-через1ч в течение рабочего дня, далее -в начале и в конце рабочего дня до условной стабилизации объемной деформации - для глинистых, органо-ми-неральных и органических грунтов.
5.3.5.5После уплотнения перекрывают дренаж и проводят испытания образца грунта в соответствии с5.3.4.2 - 5.3.4.6.При этом ступени давления принимают равным10%от заданного всестороннего давления в камере.
5.3.5.6 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.3.6Проведение консолидированно-дре-нированного испытания
5.3.6.1Образец грунта уплотняют в соответствии с5.3.5.1 - 5.3.5.4.
5.3.6.2После уплотнения образец грунта испытывают для определения характеристик
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.21
міцності відповідно до 5.3.6.3 - 5.3.6.8, а для визначення характеристик деформованості -відповідно до 5.3.6.9- 5.3.6.12.
5.3.6.3 При випробуваннях для визначення характеристик міцності зразок грунту навантажують вертикальним навантаженням при дотриманні таких умов:
- при постійному всебічному тиску в камері σ3 - для пісків;
- при постійному всебічному тиску в камері σ3ибопри постійному середньому нормальному напруженні у зразку -для глинистих, органо-мінеральних і органічних грунтів.
5.3.6.4 Для збереження постійності середнього нормального напруження у зразку при прикладанні навантаження зменшують всебічний тиск у камері на Δσ3.
Значення Δσ3, МПа, визначають за формулою:
прочности в соответствии с5.3.6.3 - 5.3.6.8,а для определения характеристик деформируе-мости-в соответствии с5.3.6.9 - 5.3.6.12.
5.3.6.3При испытаниях для определения характеристик прочности образец грунта нагружают вертикальной нагрузкой при соблюдении следующих условий:
- при постоянном всестороннем давлении в камере σ3-для песков;
- при постоянном всестороннем давлении в камере σ3 или при постоянном среднем нормальном напряжении в образце-для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
5.3.6.4Для сохранения постоянства среднего нормального напряжения в образце при приложении нагрузки уменьшают всестороннее давление в камере на Δσ3.
Значение Δσ3,МПа,определяют по формуле:
, (5.9)
де ΔF- приріствертикальногонавантаження на кожномуступені навантажування або за5хв прибезперервному збільшенні навантаження, МН;
А - площа поперечного перерізу зразка, м2 (см2).
5.3.6.5 Вертикальний тиск на зразок передають ступенями, рівними 10% від заданого всебічного тиску в камері, або безперервно, Забезпечуючи приріст відносної вертикальної деформації зразка грунту 0,0003 за 1 хв.
5.3.6.6 При передаванні навантаження ступенями кожний ступінь навантажування витримують до умовної стабілізації вертикальної деформації зразка, за критерій якої приймають приріст відносної вертикальної деформації, який не перевищує 0,0001 за 1 хв.
5.3.6.7 Відліки за приладом для вимірювання вертикальної деформації зразка грунту записують через кожні 2 хв, а при затуханні деформації - через 1 хв.
5.3.6.8 Випробування проводять до зруйнування зразка (5.3.4.4) і далі проводять операції відповідно до 5.3.4.5 - 5.3.4.6.
5.3.6.9 При випробуваннях для визначення характеристик деформованості вертикальний тиск на зразок передають ступенями при поотайному всебічному тиску в камері σ3.
гдеΔF-приращение вертикальной нагрузки накаждой ступени нагружения или за5мин при непрерывном увеличении нагрузки, МН;
А-площадь поперечного сечения образца,м2(см2).
5.3.6.5Вертикальное давление на образец передают ступенями, равными10%от заданного всестороннего давления в камере, или непрерывно, обеспечивая приращение относительной вертикальной деформации образца грунта0,0003за1мин.
5.3.6.6При передаче нагрузки ступенями каждую ступень нагружения выдерживают до условной стабилизации вертикальной деформации образца, за критерий которой принимают приращение относительной вертикальной деформации, не превышающее0,0001за1мин.
5.3.6.7Отсчеты по прибору для измерения вертикальной деформации образца грунта записывают через каждые2мин, а при затухании деформации-через1мин.
5.3.6.8Испытание проводят до разрушения образца(5.3.4.4)и далее проводят операции в соответствии с5.3.4.5 - 5.3.4.6.
5.3.6.9При испытаниях для определения характеристик деформируемоcтивертикальное давление на образец передают ступенями при постоянном всестороннем давлении в камере σ3.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.22
5.3.6.10 Ступені тиску в залежності від всебічного тиску в камері приймають за таблицею 5.7
5.3.6.10Ступени давления в зависимости от всестороннего давления в камере принимают по таблице5.7.
Таблиця 5.7
Таблица 5.7
Грунти Грунты |
Ступінь вертикального тиску на зразок грунту, % від заданого всебічного тиску в камері при номерах ступенів Ступень вертикального давления на образец грунта, % от заданного всестороннего давления в камере при номерах ступеней |
||
1 |
2-6 |
7 і далі 7и далее |
|
Піски Пески Глинисті: Глинистые: - супіски супеси -суглинки: суглинки: при IL≤ 0,5 при IL> 0,5 - глини глины: при IL≤ 0,5 при IL> 0,5 - органо-мінеральні іорганічнігрунти органо-минеральные и органические грунты |
30
10
10 8
6 5
5 |
30
20
20 15
15 10
10 |
45
10
10 8
6 5
5 |
5.3.6.11 Кожний ступінь тиску витримують до умовної стабілізації вертикальної деформації зразка, за критерій якої приймають приріст відносної вертикальної деформації, який не перевищує 0,0001 за час, вказаний в таблиці 5.6.
5.3.6.12 Відліки за приладами для вимірювання вертикальних і об'ємних деформацій зразка грунту записують на кожному ступені тиску:
- через 1, 5, 15, 30 хв і далі через 0,5год -для пісків;
- через 1, 5, 15, 30 хв, 1, 2, 4, 6 і 8год, а потім на початку і в кінці робочого дня - для глинистих, органо-мінеральних і органічних грунтів.
5.3.6.13 Випробування проводять до зруйнування зразка (5.3.4.4) або припиняють при заданому вертикальному тиску, визначеному з урахуванням передбачуваного напруженого стану в досліджуваному ґрунтовому масиві, і далі проводять операції відповідно до 5.3.4.5 і 5.3.4.6.
5.3.6.14 У процесі випробування ведуть журнал за формою, що наведена у додатку А.
5.3.6.11 Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации вертикальной деформации образца, за критерий которой принимают приращение относительной вертикальной деформации, не превышающее 0,0001 за время, указанное в таблице 5.6.
5.3.6.12Отсчеты по приборам для измерения вертикальных и объемных деформаций образца грунта записывают на каждой ступени давления:
-через1,5,15, 30мин и далее через0,5ч-для песков;
-через1,5,15,30 мин, 1,2,4,6 и 8 ч, а затем в начале и в конце рабочего дня-для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
5.3.6.13Испытания проводят до разрушения образца(5.3.4.4)или прекращают при заданном вертикальном давлении, определенном с учетом предполагаемого напряженного состояния в исследуемом грунтовом массиве, и далее проводят операции в соответствии с 5.3.4.5и5.3.4.6.
5.3.6.14В процессе испытания ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.23
5.3.7 Обробка результатів
5.3.7.1 За результатами випробувань зразків грунту в умовах тривісного стиску обчислюють:
- абсолютну вертикальну деформацію зразка грунтуDh,мм,з урахуванням поправки на стиск камери;
- відносну вертикальну деформацію зразка грунту ε1за формулою:
5.3.7Обработка результатов
5.3.7.1По результатам испытаний образцов грунта в условиях трехосного сжатия вычисляют:
- абсолютную вертикальную деформацию образца грунта Dh, мм, с учетом поправки на сжатие камеры;
- относительную вертикальную деформацию образца грунтаε1 і поформуле:
, (5.10)
де h - початкова висота зразка;
- абсолютну об'ємну деформацію зразка грунтуΔV,см2, з урахуванням поправки на розширення камери;
- відносну об'ємну деформацію зразка грунту εvза формулою:
гдеh - начальнаявысота образца;
- абсолютнуюобъемную деформацию образца грунта ΔV, см2, с учетом поправки на расширение камеры;
- относительную объемную деформацию образца грунтаεvпоформуле:
, (5.11)
де V - початковий об'єм зразка;
- напруга σ1, МПа, за формулою:
гдеV -начальный объем образца;
-напряжение σ1 ,МПа,по формуле:
, (5.12)
де F - вертикальне навантаження, МН;
А - площа поперечного перерізу зразка,
м2 (см2);
σ3- всебічний тиск у камері, МПа;
Ас-площа поперечного перерізу штока,
м2 (см2).
Примітка 1.При необхідності вводять поправку на тертя штока у втулці камери.
Примітка 2.При відносній вертикальній деформації зразка грунту, яка перевищує 0,03, враховують зміну площі А в процесі випробувань.
Для будь-якого моменту випробувань площу Аі визначають за формулами:
- для недренованого випробування
где F - вертикальная нагрузка, МН;
А -площадьпоперечногосечения образца,м2 (см2);
σ3-всестороннее давление в камере,МПа;
Ас -площадьпоперечногосеченияштока,
м2 (см2).
Примечание1.Принеобходимости вводят поправку натрениештокаво втулке камеры.
Примечание2.При относительной вертикальной деформации образца грунта, превышающей0,03,учитывают изменение площади А в процессе испытаний.
Для любого момента испытаний площадь Аі определяют по формулам:
- для недренированного испытания
(5.13)
-длядренованого випробування
-для дренированного испытания
(5.14)
Увипадку збільшення об'єму зразка εvприймають зі знаком плюс.
5.3.7.2 При визначенні характеристик міцності за обчисленими значеннями будують графік залежності ε1 = f(σ1– σ3)для випробувань, що проведені при різних значеннях σ3(додаток Ж).
Вслучае увеличения объема образцаεvпринимают со знаком плюс.
5.3.7.2При определении характеристик прочности по вычисленным значениям строят график зависимостиε1 = f(σ1– σ3) для испытаний, проведенных при различных значениях σ3(приложение Ж).
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.24
Награфіках визначаютьзначения (σ1- σ3) р, які відповідаютьмоментуруйнування зразкагрунту (точкаперегину графіка) або відносної вертикальної деформації зразка ε1 = 0,15.
5.3.7.3 Опір недренованому зсувусu, МПа, визначають за результатами неконсолідовано-недренованого випробування за формулою:
, (5.15)
де і - значення σ1і σ3, при руйнуванні зразка;
n-число випробувань.
5.3.7.4 Кут внутрішнього тертя φ і питоме зчеплення с, МПа, обчислюють за формулами:
(5.16)
(5.17)
де N - обчислюють за формулою (5.5);
М - обчислюють за формулою (5.6), в яких τі таσі необхідно замінити на і відповідно.
Примітка 1.При вимірюванні тиску в поровій рідині σ1і σ3замінюють на і , які обчислюють за формулами:
= σ1– u; (5.18)
= σ3– u, (5.19)
деu- тиск у поровій рідині.
Примітка2.Для оцінки розкиду експериментальних даних та виявлення помилок випробувань перед обчисленням tgφі с будують графік залежності σ1= f (σ3) при руйнуванні зразків (додаток Ж).
5.3.7.5 При визначенні характеристик де-формованості за обчисленими значеннями будують графіки залежностіε1= f(σ1) і εv= f(σ1) (додаток Ж). На графіках приймають лінійну апроксимацію ділянок для заданих програмою випробувань діапазонів напружень.
5.3.7.6 Модуль деформації Е, МПа, і коефіцієнт поперечної деформаціїνвизначають при випробуваннях (або етапах випробувань), проведених при постійному значенні всебічних напружень σ3(Δσ3 = 0), і обчислюють за формулами:
Награфиках определяют значения (σ1– σ3)р,соответствующиемоментуразрушения образца грунта(точкаперегиба графика) или относительной вертикальной деформации образцаε1= 0,15.
5.3.7.3 Сопротивление недренированному сдвигу сu, МПа, определяют по результатам неконсолидированно-недренированного испытания по формуле:
, (5.15)
где и–значения σ1и σ3 при разрушении образца;
n -число испытаний.
5.3.7.4 Угол внутреннего тренияφи удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам:
(5.16)
(5.17)
гдеN -вычисляют по формуле(5.5);
М-вычисляют по формуле(5.6),в которых τі и σі необходимо заменить на и соответственно.
Примечание1.При измерении давления в поровой жидкости σ1и σ3 заменяют на и, вычисляемые по формулам:
= σ1– u; (5.18)
= σ3– u, (5.19)
где u-давление в поровой жидкости.
Примечание2.Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением tgφи с строят график зависимости σ1= f(σ3) при разрушении образцов (приложение Ж).
5.3.7.5При определении характеристик деформируемости по вычисленным значениям строят графики зависимости ε1= f(σ1) и εv= f(σ1) (приложение Ж). На графиках принимают линейную аппроксимацию участков для заданных программой испытаний диапазонов напряжений.
5.3.7.6Модуль деформации Е, МПа, и коэффициент поперечной деформацийνопределяют при испытаниях (или этапах испытаний), проведенных при постоянном значении всесторонних напряжений σ3 (Δσ3 = 0), и вычисляют по формулам:
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.25
; (5.20)
, (5.21)
де Δσ1 - приріст напружень σ1 в заданому діапазоні;
Δε1і Δε3 - приріст відносних вертикальної і поперечної деформації зразка
где Δσ1– приращение напряжений в заданном диапазоне;
Δε1 и Δε3 - приращение относительных вертикальной и поперечной деформации образца
(5.22)
где Δεv-приращение напряжений ct) в заданном диапазоне;
5.3.7.7 За даними випробувань грунту в умовах тривісного стиску можуть бути визначені модуль зсувуGта модуль об'ємної деформаціїКвідповідно до додатка И.
5.4 Метод компресійного стиску
5.4.1 Суть методу
5.4.1.1 Випробування грунту методом компресійного стиску проводять для визначення таких характеристик деформованості: коефіцієнта стисливості m0, модуля деформаціїЕ, структурної міцності на стиск pstr, коефіцієнтів фільтраційної та вторинної консолідації cvі cα для пісків дрібних і пилуватих, глинистих грунтів з показником текучості IL> 0,25, органо-мінеральних і органічних грунтів, відносного суфозійного стиску εsfі початкового тиску суфозійного стиску psf для засолених (які містять легко- та середньороз-чинні солі) пісків (крім гравелистих), супісків і суглинків.
5.4.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в компресійних приладах (одометрах) або компресійно-фільтраційних приладах (для визначення характеристик суфозійного стиску), які виключають можливість бічного розширення зразка грунту при його навантажуванні вертикальним навантаженням.
Результати випробувань повинні бути оформлені, як правило, у вигляді графіків залежностей деформацій зразка від навантаження та їх зміни у часі.
5.4.1.3 Діапазон тисків, при яких проводять випробування, визначається у програмі випробувань або приймається в межах полуторного значення проектного тиску на грунт.
деΔεv-приращение относительной объемной деформации образца грунта.
5.3.7.7По данным испытаний грунта в условиях трехосного сжатия могут быть определены модуль сдвигаGи модуль объемной деформации К в соответствии с приложением И.
5.4Метод компрессионного сжатия
5.4.1Сущность метода
5.4.1.1Испытание грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента сжимаемости m0, модуля деформации Е, структурной прочности на сжатие pstr, коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации cv и cα для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов с показателем текучестиiL> 0,25,органо-мине-ральных и органических грунтов, относительного суффозионного сжатия εsfи начального давления суффозионного сжатияpsfдля засоленных (содержащих легко- и среднераствори-мые соли) песков (кроме гравелистых), супесей и суглинков.
5.4.1.2Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах) или компрессионно-фильтрационных приборах (для определения характеристик суффозионного сжатия), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой.
Результаты испытаний должны быть оформлены; как правило, в виде графиков зависимостей деформаций образца от нагрузки и их изменения во времени.
5.4.1.3Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.26
5.4.1.4Длявипробувань використовують зразки грунту непорушеного складу з природною вологістю чи водонасичені або зразки порушеного складу з заданими значеннями густини і вологості.
Зразок, як правило, повинен мати форму циліндра діаметром не менше 71ммі відношенням висоти до діаметра 1:3,5.
5.4.2 Обладнання і прилади
5.4.2.1 До складу установки для випробування грунту в умовах компресійного стиску повинні входити:
- компресійний прилад (одометр), який складається з робочого кільця з внутрішніми розмірами за 5.4.1.4, циліндричної обойми, перфорованого вкладиша під робоче кільце та піддону з ємкістю для води;
- механізм для вертикального навантажування зразка грунту;
- пристрої для вимірювання вертикальних деформацій зразка грунту.
При визначенні характеристик суфозійного стиску використовують компресійно-фільтраційний прилад, конструкція якого наведена в додатку К.
5.4.2.2 Конструкція компресійного приладу повинна забезпечувати:
- подавання води до зразка знизу та відведення її;
- початкове навантаження на зразок, яке створює штамп і закріплені на ньому вимірювальні прилади, не більше 0,0025 МПа.
Додатково до цих вимог конструкція компресійно-фільтраційного приладу повинна забезпечувати:
- подавання води до зразка грунту знизу (схема висхідного потоку) або зверху (схема низхідного потоку);
- відведення води, яка профільтрувалась через зразок грунту, і накопичення її у мірній посудині;
- безперервну протягом всього випробування фільтрацію води, герметичність основних деталей приладу.
5.4.2.3 Компресійні та компресійно-фільтраційні прилади тарують на стиск за допомогою металевого вкладиша. Максимальний тиск при таруванні приймають рівним 1 МПа, навантажування ступенями тиску - 0,05 МПа з витримуванням по 2 хв.
5.4.1.4 Дляиспытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или водонасыщенные или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.
Образец, как правило, должен иметь форму цилиндра диаметром не менее71мм и отношением высоты к диаметру1:3,5.
5.4.2Оборудование и приборы
5.4.2.1В состав установки для испытания грунта в условиях компрессионного сжатия должны входить:
- компрессионный прибор (одометр), состоящий из рабочего кольца с внутренними размерами по5.4.1.4,цилиндрической обоймы, перфорированного вкладыша под рабочее кольцо и поддона с емкостью для воды;
- механизм для вертикального нагружения образца грунта;
- устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.
При определении характеристик суффози-онного сжатия применяют компрессионно-фильтрационный прибор, конструкция которого приведена в приложении К.
5.4.2.2Конструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:
- подачу воды к образцу снизу и отвод ее;
- первоначальную нагрузку на образец, создаваемую штампом и закрепленны-ми на нем измерительными приборами, не более0,0025 МПа.
Дополнительно к этим требованиям конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:
- подачу воды к образцу грунта снизу (схема восходящего потока) или сверху (схема нисходящего потока);
- отвод воды, профильтровавшейся через образец грунта, и накопление ее в мерном сосуде;
- непрерывную на протяжении всего испытания фильтрацию воды, герметичность основных деталей прибора.
5.4.2.3Компрессионные и компрессионно-фильтрационные приборы тарируют на сжатие с помощью металлического вкладыша. Максимальное давление при тарировке принимают равным1 МПа,нагружение ступенями давления- 0,05 МПас выдержкой по2мин.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.27
5.4.3 Підготовка до випробування
5.4.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 5.4.1.4.
5.4.3.2 При випробуванні для визначення характеристик суфозійної стисливості додатково до фізичних характеристик повинні бути визначені: коефіцієнт фільтрації за ГОСТ 25584, кількість легко- та середньорозчинних солей (засоленість) та їх якісний склад (за результатами аналізу водяної та соляно-кислої витяжок). За спеціальним завданням для засолених глинистих грунтів визначають ємкість поглинання та склад обмінних катіонів.
5.4.3.3 Зразок грунту в робочому кільці зважують, покривають з торців вологими фільтрами і поміщають у компресійний прилад.
5.4.3.4 Після поміщення зразка проводять такі операції:
- встановлюють зразок на перфорований штамп;
- регулюють механізм навантажування зразка;
- встановлюють прилади для вимірювання вертикальних деформацій зразка;
- записують початкові показання приладів.
5.4.3.5 У разі необхідності водонасичення зразка проводять шляхом фільтрації води знизу вгору під аретиром. Для цього заповнюють піддон водою. Водонасичення проводять для глинистих грунтів протягом 2-5 діб, для пісків - до моменту з'явлення води над штампом.
5.4.4 Проведення випробування для визначення характеристик mo, Е іpstr
5.4.4.1 Навантажування зразка, що випробовують, проводять рівномірно, без ударів ступенями навантаження.
5.4.4.2 Перший ступінь тиску р1 при випробуванні пісків, у тому числі заторфованих приймають в залежності від коефіцієнта пористості е за таблицею 5.8, а наступні ступені тиску р1приймають рівними 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа і далі з інтервалом 0,1 МПа до заданого значення навантаження (5.4.1.3).
5.4.3Подготовка к испытанию
5.4.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований5.4.1.4.
5.4.3.2При испытании для определения характеристик суффозионной сжимаемости дополнительно к физическим характеристикам должны быть определены: коэффициент фильтрации по ГОСТ25584,количество легко- и среднерастворимых солей (засоленность) и их качественный состав (по результатам анализа водной и соляно-кислой вытяжек). По специальному заданию для засоленных глинистых грунтов определяют емкость поглощения и состав обменных катионов.
5.4.3.3Образец грунта в рабочем кольце взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор.
5.4.3.4После помещения образца проводят следующие операции:
- устанавливают образец на перфорированный штамп;
- регулируют механизм нагружения образца;
- устанавливают приборы для измерения вертикальных деформаций образца;
- записывают начальные показания приборов.
5.4.3.5При необходимости водонасыще-ние образца проводят путем фильтрации воды снизу вверх под арретиром. Для этого заполняют поддон водой. Водонасыщение проводят для глинистых грунтов в течение2-5сут, для песков-до момента появления воды над штампом.
5.4.4Проведение испытания для определения характеристик mo, Е и pstr
5.4.4.1Нагружение испытываемого образца проводят равномерно, без ударов ступенями нагрузки.
5.4.4.2Первую ступень давления p1при испытании песков, в том числе заторфован-ных, принимают в зависимости от коэффициента пористости е по таблице5.8,а последующие ступени давления p1принимают равными0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПаи далее с интервалом0,1 МПа дозаданного значения нагрузки(5.4.1.3).
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.28
Таблиця5.8
Таблица5.8
Коефіцієнт пористості е Коэффициент пористости е
|
е≥ 0,75 |
0,75> е > 0,6 |
e ≤ 0,6 |
Перший ступінь тиску р1, МПа Перваяступеньдавления р1,МПа
|
0,0125 |
0,025 |
0,05 |
Примітка.В окремих випадках, передбачених завданням, можуть бути прийняті більш дрібні ступені тиску р1,виходячи з особливостей деформованості грунту, умов відсипання і умов спорудження будови. Примечание.В отдельных случаях, предусмотренных заданием, могут быть приняты более дробные ступени давления р1, исходя из особенностей деформируемоcтигрунта, условий отсыпки и условий возведения сооружения.
|
5.4.4.3Привипробуванні глинистих грунтів,в томучислі органо-мінеральних, для визначення їх структурної міцності на стискpsirпершу і наступні ступені тиску приймають рівними 0,0025 МПа до моменту початку стиску зразка грунту. За початок стиску слід вважати відносну вертикальну деформацію зразка грунту ε > 0,005. При подальшому навантажуванні за черговий ступінь тиску приймають найближче більше велике значення за 5.4.4.2.
5.4.4.4 Для глинистих водонасичених грунтів у випадку їх часткового знеущільнення після відбору і підйому зразка на поверхню для визначенняpstrслід обчислювати відносне знеущільнення εiза формулою:
5.4.4.3 Прииспытании глинистых грунтов, в томчисле органо-минеральных, для определения их структурной прочности на сжатие psirпервую и последующие ступени давления принимают равными0,0025 МПа домомента начала сжатия образца грунта. За начало сжатия следует считать относительную вертикальную деформацию образца грунта ε > 0,005.При дальнейшем нагружении за очередную ступень давления принимают ближайшее большее значение по5.4.4.2.
5.4.4.4Для глинистых водонасыщенных грунтов в случае их частичного разуплотнения после отбора и подъема образца на поверхность для определения pstrследует вычислять относительное разуплотнениеεiпоформуле:
(5.23) |
,
де Δhн- збільшення висоти зразка при зне-ущільненні, см;
h- висота зразка до випробування, см;
eo-початковий коефіцієнт пористості грунту після подняття зразка на поверхню;
Sr-ступінь вологості грунту після підняття зразка на поверхню.
5.4.4.5 На кожному ступені навантажування зразка грунту знімають відліки за приладами для вимірювання вертикальних деформацій в наступній послідовності: перший відлік - зразу після прикладення навантаження, потім через 0,025; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 хв і далі з інтервалом 1 год протягом робочого дня, а потім на початку і в кінці робочого дня до умовної стабілізації деформації зразка.
5.4.4.6 За критерій умовної стабілізації деформації приймають швидкість деформації зразка, яка не перевищує 0,01мм заостанні 4годспостережень для пісків, 16год- для глинистих і 24год -для органо-мінеральних і органічних грунтів.
где Δhн-увеличение высоты образца при разуплотнении, см;
h -высота образца до испытания, см;
eo-начальный коэффициент пористости грунта после подъема образца на поверхность;
Sr- степень влажности грунта после подъема образца на поверхность.
5.4.4.5На каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций в такой последовательности: первый отсчет-сразу после приложения нагрузки, затем через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30мин и далее с интервалом1ч в течение рабочего дня, а затем в начале и конце рабочего дня до условной стабилизации деформации образца.
5.4.4.6За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость деформации образца, не превышающую0,01мм за последние4ч наблюдений для песков, 16ч - для глинистых и24ч-для органо-минеральных и органических грунтов.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.29
5.4.4.7Привипробуванні насипних грунтів із заданими густиною і волог-істю ступені тиску і час їх витримування приймають відповідно до програми випробувань за 5.4.4.5, 5.4.4.6 або в залежності від початкового коефіцієнта зволоження грунту Кwза таблицею 5.9.
5.4.4.7 Прииспытании насыпных грунтов с заданными плотностью и влажностью ступени давления и время их выдержки принимают в соответствии с программой испытаний по 5.4.4.5, 5.4.4.6или в зависимости от начального коэффициента увлажнения грунта Kwпо таблице5.9.
Таблиця5.9
Таблица5.9
Kw |
рi,МПа |
Δti, год Δti, ч |
1,20
|
0,02
|
1
|
1,20-1,25
|
0,02-0,015
|
1-3
|
1,25-1,35
|
0,015-0,010
|
3-10
|
> 1,35
|
0,010
|
24
|
Примітка.Останній ступінь навантаження витримується до умовної стабілізації деформації відповідно до 5.4.4.6. Примечание.Последняя ступень нагрузки выдерживается до условнойстабилизации деформации всоответствии с5.4.4.6 |
5.4.4.8 У необхідних випадках за спеціальним завданням може бути проведено розвантажування зразка грунту у послідовності, зворотній порядку навантажування, а також повторне випробування грунтів на стисливість, послідовність якого аналогічна послідовності першого навантажування.
При розвантажуванні останній ступінь повинен відповідати тиску, який створюється вагою штампу і змонтованого на ньому вимірювального обладнання (5.4.2.2).
Реєстрацію деформації зразка при розвантажуванні слід вести через інтервали часу, вказані в 5.4.4.5, а критерій умовної стабілізації деформації приймати за 5.4.4.6.
5.4.4.9 Після закінчення випробування зразка грунту необхідно видалити воду зверху зразка та з піддона, опустити аретир, зняти навантаження, зважити робоче кільце з грунтом, визначити вологість і масу сухого грунту.
5.4.4.10 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.4.5 Проведення випробування для визначення характеристик консолідації сνісα
5.4.5.1 Випробування проводять при постійному тиску, що дорівнює проектному тиску на грунт або іншому заданому тиску. Тиск на зразок грунту передають зразу після приведення знеущільненого грунту до природного стану (5.4.4.4) або після попереднього ущільнення грунту заданим навантаженням. Деформації зразка реєструють через проміжки часу, вказані в 5.4.4.5, до моменту досягнення умовної стабілізації деформації відповідно до 5.4.4.6.
5.4.4.8 Внеобходимых случаях по специальному заданию может быть произведена разгрузка образца грунта в последовательности, обратной порядку нагружения, а также повторное испытание грунтов на сжимаемость, последовательность которого аналогична последовательности первого нагружения.
При разгрузке последняя ступень должна соответствовать давлению, создаваемому весом штампа и смонтированного на нем измерительного оборудования(5.4.2.2).
Регистрацию деформации образца при разгрузке следует вести через интервалы времени, указанные в5.4.4.5,а критерий условной стабилизации деформации принимать по5.4.4.6.
5.4.4.9После окончания испытания образца грунта необходимо удалить воду сверху образца и из поддона, опустить арретир, снять нагрузку, взвесить рабочее кольцо с грунтом, определить влажность и массу сухого грунта.
5.4.4.10В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.4.5Проведение испытания для определения характеристик консолидации сνи сα
5.4.5.1Испытание проводят при постоянном давлении, равном проектному давлению на грунт или другому заданному давлению. Давление на образец грунта передают сразу после приведения разуплотнившегося грунта к природному состоянию (5.4.4.4) или после предварительного уплотнения грунта заданной нагрузкой. Деформации образца регистрируют через промежутки времени, указанные в5.4.4.5,до момента достижения условной стабилизации деформации в соответствии с5.4.4.6.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.30
5.4.5.2Привизначенні сνі сαнасипних глинистих грунтів із заданими ґустиною та вологістю ураховують при необхідності реальний градієнт напору порової рідини, значення якого задається в програмі випробувань.
Тиск на зразок грунту р, МПа, при якому буде створений заданий градієнт напору, визначається за формулою:
p= I·ρw·1, (5.24)
де І - заданий градієнт напору;
рw- густина води, г/см3;
1 -довжина шляху фільтрації води із зразка, см.
5.4.5.3 Після закінчення випробування проводять операції за 5.4.4.9.
5.4.5.4 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.4.6 Проведення випробування для визначення характеристик суфозійної стисливості εsfipsf
5.4.6.1 Випробування засолених грунтів у компресійно-фільтраційному приладі слід виконувати за схемами:
- "однієї кривої" (при випробуванні одного зразка грунту) - для визначення характеристик стисливості грунту природної вологості при різних тисках, відносної просадочності і відносного суфозійного стиску при одному заданому значенні тиску;
- "трьох кривих" (при випробуванні трьох зразків грунту) - для визначення при різних тисках характеристик стисливості грунту природної вологості, відносної просадочності при водонасиченні, відносного суфозійного стиску при довгостроковій фільтрації рідини.
5.4.6.2 Компресійно-фільтраційні випробування грунтів виконують за схемою низхідного або висхідного потоку фільтруючої рідини, а також при будь-яких значеннях градієнта напору І за умови відсутності механічної суфозії.
5.4.6.3 При випробуваннях за схемою "однієї кривої" навантажування на зразок грунту природної вологості проводять ступенями завантажування до заданого тиску р, аналогічно компресійному випробуванню (5.4.4.2-5.4.4.3; 5.4.4.5, 5.4.4.6). Після умовної стабілізації деформації зразка грунту при тиску р його необхідно замочити водою, продовжуючи замо-
5.4.5.2 Приопределениисνи сα насыпных глинистых грунтов с заданными плотностью и влажностью учитывают при необходимости реальный градиент напора поровой жидкости, значение которого задается в программе испытаний.
Давление на образец грунтар, МПа,при котором будет создан заданный градиент напора, определяется по формуле:
p= I·ρw·1, (5.24)
гдеІ -заданный градиент напора;
рw-плотность воды, г/см3;
1 - длина пути фильтрации воды из образца, см.
5.4.5.3После окончания испытания проводят операции по5.4.4.9.
5.4.5.4В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.4.6Проведение испытания для определения характеристик суффозионной сжимаемости εsfиpsf
5.4.6.1Испытания засоленных грунтов в компрессионно-фильтрационном приборе следует выполнять по схемам:
-"одной кривой" (при испытании одного образца грунта)-для определения характеристик сжимаемости грунта природной влажности при различных давлениях, относительной просадоч-ности и относительного суффозионного сжатия при одном заданном значении давления;
-"трех кривых" (при испытании трех образцов грунта)-для определения при различных давлениях характеристик сжимаемости грунта природной влажности, относительной просадочности при водонасыщении, относительного суффозионного сжатия при длительной фильтрации жидкости.
5.4.6.2Компрессионно-фильтрационные испытания грунтов выполняют по схеме нисходящего или восходящего потока фильтрующей жидкости, а также при любых значениях градиента напораIпри условии отсутствия механической суффозии.
5.4.6.3При испытаниях по схеме "одной кривой" нагрузку на образец грунта природной влажности производят ступенями загружения до заданного давленияр,аналогично компрессионному испытанию(5.4.4.2-5.4.4.3; 5.4.4.5, 5.4.4.6).После условной стабилизации деформации образца грунта При давлении р его необходимо замочить водой, продолжая
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.31
чування доумовної стабілізації просідання за ГОСТ23161. Після закінчення просадних деформацій або у випадку їх відсутності слід почати безперервну фільтрацію води через зразок (при заданому тиску р) до умовної стабілізації суфозійного стиску (5.4.6.6).
5.4.6.4 Випробування за схемою "трьох кривих" проводять на трьох зразках грунту непорушеного складу, які відібрані із одного моноліту і які відрізняються за густиною сухого грунту не більше ніж на 0,05 г/см3, або на трьох зразках порушеного складу, які мають однакову (задану) густину сухого грунту.
Один зразок випробовують при природній вологості. При цьому навантажування на зразок грунту проводять ступенями навантажування до заданого тиску р відповідно до 5.4.4.2 та 5.4.4.3.
Другий зразок треба перед навантажуванням замочити (без вживання аретира) до повного водонасичення і потім прикладати навантаження на зразок ступенями навантажування до заданого тиску відповідно до 5.4.4.2,5.4.4.3, 5.4.4.5, 5.4.4.6. Водонасичення слід проводити відповідно до 5.4.3.5.
Після умовної стабілізації стиску водона-сиченого грунту необхідно почати безперервну фільтрацію води через зразок (при заданому тиску р) до умовної стабілізації суфозійного стиску.
Третій зразок слід замочити до повного водонасичення (без передачі навантаження на Зразок грунту і без використання аретиру) і потім проводити видужування солей (розсолення грунту) шляхом безперервної фільтрації води або рідини заданого складу через зразок. Після умовного розсолення грунту необхідно прикладати навантаження на зразок ступенями до заданого тиску р (відповідно до 5.4.4.2, 5.4.4.3, 5.4.4.5, 5.4.4.6), підтримуючи зразок у водонасиченому стані.
5.4.6.5 За критерій умовного розсолення грунтуβ1при видужуванні солей без навантаження (при випробуванні за схемою "трьох кривих") слід приймати значення β1наведені в таблиці 5.10.
замачивание до условной стабилизации просадки по ГОСТ23161.После окончания про-садочных деформаций или в случае их отсутствия следует начать непрерывную фильтрацию воды через образец (при заданном давлениир)до условной стабилизации суффозионного сжатия(5.4.6.6).
5.4.6.4Испытания по схеме "трех кривых" проводят на трех образцах грунта ненарушенного сложения, отобранных из одного монолита и отличающихся по плотности сухого грунта не более чем на0,05г/см3, или на трех образцах нарушенного сложения, имеющих одинаковую (заданную) плотность сухого грунта.
Один образец испытывают при природной влажности. При этом нагрузку на образец грунта производят ступенями нагружения до заданного давленияр всоответствии с 5.4.4.2и5.4.4.3.
Второй образец надлежит перед нагруже-нием замочить (без применения арретира) до полного водонасыщения и затем прикладывать нагрузку на образец ступенями нагружения до заданного давления в соответствии с 5.4.4.2, 5.4.4.3, 5.4.4.5, 5.4.4.6.Водонасыщение следует производить в соответствии с5.4.3.5.
После условной стабилизации сжатия во-донасыщенного грунта необходимо начать непрерывную фильтрацию воды через образец (при заданном давлениир)до условной стабилизации суффозионного сжатия.
Третий образец следует замочить до полного водонасыщения (без передачи нагрузки на образец грунта и без применения арретира) и затем производить выщелачивание солей (расселение грунта) путем непрерывной фильтрации воды или жидкости заданного состава через образец. После условного расселения грунта необходимо прикладывать нагрузку на образец ступенями до заданного давления р (в соответствии с5.4.4.2, 5.4.4.3, 5.4.4.5, 5.4.4.6), поддерживая образец в водонасыщенном состоянии.
5.4.6.5За критерий условного расселения грунтаβ1при выщелачивании солей без нагрузки (при испытании по схеме "трех кривых") следует принимать значенияβ1,приведенные в таблице5.10.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.32
Таблиця 5.10
Таблица5.10
Вміст водорозчинних солей, % Содержание водорастворимых солей, % |
Значення β1 в залежності від видугрунту, д.е. Значениеβ1в зависимости от вида грунта, д.е. |
||
Пісок Песок |
Супісок Супесь |
Суглинок Суглинок |
|
< 5 |
0,80 |
0,65 |
0,60 |
5-10 |
0,85 |
0,70 |
0,65 |
11-20 |
0,90 |
0,80 |
0,75 |
21-30 |
0,95 |
0,90 |
0,85 |
> 30 |
1,00 |
0,95 |
0,90 |
5.4.6.6 За критерій умовної стабілізації суфозійного стиску грунту при заданому тиску р слід приймати приріст відносної деформації Δεsf,, який не перевищує 0,001 при прирості ступеня видужування солей Δβt= 0,1, а також за умови, що ступінь видужування βtскладає не менше 0,6.
5.4.6.7 Після початку фільтрації води через зразок грунту показання індикаторів слід реєструвати в першу годину через 15 хв, далі через годину (але не менше 5 разів) протягом робочого дня, потім один раз на день при випробуванні грунтів, які вміщують легкорозчинні солі, і один раз на 2-3 дні при випробуванні грунтів, які вміщують середньорозчинні солі.
5.4.6.8 У процесі видужування солей необхідно відбирати фільтрати для визначення в них кількості солей за масою твердого залишку: перший фільтрат - після збирання 50мл рідини, другий - через 2-3 доби, далі - один раз на тиждень при випробуванні грунтів, які містять легкорозчинні солі, і один раз у два тижні при випробуванні грунтів, які містять середньорозчинні солі.
5.4.6.9 Після завершення випробування робоче кільце з вологим грунтом зважують, проводять контрольне вимірювання висоти зразка грунту в кільці, визначають вологість грунту і масу сухого грунту, а також кількісний та якісний склад солей.
5.4.6.10 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.
5.4.7 Обробка результатів
5.4.7.1 Для визначення характеристик mo, Е іpstrза результатами випробувань для кожного ступеня навантажування обчислюють:
5.4.6.6 За критерий условной стабилизации суффозионного сжатия грунта при заданном давлении р следует принимать приращение относительной деформации Δεsf, не превышающее 0,001 при приращении степени вы-щелачивания солей Δβt= 0,1, а также при условии, что степень выщелачивания βtсоставляет не менее 0,6.
5.4.6.7После начала фильтрации воды через образец грунта показания индикаторов следует регистрировать в первый час через15мин, далее через час (но не менее5раз) в течение рабочего дня, затем один раз в день при испытании грунтов, содержащих легкорастворимые соли, и один раз в2-3дня при испытании грунтов, содержащих среднерастворимые соли.
5.4.6.8В процессе выщелачивания солей необходимо отбирать фильтраты для определения в них количества солей по массе плотного остатка: первый фильтрат-после сбора50мл жидкости, второй-через2-3сут, далее-один раз в неделю при испытании грунтов, содержащих легкорастворимые соли, и один раз в две недели при испытании грунтов, содержащих среднерастворимые соли.
5.4.6.9После завершения испытания рабочее кольцо с влажным грунтом взвешивают, производят контрольное измерение высоты образца грунта в кольце, определяют влажность грунта и массу сухого грунта, а также количественный и качественный состав солей.
5.4.6.10В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.
5.4.7Обработка результатов
5.4.7.1Для определения характеристик mo, Е иpstrпо результатам испытаний для каждой ступени нагружения вычисляют:
ДСТУ Б 8.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.33
- абсолютну вертикальну стабілізовану деформацію зразка грунтуΔh, мм,як середнєарифметичне показань вимірювальних приладів після віднімання поправки на деформацію компресійного приладу Δ;
- відносну вертикальну деформацію зразка грунту за формулою (5.11).
5.4.7.2 За обчисленими значеннями будують графік залежності ε =f (p) (див. додаток Л).
Через точки графіка проводять осередню-ючу плавну криву або апроксимують ці точки монотонною залежністю (наприклад, експоненціальною відповідно до додатка М).
Значення тиску, відповідне точці перетину кривої (див. графік 1 додатку Л) з віссю тиску р, дорівнює значенню структурної міцності на стискpstr.
У випадку часткового знеущільнення грунту (див. графік 2) заpstr.приймають абсцису точки А графіка ε =f(p) з ординатою εі =Δhн / h, визначеною за формулою (5.23).
5.4.7.3 Обчислюють коефіцієнти пористості еiгрунту при тисках рiза формулою:
- абсолютную вертикальнуюстабилизированную деформацию образца грунта Δh,мм, как среднее арифметическое показаний измерительных приборов за вычетанием поправки на деформацию компрессионного прибора Δ;
- относительную вертикальную деформацию образца грунта по формуле(5.11).
5.4.7.2По вычисленным значениям строят график зависимостиε =f( p )(см. приложение Л).
Через точки графика проводят осредняю-щую плавную кривую или аппроксимируют эти точки монотонной зависимостью (например, экспоненциальной в соответствии с приложениемМ).
Значение давления, соответствующее точке пересечения кривой (см. график1приложения Л) с осью давленияр,равно значению структурной прочности на сжатиеpstr.
В случае частичного разуплотнения грунта (см. график2)за pstrпринимают абсциссу точки А графикаε =f(p)с ординатой εі =Δhн / h,определенной по формуле(5.23).
5.4.7.3Вычисляют коэффициенты пористости еi грунта при давлениях рi по формуле:
ei = eo - εi (1 + eo). (5.25)
5.4.7.4 Коефіцієнт стисливості mo, МПа-1, в заданому інтервалі тисків рiі рi+1обчислюють з точністю 0,001 МПа-1за формулою:
5.4.7.4Коэффициент сжимаемости mo, МПа-1, взаданном интерваледавлений рiи рі+івычисляют с точностью0,001 МПа-1по формуле:
, (5.26)
дееiіеi+1- коефіцієнти пористості, які відповідають тискам рі і рі+і.
5.4.7.5 Модуль деформації Е, МПа, в інтервалі тисків рiі рi+1обчислюють з точністю 0,1 МПа за формулою
гдееiиеi+1-коэффициенты пористости, соответствующие давлениямріиpi+1.
5.4.7.5 Модуль деформации Е, МПа, в интервале давленийpiи pi+1вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле:
(5.27)
або
или
(5.28)
де εіі εі+1 - значення відносного стиску, що відповідають тискам рі і pi+1;
mo- коефіцієнт стисливості, що відповідає інтервалу тиску від рі до рі+1;
β - коефіцієнт, який враховує відсутність поперечного розширення грунту в комп-
ресійному приладі і який обчислюють за формулою:
гдеεіиεі+1-значения относительного сжатия, соответствующие давлениям рі и рі+1;
mo-коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления отpідоpі+1;
β -коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компре-ссионном приборе и вычисляемый по формуле:
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.34
(5.29)
деν -коефіцієнт поперечної деформації, яку визначають за результатами випробувань у приладах тривісного стиску за 5.3.
У разі відсутності експериментальних даних допускається приймати ν рівним: 0,30-0,35 - для пісків і супісків; 0.35-0,37 - для суглинків; 0,2-0,3 приil< 0; 0,3-0,38 при 0 ≤il≤ 0,25; 0,38-0,45 при 0,25 l ≤ 1,0 - для глин. При цьому менші значення ν приймають при більшій густині грунту.
5.4.7.6 Коефіцієнт фільтраційної консолідації сν і коефіцієнт вторинної консолідації сα визначають відповідно до додатка Н.
5.4.7.7 Для визначення характеристик суфозійної стисливості також будують графік залежності відносних деформацій від вертикального тиску ε =f(р) (додаток П). При цьому відносну деформацію зразка грунту визначають за формулою (5.10), у якій значенняh замінюють hng , деhng- висота зразка грунту при тиску, рівному напрузі від власної ваги грунту на глибині відбору зразка після віднімання абсолютної деформації при цьому тиску.
5.4.7.8 У випадку набухання грунту при випробуванні за схемою "трьох кривих" необхідно визначити вільне відносне набуханняεsw за ГОСТ24143, а точку, яка відповідає εsw, включати до графіка ε =f(р), відкладаючи її на осі ординат уверх від осі абсцис.
5.4.7.9 При випробуванні за схемами "однієї кривої" і "трьох кривих" характеристики стиску грунту природної вологості визначають відповідно до 5.4.7.4 і 5.4.7.5.
5.4.7.10 При випробуванні за схемою "однієї кривої” відносну просадочність грунту εsl слід визначати заГОСТ23161.
5.4.7.11 Відносний суфозійний стиск грунтуεsfпри випробуванні за схемою "однієї кривої" і при наявності просадних деформацій слід визначати як додаткове відносне стискання зразка грунту при заданому тиску і безперервній фільтрації води за формулою:
гдеν- коэффициент поперечной деформации, определяемой по результатам испытаний в приборах трехосного сжатия по 5.3.
При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать ν равным: 0,30-0,35 -для песков и супесей;0,35-0,37 - для суглинков;0,2-0,3при IL <0; 0,3-0,38при 0≤il≤ 0,25; 0,38-0,45при 0,25l ≤ 1,0 -для глин. При этом меньшие значенияνпринимают при большей плотности грунта.
5.4.7.6Коэффициент фильтрационной консолидации сν и коэффициент вторичной консолидации сα определяют в соответствии с приложениемH.
5.4.7.7Для определения характеристик суффозионной сжимаемости также строят график зависимости относительных деформаций от вертикального давленияε =f(р) (приложениеП).При этом относительную деформацию образца грунта определяют по формуле(5.10), в которой значениеhзаменяютhng,гдеhng-высота образца грунта при давлении, равном напряжению от собственного веса грунта на глубине отбора образца за вычетанием абсолютной деформации при этом давлении.
5.4.7.8В случае набухания грунта при испытании по схеме "трех кривых" необходимо определить свободное относительное набуханиеεswпо ГОСТ24143,а точку, соответствующуюεsw, включать в графикε = f (р),откладывая ее на оси ординат вверх от оси абсцисс.
5.4.7.9При испытании по схемам "одной кривой" и "трех кривых" характеристики сжатия грунта природной влажности определяют в соответствии с5.4.7.4 и 5.4.7.5.
5.4.7.10При испытании по схеме "одной кривой" относительную просадочность грунтаследует определять по ГОСТ23161.
5.4.7.11Относительное суффозионное сжатие грунта εsf при испытании по схеме "одной кривой" и при наличии просадочных деформаций следует определять как дополнительное относительное сжатие образца грунта при заданном давлении и непрерывной фильтрации воды по формуле:
, (5.30)
де Δhsf- суфозійний стиск грунту при постійній фільтрації і заданому тиску (абсолютний суфозійний стиск), мм;
гдеΔhsf -суффозионное сжатие грунта при постоянной фильтрации и заданном давлении (абсолютное суффозионное сжатие), мм;
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.35
hsat, p- висота зразка замоченого грунту при заданому тиску, мм;
hsf, p - висота зразка грунту після стискання в умовах постійної фільтрації рідини при заданому тиску, мм.
5.4.7.12 Відносний суфозійний стиск грунту εsfпри випробуваннях за схемою "однієї кривої" і при відсутності просадних деформацій слід визначати за формулою:
(5.31)
де hp- висота зразка грунту природної вологості при заданому тиску, мм;
5.4.7.13 Відносну просадочність εslдля різних тисків при випробуваннях за схемою "трьох кривих" слід визначати як різницю значень відносного стиску зразків у водонасиче-ному стані εsat, pі природній вологості εwабо різницю ординат відповідних кривих графіків
ε = f (p).
5.4.7.14 Відносний суфозійний стиск εsfі для різних тисків при випробуванні за схемою "трьох кривих" слід визначати як різницю значень відносного стиску зразків вилуженого грунту у водонасиченому стані або різницю ординат відповідних кривих графікаε = f (p). За значеннямиεsfслід будувати графік залежності відносного суфозійного стиску від тиску (додаток П).
5.4.7.15 Початковий тиск суфозійного стиску εsfслід визначати заграфикомзалежності відносного суфозійного стиску від тискуεsf = f (р) приймаючи за psfтиск, при якомувідносний суфозійний стиск складає 0,01.
5.4.7.16 Відносний суфозійний стиск необхідно виражати з точністю 0,001, початковий тиск суфозійного стиску - з точністю 0,02 МПа.
5.4.7.17 У процесі компресійно-фільтраційного випробування грунту при безперервній фільтрації води і заданому тиску р слід будувати графік залежності відносного суфозійного стиску εsfвід ступеня видужування солейβt(додаток П), яке визначають за формулою:
hsat, р -высота образца замоченного грунта при заданном давлении, мм;
hsf, p -высота образца грунта после сжатия в условиях постоянной фильтрации жидкости при заданном давлении, мм.
5.4.7.12Относительное суффозионное сжатие грунта εsf при испытании по схеме "одной кривой" и при отсутствии просадочных деформаций следует определять по формуле:
(5.31)
гдеhp-высота образца грунта природной влажности при заданном давлении, мм.
5.4.7.13Относительную просадочностьεslдля различных давлений при испытаниях по схеме "трех кривых" следует определять как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянииεsat, p и природной влажностиεw или разность ординат соответствующих кривых графиковε =f (p).
5.4.7.14Относительное суффозионное сжатиеεsfдляразличных давлений при испытании по схеме "трех кривых" следует определять как разность значений относительного сжатия образцов выщелоченного грунта в водонасыщенном состоянии или разность орди-нат соответствующих кривых графика ε = f(р). По значениямεsfследует строить график зависимости относительногоcyффозиoнного сжатия от давления (приложениеП).
5.4.7.15Начальное давление суффозион-ного сжатияεsfследует определять по графику зависимости относительного суффозионного сжатия от давления εsf =f(p),принимая заpsf давление, при котором относительное суффозионное сжатие составляет0,01.
5.4.7.16Относительное суффозионное сжатие необходимо выражать с точностью 0,001,начальное давление суффозионного сжатия-с точностью0,02 МПа.
5.4.7.17В процессе компрессионно-фильтрационного испытания грунта при непрерывной фильтрации воды и заданном давлении р следует строить график зависимости относительного суффозионного сжатияεsfотстепени выщелачивания солей βt(приложениеП),определяемой по формуле:
(5.35)
деk- число визначень щільного залишку фільтрації за час випробувань;
гдеk - числоопределений плотного остатка фильтрации за время испытаний;
ДСТУ Б В. 2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.36
Vw- об'єм води, яка профільтрувалась через зразок грунту за період між двома послідовними визначеннями щільного залишку, л;
- середнє арифметичне значення двох наступних визначень щільного залишку фільтратів після віднімання щільного залишку фільтруючої рідини, г/л;
Dsal- засоленість грунту (приймають за результатами визначень середньої засоленості моноліту, з якого вирізають зразок грунту), д.е.;
mo-маса сухого зразка грунту перед початком випробувань, г.
5.4.7.18 Після закінчення компресійно-фільтраційного випробування, а також після видужування солей без навантаження і наступного завантаження зразка слід провести коригування графікаεsf = f (βt),підставляючи у формулу ступені видужування солей (див. 5.4.7.17) замість значення засоленостіDsalзначення початкової засоленості зразка грунту Do, sal , визначається за формулою:
(5.33)
де mf- маса сухого зразка грунту після закінчення випробувань, г;
d1- засоленість зразка грунту після закінчення випробувань, д.е.
6 Методи визначення характеристик міцності і деформованості мерзлих грунтів
6.1 Метод випробування кульковим штампом.
6.1.1 Суть методу
6.1.1.1 Випробування мерзлого грунту кульковим штампом проводять для визначенняграничнотривалого значення еквівалентного зчепленняceqдрібних та пилуватих пісків і глинистих грунтів, крім заторфованих засолених та сипкомерзлих різновидів цих грунтів.
6.1.1.2Граничнотривале значення еквівалентного зчеплення визначають за глибиною занурення кулькового штампа у зразок грунту від заданого навантаження при температурі випробувань не нижче мінус 5°С.
6.1.1.3 Значення навантаження визначають із умови, що тиск у зразку на першому ступені навантажування повинен бути рівний напруженню від власної ваги грунту на горизонті відбору зразка, а на останньому - розрахунковому опору грунту під підошвою фунда-
Vw -объем воды, профильтровавшейся через образец грунта за период между двумя последующими определениями плотного остатка, л;
- среднее арифметическое значение двух последующих определений плотного остатка фильтратов за вычетанием плотного остатка фильтрующей жидкости, г/л;
Dsal -засоленность грунта (принимают по результатам определений средней засоленности монолита, из которого вырезают образец грунта),д.е.;
mo-масса сухого образца грунта перед началом испытаний, г.
5.4.7.18После окончания компрессионно-фильтрационного испытания, а также после выщелачивания солей без нагрузки и последующего загружения образца следует произвести корректирование графикаεsf = f (βt),подставляя в формулу степенивыщелачиваниясолей (см.5.4.7.17)вместо значения засоленностиDsalзначение начальной засоленности образца грунтаDo, salопределяемой по формуле
(5.33)
где mf-масса сухого образца грунта после окончания испытаний, г;
d1-засоленность образца грунта после окончания испытаний,д.е.
6Методы определения характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов
6.1Метод испытания шариковым штампом
6.1.1Сущность метода
6.1.1.1Испытание мерзлого грунта шариковым штампом проводят для определения предельно длительного значения эквивалентного сцепленияceqмелких и пылеватых песков и глинистых грунтов, кроме заторфованных засоленных и сыпучемерзлых разностей этих грунтов.
6.1.1.2Предельно длительное значение эквивалентного сцепления определяют по глубине погружения шарикового штампа в образец грунта от заданной нагрузки при температуре испытаний не ниже минус 5°С.
6.1.1.3Значение нагрузки определяют из условия, что давление в образце на первой ступени нагружения должно быть равным напряжению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, а на последней-расчетному сопротивлению грунта под подошвой
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.37
ментуR,який задається програмою випробувань.
Примітка.У разі відсутності даних значення R допускається приймати за додатком Р.
6.1.1.4 Для випробувань використовують зразки мерзлого грунту непорушеного складу з природною вологістю і льодистістю. Товщина прошарків льоду у зразку повинна бути не більше 2мм,а льодистість і ≤ 0,4.
Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 71ммі відношенням висоти до діаметра 1:3,5.
6.1.2 Обладнання та прилади
6.1.2.1 До складу установки для випробувань мерзлого грунту кульковим штампом по-винні входити:
- кульковий штамп діаметром (22±2) мм з опорною плитою і рухомим столиком;
- плоский штамп для попереднього об-тиснення зразка грунту;
- робоче кільце для відбирання грунту;
- механізм для вертикального навантажування зразка грунту;
- пристрій для вимірювання глибини занурення кулькового штампа.
Принципова схема установки наведена у додатку С.
6.1.3 Підготовка до випробування
6.1.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 6.1.1.4.
6.1.3.2 Після витримування зразка у робочому кільці протягом 12год притемпературі випробування проводять попереднє обтиснен- ня зразка через плоский штамп тиском, рівним напруженню від власної ваги грунту на гори-зонті відбирання зразка, протягом 15с.Після обтиснення зразок розвантажують.
6.1.3.3 Зразок грунту в робочому кільці встановлюють на рухомий столик установки і проводять такі операції:
- покривають зразок захисним кільцем із глянцевого або парафінованого паперу, в якому повинен бути вирізаний отвір діаметром, який на 2-3 мм перевищує діаметр кулькового штампа;
- встановлюють на зразок грунту кульковий штамп і центрують його фіксуючи момент дотику кулькою поверхні грунту за показаннями приладів вимірювання деформацій зразка грунту;
фундаментаR,задаваемому программой испытаний.
Примечание.При отсутствии данных значениеRдопускается принимать по приложению Р.
6.1.1.4Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостью. Толщина прослоек льда в образце должна быть не более2мм, а льдистостьі ≤ 0,4.
Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее71мм и отношением высоты к диаметру1:3,5.
6.1.2Оборудование и приборы
6.1.2.1В состав установки для испытаний мерзлого грунта шариковым штампом должны входить:
- шариковый штамп диаметром (22±2) мм с опорной плитой и подвижным столиком;
- плоский штамп для предварительного обжатия образца грунта;
- рабочее кольцо для отбора грунта;
- механизм для вертикального нагружения образца грунта;
- устройство для измерения глубины погружения шарикового штампа
Принципиальная схема установки приведена в приложении С.
6.1.3Подготовка к испытанию
6.1.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований6.1.1.4.
6.1.3.2После выдерживания образца в рабочем кольце в течение12ч при температуре испытания проводят предварительное обжатие образца через плоский штамп давлением, равным напряжению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, в течение 15с. После обжатия образец разгружают.
6.1.3.3Образец грунта в рабочем кольце устанавливают на подвижный столик установки и производят следующие операции:
- покрывают образец защитным кружком из глянцевой или парафинированной бумаги, в котором должно быть вырезано отверстие диаметром, на 2-3мм превышающим диаметр шарикового штампа;
- устанавливают на образец грунта шариковый штамп и центрируют его, фиксируя момент касания шариком по-верхности грунта по показаниям приборов для измерения деформаций образца грунта;
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.38
- закріплюютьстержень штампастопорним гвинтом;
- записують початкові показання приладів.
6.1.4 Проведення випробування
6.1.4.1 До зразка грунтуплавно, недопускаючи ударів, прикладають навантаження, збільшуючи його ступенями, загальне число яких повинно бути не менше п'яти.
6.1.4.2 Навантаження на останньому ступені навантажування обчислюють за формулою:
- закрепляютстержень штампастопорным винтом;
- записывают начальные показания приборов.
6.1.4Проведение испытания
6.1.4.1К образцу грунта плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, увеличивая ее ступенями, общее число которых должно быть не менее пяти.
6.1.4.2Нагрузку на последней ступени на-гружения вычисляют по формуле:
F = 0,18 R , (6.1)
деdb- діаметр кулькового штампа,мм;
R- розрахунковий опір грунту під підошвою фундаменту, який приймаютьза 6.1.1.3, МПа.
При призначенні навантаження повинна дотримуватись умова:
гдеdb-диаметршарикового штампа,мм;
R-расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, принимаемое по 6.1.1.3, МПа.
При назначении нагрузки должно соблюдаться условие:
0,05 db < s15 <0,005 db, (6.2)
де s15- глибина занурення кулькового штампа у зразок грунту через 15 хв після прикладання навантаження.
При недотриманні умови (6.2) слід провести коригування навантаження.
6.1.4.3 На кожному ступені навантажування знімають відліки по всіх приладах для вимірювання вертикальної деформації зразка грунту через 5, 10, 20, 30 і 60 хв після прикладення навантаження, потім через 2годпротягом робочого дня і далі два рази на добу (на початку і в кінці робочого дня) до умовної стабілізації деформації.
6.1.4.4 За критерій умовної стабілізації деформації приймають приріст вертикальної деформації, який не перевищує 0,01мм за12год.
У обгрунтованих випадках може бути проведено випробування в прискореному режимі тривалістю 8год.
6.1.4.5 Випробування закінчують після досягнення умовної стабілізації глибини занурення кулькового штампа (6.1.4.4) або, якщо випробування проводять в прискореному режимі, через 8годпісля початку випробування.
6.1.4.6 Може бутипроведено повторне випробування на тому самому зразку при дотриманні умови: центр наступного занурення кулькового штампу повинен бути віддалений від границь попередніх відбитків кульки і від краю зразка не менше ніж на половину діаметра кульки.
гдеs15-глубина погружения шарикового штампа в образец грунта через15мин после приложения нагрузки.
При несоблюдении условия(6.2)следует произвести корректирование нагрузки.
6.1.4.3На каждой ступени нагружения снимают отсчеты по всем приборам для измерения вертикальной деформации образца грунта через5, 10, 20, 30и60мин после приложения нагрузки, затем через2ч в течение рабочего дня и далее два раза в сутки (в начале и конце рабочего дня) до условной стабилизации деформации.
6.1.4.4За критерий условной стабилизации деформации принимают приращение вертикальной деформации, не превышающее 0,01мм за12ч.
В обоснованных случаях может быть проведено испытание в ускоренном режиме продолжительностью8ч.
6.1.4.5Испытания заканчивают после достижения условной стабилизации глубины погружения шарикового штампа(6.1.4.4)или, если испытание проводят в ускоренном режиме, через8ч после начала испытания.
6.1.4.6Может быть проведено повторное испытание на том же образце при соблюдениивия:центр следующего погружения шариково-го штампа должен отстоять от границ преды-дущих отпечатков шарика и от края образца не менее чем на половину диаметра шарика.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.39
6.1.4.7Упроцесі випробування ведуть журнал за формою, наведеною у додатку А.
6.1.5 Обробка результатів
6.1.5.1 За показаннями пристроїв для вимірювання деформації визначають глибину занурення кулькового штампа в грунт в кінці випробування (після досягнення умовної стабілізації деформації або через 8год -при прискореному режимі випробування).
6.1.5.2Граничнотривале значення еквівалентного зчеплення мерзлого грунту сeq, МПа, визначають з точністю 0,01 МПа за формулою:
6.1.4.7 Впроцессе испытания ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
6.1.5Обработка результатов
6.1.5.1По показаниям устройств для измерения деформации определяют глубину погружения шарикового штампа в грунт в конце испытания (по достижении условной стабилизации деформации или через8ч-при ускоренном режиме испытания).
6.1.5.2Предельно длительное значение эквивалентного сцепления мерзлого грунта сeq, МПа,определяют с точностью0,1 МПа по формуле:
(6.3)
де F - навантаження на кульковий штамп, кН;
db-діаметр кулькового штампа, мм;
sb -глибина занурення кулькового штампа в грунт в кінці випробувань, мм;
k- безрозмірний коефіцієнт, який дорівнює 1 при випробуваннях до умовної стабілізації деформації і 0,8 - при прискореному режимі.
6.2 Метод одноплощинного зрізу по поверхні змерзання
6.2.1 Суть методу
6.2.1.1 Випробування мерзлого грунту методом одноплощинного зрізу по поверхні змерзання проводять для визначення таких характеристик міцності: опору зрізу мерзлого грунту, ґрунтового розчину і льоду по поверхні їх змерзання з матеріалом (фундаменту або іншим твердим матеріалом)Raf,опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання з іншим грунтом або ґрунтовим розчиномRsh; опору зрізу льоду по поверхні змерзання з грунтом або ґрунтовим розчиномRsh, i .
6.2.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в одноплощинних зрізувальних приладах з фіксованою площиною зрізу шляхом прикладен-
ня до зразка грунту, змороженому із зразком матеріалу фундаменту, грунтовим розчином aбольодом, дотичного навантаження при одноча-снoмyнавантажуванні зразка навантаженням, нормальним до площини зрізу.
6.2.1.3Граничнотривалі значення опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання Raf, RshaбоRsh,івизначають як найбільші дотичні напруження, при яких здійснилась стабілізація деформації зразка при заданному нормальному напруженні.
гдеF -нагрузка на шариковыйштамп, кН:
db-диаметршарикового штампа, мм;
sb -глубина погруженияшарикового штампа в грунт вконце испытаний, мм;
k-безразмерный коэффициент, равный1 при испытаниях до условной стабилизации деформации и0,8 -при ускоренном режиме.
6.2Метод одноплоскостного среза по поверхности смерзания
6.2.1Сущность метода
6.2.1.1Испытание мерзлого грунта методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления срезу мерзлого грунта, грунтового раствора и льда по поверхности их смерзания с материалом (фундамента или другим твердым материалом)Raf,сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности смерзания с другим грунтом или грунтовым растворомRsh;сопротивления срезу льда по поверхности смерзания с грунтом или грунтовым растворомRsh, i .
6.2.1.2Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем приложения к образцу грунта, смороженному с образцом материала фундамента, грунтовым раствором или льдом, касательной нагрузки при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.
6.2.1.3Предельно длительные значения сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности смерзанияRaf, RshилиRsh, iопреде-ния как наибольшие касательные напряжения,при которых произошла стабилизация деформации образца при заданном нормальном напряжении.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.40
6.2.1.4Длявипробувань використовують зразки грунту або грунтового розчину непору-шеного і порушеного складу.
Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 70ммі висотою від 1/2 до 1/3 діаметра.
6.2.1.5 Діаметр зразка матеріалу повинен дорівнювали діаметру зразка грунту.
6.2.2 Обладнання і прилади
6.2.2.1 До складу установки для випробувань мерзлого грунту методом одноплощин-ного зрізу по поверхні змерзання повинні входити:
- зрізувальний прилад з фіксованою площиною зрізу:
- робоче кільце для зразка грунту, грунтового розчину, льоду з внутрішніми розмірами за 6.2.1.4;
- форми для змережування зразка грунту з матеріалом фундаменту, грунтовим розчином, льодом і грунтом;
- механізми для створення дотичного і нормального навантажень;
- пристрої для вимірювання деформацій
- зразка.
Принципова схема зрізувального приладу наведена в додатку Т.
6.2.2.2 Конструкція зрізувального приладу повинна забезпечувати можливість прикладення дотичного навантаження до 10 кН.
6.2.2.3 Форми для зморожування виготовляють з матеріалу низької теплопровідності (наприклад, органічного скла). Товщина стінок кілець форми з органічного скла повинна бути не менше 20мм.
Конструкція форми повинна забезпечувати можливість однобічного проморожування зразка через його торцеві поверхні і виключати віджимання і стікання води з грунту при його проморожуванні.
Принципові схеми форм наведені в додатку У. В формі першого типу підготовляють зразки виду "грунт (грунтовий розчин, лід) - матеріал" для визначенняRaf(6.2.1.1), в формі другого типу - зразки виду "грунт - грунтовий розчин (лід, грунт)" - для визначення Rsh і Rsh,і .
6.2.3 Підготовка до випробування
6.2.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 6.1.1.4 і додатка У.
6.2.1.4 Для испытаний используют образцы грунта или грунтового раствора ненарушенного и нарушенного сложения.
Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее70мм и высотой от1/2до 1/3диаметра.
6.2.1.5Диаметр образца материала должен быть равным диаметру образца грунта.
6.2.2Оборудование и приборы
6.2.2.1В состав установки для испытаний мерзлого грунта методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания должны входить:
- срезной прибор с фиксированной плоскостью среза;
- рабочее кольцо для образца грунта, грунтового раствора, льда с внутренними размерами по6.2.1.4;
- формы для смораживания образца грунта с материалом фундамента, грунтовым раствором, льдом и грунтом;
- механизмы для создания касательной и нормальной нагрузок;
- устройства для измерения деформаций образца.
Принципиальная схема срезного прибора приведена в приложении Т.
6.2.2.2Конструкция срезного прибора должна обеспечивать возможность приложения касательной нагрузки до10 кН.
6.2.2.3Формы для смораживания изготовляют из материала низкой теплопроводности (например, органического стекла). Толщина стенок колец формы из органического стекла должна быть не менее20мм.
Конструкция формы должна обеспечивать возможность одностороннего промора-живания образца через его торцевые поверхности и исключать отжатие и отток воды из грунта при его промораживании.
Принципиальные схемы форм приведены в приложении У. В форме первого типа подготавливают образцы вида "грунт (грунтовый раствор, лед)-материал" для определенияRaf (6.2.1.1),в форме второго типа-образцы вида "грунт-грунтовый раствор (лед, грунт)"-для определенияRshиRsh, і .
6.2.3Подготовка к испытанию
6.2.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований6.1.1.4и приложения У.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.41
6.2.3.2 Зразок матеріалу виготовляють з урахуванням вимог додатка У діаметром, що дорівнює діаметру зразка грунту, і висотою, що визначається конструкцією зрізувального приладу.
6.2.3.3 Підготовлений до випробувань Зразок поміщають у зрізну коробку приладу і проводять такі операції:
- закріплюють зразок так, щоб площина змерзання розташовувалась у зазорі між рухомою і нерухомою частинами приладу, який дорівнює 1-2мм;
- встановлюють на зразок грунту штамп
- для передачі нормального тиску і цент- рують його;
- закріплюють пристрої для вимірювання деформації зразка грунту;
- встановлюють зрізувальний прилад на станину під прес і центрують;
- звільняють рухому частину зрізувальної коробки, приєднують до неї механізм для створення дотичного навантаження;
- записують початкові показання пристроїв для вимірювання деформації зразка і фіксують час початку випробувань.
6.2.4 Проведення випробування
6.2.4.1 До зразка грунтуплавно, недопускаючи ударів, прикладають нормальне наван-таження і потім перший ступінь дотичного навантаження.
6.2.4.2 Значення нормального тиску, при Якому проводять випробування, визначають програмою випробувань. При відсутності даних цей тиск приймають рівним 0,1 МПа.
6.2.4.3 Значення першого ступеня дотичного навантаженняq1і ступеня подальшого наван-тажуванняΔQ,кН, при випробуваннях по визначенню опору зрізу мерзлого грунту, грунтового розчину з матеріалом фундаменту і опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання з іншим грунтом або ґрунтовим розчином визначають відповідно до 6.2.4.4.
При недостатній кількості зразків значенняQ1і ΔQ можуть бути визначені за формулами:
6.2.3.2Образец материала изготавливают с учетом требований приложения У диаметром, равным диаметру образца грунта, и высотой, определяемой конструкцией срезного прибора.
6.2.3.3Подготовленный к испытаниям образец помещают в срезную коробку прибора и производят следующие операции:
- закрепляют образец так, чтобы плоскость смерзания располагалась в зазоре между подвижной и неподвижной частями прибора, составляющем1-2мм;
- устанавливают на образец грунта штамп для передачи нормального давления и центрируют его;
- закрепляют устройства для измерения деформации образца грунта;
- устанавливают срезной прибор на станину под пресс и центрируют;
- освобождают подвижную часть срезной коробки, присоединяют к ней механизм для создания касательной нагрузки;
- записывают начальные показания устройств для измерения деформации образца и фиксируют время начала испытаний.
6.2.4Проведение испытания
6.2.4.1К образцу грунта плавно, не допуская ударов, прикладывают нормальную нагрузку и затем первую ступень касательной нагрузки.
6.2.4.2Значение нормального давления, при котором проводят испытание, определяют программой испытаний. При отсутствии данных это давление принимают равным0,1 МПа.
6.2.4.3Значение первой ступени касательной нагрузкиq1 и ступени последующего на-гружения ΔQ,кН,при испытаниях по определению сопротивления срезу мерзлого грунта, грунтового раствора с материалом фундамента и сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности смерзания с другим грунтом или грунтовым раствором определяют в соответствии с6.2.4.4.
При недостаточном количестве образцов значенияQ1и ΔQмогут быть определены по формулам:
(6.4)
(6.5)
де τ1- дотичне напруження, яке приймається за таблицею 6.1, МПа;
Aaf -площа змерзання зразка грунту із зразком матеріалу фундаменту, см2;
где τ1 - касательное напружение, принимаемое по таблице 6.1, МПа;
Aaf-площадь смерзания образца грунта с оразцом материала фундамента, см2;
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.42
Δτ- приріст дотичного напруження на кожному ступені навантажування, який приймається за таблицею 6.2, МПа.
Δτ - приращение касательного напряжения на каждой ступени нагружения, принимаемое по таблице6.2, МПа
Таблиця 6.1
Таблица6.1
Грунти Грунты |
Значення дотичного напруження τ1,МПа,на першому ступені навантажування при температурі грунту,°С Значение касательного напряженияτ1,МПа, на первой ступени нагружения при температуре грунта, °С |
|||||||||||
-0,3 |
-0,5 |
-1 |
-1,5 |
-2 |
-2,5 |
-3 |
-3,5 |
-4 |
-6 |
-8 |
-10 |
|
При визначенніRaf При определении Raf |
||||||||||||
Піски Пески |
0,04 |
0,06 |
0,09 |
0,11 |
0,14 |
0,16 |
0,18 |
0,20 |
0,23 |
0,26 |
0,31 |
0,30 |
Глинисті Глинистые |
0,03 |
0,04 |
0,07 |
0,09 |
0,11 |
0,13 |
0,14 |
0,16 |
0,18 |
0,21 |
0,24 |
0,20 |
При визначенніRsh При определении Rsh |
||||||||||||
Піски Пески |
0,05 |
0,08 |
0,12 |
0,15 |
0,17 |
0,19 |
0,21 |
0,22 |
0,24 |
0,29 |
0,34 |
0,38 |
Глинисті Глинистые |
0,03 |
0,05 |
0,08 |
0,10 |
0,12 |
0,13 |
0,15 |
0,16 |
0,18 |
0,21 |
0,24 |
0,27 |
Примітка 1.Значенняτ1при визначенні опору зрізу мерзлих грунтів, ґрунтових розчинів по поверхні змерзанняRaf,з металевим матеріалом фундаменту слід приймати з коефіцієнтом0,7. Примечание 1.Значенияτ1при определении сопротивления срезу мерзлых грунтов, грунтовыхрастворов по поверхности смерзанияRafс металлическим материалом фундамента следуетпринимать с коэффициентом 0,7. Примітка2.Значенняτ1при визначенніRshпри зморожуванні різнорідних грунтів слід прийматидля найменш міцного грунту. Примечание 2.Значенияτ1при определенииRshпри смораживании разнородных грунтов следует принимать для наименее прочного грунта. Примітка 3.Якщо на першому ступені навантажування спостерігається незатухаюча повзучість, значенняτ1необхідно зменшити у два рази. Примечание 3.Если на первой ступени нагружения наблюдается незатухающая ползучесть, значение τ1необходимо уменьшить в два раза. |
Таблиця 6.2
Таблица6.2
Температура випробуваногогрунту, оС Температура испытываемого грунта, оС
|
Приріст ступенів дотичного напруження Δτ, МПа Приращение ступеней касательного напряжения Δτ, МПа
|
Від 0 до -1 От 0 до – 1 |
0,01
|
Нижче - 1 до – 3 Ниже - 1до– 3 |
0,02
|
Нижче - 3 до – 6 Ниже - 3до– 6 |
0,03
|
Нижче - 6 Ниже - 6 |
0,04
|
6.2.4.4 Значення першого ступеня дотичного навантаження Q, кН, при випробуваннях по визначенню опору зрізу льоду по поверхні змерзання з матеріалом фундаменту; мерзлого грунту, льоду - з іншими матеріалами і льоду з грунтом або грунтовим розчином слід вста-
6.2.4.4Значение первой ступени касательной нагрузкиQ, кН,при испытаниях по определению сопротивлений срезу льда по поверхности смерзания с материалом фундамента; мерзлого грунта, льда-с другими материалами и льда с грунтом или грунтовым раствором
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.43
новлювативідповідно до завдання,а прийого відсутності визначати на основі результатів попередньо проведенних випробувань при безперервному швидкому впливі навантаження за формулою:
Q1 = 0,1 Raf, o ×Aaf (6.6)
деRaf,о - умовно-миттєвий опір зрізу мерзлого грунту, льоду по поверхні змерзання, який визначають відповідно до 6.2.4.9 і 6.2.5.4, МПа.
Далі збільшують дотичне навантаження ступенями навантажуванняΔQ,кН, значення яких при відсутності завдання визначають за формулою:
ΔQ = Q1 / 2. (6.7)
6.2.4.5 На кожному ступені навантажування записують показання приладів (пристроїв) для вимірювання деформацій зрізу зразка через інтервали часу, які приймають за вказівками 6.1.4.3, до досягнення умовної стабілізації деформації (6.1.4.4).
6.2.4.6 Якщо на черговому ступені навантажування стабілізації деформації не спостерігається, то навантаження витримують до виникнення деформування з постійною швидкістю, яке вважається досягнутим, коли швидкість деформування протягом двох 12-годинних інтервалів, які ідуть один за одним, зберігається постійною.
6.2.4.7 Випробування закінчують, коли деформування з постійною швидкістю встановлено не менше ніж для двох ступенів дотичного-навантаження.
6.2.4.8 Проби для визначення вологості грунту після випробувань відбирають із зони зрізу.
6.2.4.9 При проведенні випробувань при безперервному швидкому зростанні навантаження до зразкаплавно, недопускаючи ударів, прикладають дотичне навантаження, збщыцуючийого безперервно і забезпечуючи таку постійну швидкість деформування зразка, щоб час від початку випробування до моменту руйнування зразка становив 20-30с.
У процесі випробувань проводять автоматичний запис дотичного навантаження на зразок, ау разі відсутності системи автоматичного запису фіксують навантаженняQoв момент його руйнування.
6.2.4.10 У процесі випробувань ведуть журнал за формою, яку наведено в додатку А.
следует устанавливать в соответствии с заданием, а при его отсутствии определять на основании результатов предварительно проведенных испытаний при непрерывном быстром воздействии нагрузки по формуле:
Q1 = 0,1 Raf, o ×Aaf (6.6)
гдеRaf, o- условно-мгновенное сопротивление срезу мерзлого грунта, льда по поверхности смерзания, определяемое в соответствии с 6.2.4.9 и 6.2.5.4, МПа.
Далее увеличивают касательную нагрузку ступенями нагруженияΔQ,кН, значения которых при отсутствии задания определяют по формуле:
ΔQ = Q1 / 2. (6.7)
6.2.4.5На каждой ступени нагружения записывают показания приборов (устройств) для измерения деформаций среза образца через интервалы времени, принимаемые по указаниям6.1.4.3,до достижения условной стабилизации деформации(6.1.4.4).
6.2.4.6Если на очередной ступени нагружения стабилизации деформации не наблюдается, то нагрузку выдерживают до возникновения деформирования с постоянной скоростью, которое считается достигнутым, когда скорость деформиро-вания в течение двух следующих друг за другом 12-часовых интервалов сохраняется постоянной.
6.2.4.7Испытание заканчивают, когда деформирование с постоянной скоростью установлено не менее чем для двух ступеней касательной нагрузки.
6.2.4.8Пробы для определения влаж-ности грунта после испытаний отбирают из зоны среза.
6.2.4.9При проведении испытаний при непрерывном быстром возрастании нагрузки к образцу плавно, не допуская ударов, прикладывают касательную нагрузку, увеличивая ее непрерывно и обеспечивая такую постоянную скорость деформирования образца, чтобы время от начала испытания до момента разрушения образца составляло20-30с.
В процессе испытаний производят автоматическую запись касательной нагрузки на образец, а при отсутствии системы автоматической записи фиксируют нагрузкуQoв момент его разрушения.
6.2.4.10В процессе испытаний ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.44
6.2.5 Обробка результатів
6.2.5.1 У процесі випробувань будують графік залежності деформацій зрізу зразка грунту 1 у часі при різних значеннях дотичного навантаження (додаток Ф).
6.2.5.2Граничнотривалі значення опору зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання Raf, Rsh,Rsh,і визначають як найбільше дотичне напруження, при якому відбулась стабілізація деформації зразка при заданому нормальному напруженні.
6.2.5.3 При визначенніRaf, Rsh,Rsh,івводять поправку на тертя в зрізувальному приладі на раніше побудованій тарувальній кривій.
6.2.5.4 За результатами випробувань при безперервному швидкому зростанні навантаження визначають умовно-миттєве значення опору зрізу мерзлого грунту, льоду по поверхні змерзанняRaf, o, МПа, за формулою:
Raf, o = Qo /Aaf (6.8)
6.3 Метод одновісного стиску
6.3.1 Суть методу
6.3.1.1 Випробування мерзлого грунту методом одновісного стиску проводять для визначення таких характеристик міцності і дефор-мованості: границь міцності на одновісний стискRc, Roc,модуля лінійної деформації Е, коефіцієнта поперечного розширенняν,коефіцієнта нелінійної деформації А, коефіцієнта в'язкості сильнольодистих грунтів η для пісків (крім гравелистих і крупних) і глинистих грунтів, крім заторфованих, засолених і сипкомер-злих різновидів вказаних грунтів.
6.3.1.2 Ці характеристики визначають за результатами навантажування зразків грунту вертикальним навантаженням в умовах вільного бічного розширення з доведенням зразка до крихкого руйнування або досягнення неза-тухаючої повзучості.
6.3.1.3 Для випробувань використовують зразки мерзлого грунту непорушеного складу з природною вологістю і льодистістю.
Товщина прошарків льоду у зразку повинна бути не більше 2мм,а льодистість і ≤ 0,4.
При визначенні коефіцієнта в'язкості сильнольодистих грунтів товщина прошарків льоду у зразку повинна бути не більше 10мм.
6.3.1.4 Зразки повинні мати форму циліндра діаметром 71,4 і висотою 140ммабо діаметром 49 і висотою 100мм.
6.2.5Обработка результатов
6.2.5.1В процессе испытаний строят график зависимости деформаций среза образца грунта1во времени при различных значениях касательного напряжения (приложениеФ).
6.2.5.2Предельно длительные значения сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности смерзанияRaf, Rsh,Rsh,іопределяют какнаибольшее касательное напряжение, при котором произошла стабилизация деформации образца при заданном нормальном напряжении.
6.2.5.3При определенииRaf, Rsh,Rsh,івводят поправку на трение в срезном приборе по заранее построенной тарировочной кривой.
6.2.5.4По результатам испытаний при непрерывном быстром возрастании нагрузки определяют условно-мгновенное значение сопротивления срезу мерзлого грунта, льда по поверхности смерзанияRaf, oМПа,по формуле:
Raf, o = Qo /Aaf 6.8)
6.3Метод одноосного сжатия
6.3.1Сущность метода
6.3.1.1Испытание мерзлого грунта методом одноосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформируемости: пределов прочности на одноосное сжатиеRc, Roc,модуля линейной деформации Е, коэффициента поперечного расширенияν,коэффициента нелинейной деформации А, коэффициента вязкости сильнольдистых грунтов η для песков (кроме граве-листых и крупных) и глинистых грунтов, кроме заторфованных, засоленных и сыпуче-мерзлых разностей указанных грунтов.
6.3.1.2Эти характеристики определяют по результатам нагружения образцов грунта вертикальной нагрузкой в условиях свободного бокового расширения с доведением образца до хрупкого разрушения или достижения незатухающей ползучести.
6.3.1.3Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостыо.
Толщина прослоек льда в образце должна быть не более2мм, а льдистостьі ≤ 0,4.
При определении коэффициента вязкости сидьнольдистых грунтов толщина прослоек льда в образце должна быть не более10мм.
6.3.1.4Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром71,4и высотой140мм или диаметром49и высотой100мм.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.45
6.3.2 Обладнання і прилади
6.3.2.1 До складу установки для випробувань мерзлого грунту на одновісний стиск повинні входити:
- платформи (рухома і нерухома) з набором штампів для установки і кріплення зразка грунту;
- механізм для вертикального навантажування зразка;
- пристрої для вимірювання поздовжніх
- і поперечних деформацій.
Принципова схема установки наведена у додатку X.
6.3.2.2 Конструкція установки і механізму для вертикального навантажування зразка грунту повинна забезпечувати:
- можливість навантажування зразка грунту безперервно при постійній швидкості деформування зразка не менше 1мм/с;
- загальне навантаження на зразок грунту не менше 30 кН;
- можливість деформації зразка не менше 30 мм.
6.3.3 Підготовка до випробування
6.3.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 6.3.1.3 і 6.3.1.4.
6.3.3.2 Зразок грунту виймають з кільця, поміщають між нижнім і верхнім штампами і проводять такі операції:
- закріплюють паровологонепроникну оболонку на бічних поверхнях штампів;
- на зразок встановлюють пристрої для вимірювання поперечних деформацій;
- зразок зі штампами поміщають на нижню нерухому платформу установки і центрують;
- закріплюють пристрої для вимірювання поздовжніх деформацій зразка.
6.3.3.3 Після видержування зразка грунту в установці проводять попереднє обтиснення зразка тиском, який дорівнює напруженню від власної ваги грунту на горизонті відбору зразка (але не більше половини умовно-миттєвого значення міцності на одновісний стиск), протягом 15с. Потім зразок розвантажують, записують показання приладів і фіксують час початку випробувань.
6.3.4 Проведення випробувань при безперервному швидкому зростанні навантаження для визначення умовно-миттєвого значення границі міцності на одновісний стискRoc
6.3.2Оборудование и приборы
6.3.2.1В состав установки для испытаний мерзлого грунта на одноосное сжатие должны входить:
- платформы (подвижная и неподвижная) с набором штампов для установки и крепления образца грунта;
- механизм для вертикального нагруже-ния образца;
- устройства для измерения продольных
- и поперечных деформаций.
Принципиальная схема установки приведена в приложенииX.
6.3.2.2Конструкция установки и механизма для вертикального нагружения образца грунта должна обеспечивать:
- возможность нагружения образца грунта непрерывно при постоянной скорости деформирования образца не менее1мм/с;
- общую нагрузку на образец грунта не менее30 кН;
- возможность деформации образца не менее30мм.
6.3.3Подготовка к испытанию
6.3.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований6.3.1.3и6.3.1.4.
6.3.3.2Образец грунта извлекают из кольца, помещают между нижним и верхним штампами и производят следующие операции:
- закрепляют паровлагонепроницаемую оболочку на боковых поверхностях штампов;
- на образец устанавливают устройства для измерения поперечных деформаций;
- образец со штампами помещают на нижнюю неподвижную платформу установки и центрируют;
- закрепляют устройства для измерения продольных деформаций образца.
6.3.3.3После выдерживания образца грунта в установке производят предварительное обжатие образца давлением, равным напряжению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца (но не более половины условно-мгновенного значения прочности на одноосное сжатие), в течение15с. Затем образец разгружают, записывают показания приборов и фиксируют время начала испытаний.
6.3.4Проведение испытаний при непрерывном быстром возрастании нагрузки для определения условно-мгновенного значения предела прочности на одноосное сжатиеRoc
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.46
6.3.4.1Дозразкаплавно, недопускаючи ударів, прикладають навантаження, збільшуючи його безперервно і забезпечуючи постійну швидкість деформування зразка не менше 1мм/с.
6.3.4.2 Випробування повинні продовжуватись до моменту руйнування зразка, якщо руйнування носить крихкий характер, або до моменту, коли відносна поздовжня деформація досягне значення ε ≥ 20%, якщо зразок деформується в'язко, без явних ознак руйнування.
6.3.4.3 У процесі випробувань проводять автоматичний запис навантаження на зразок і його деформацій. При відсутності системи автоматичного записи фіксують навантаження і висоту зразка грунту в момент його руйнування або в'язкого деформування.
6.3.4.4 У процесі випробувань ведуть журнал за формою, наведеною у додатку А.
6.3.5 Проведення випробувань на повзучість для визначенняграничнотривалого значення границі міцності на одновісний стиск Rcі характеристик деформованості Е,ν, A
6.3.5.1 До зразкаплавно, недопускаючи ударів, прикладають навантаження, збільшуючи його рівними ступенями навантажування. Час прикладання навантаження на кожному ступені повинен бути не більше 30 с. На кожному ступені осьове напруження у зразку повинно бути постійним (δz, i=const).
6.3.5.2 Навантаження на зразок грунту Fi, кН, на кожному ступені навантажування визначають за формулою:
(6.9)
деdi -середній діаметр зразка грунту в момент прикладання чергового ступеня навантажування, см.
6.3.5.3 Напруження δz, i, МПа, на кожному ступені навантажування визначають за формулою:
δz, i = Roc ∙ ni / 10, (6.10)
деRoc -умовно-миттєве значення границі міцності грунту на одновісний стиск, яке визначають за результатами випробувань при безперервному швидкому зростанні навантаження, МПа (6.3.7.2);
nі -порядковий номер ступеня навантажування.
6.3.5.4 Значення δz, i, може бути визначено за формулою:
6.3.4.1К образцу плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, увеличивая ее непрерывно и обеспечивая постоянную скорость деформирования образца не менее1мм/с.
6.3.4.2Испытания должны продолжаться до момента разрушения образца, если разрушение носит хрупкий характер, или до момента, когда относительная продольная деформация достигнет значенияε ≥ 20%,если образец деформируется вязко, без видимых признаков разрушения.
6.3.4.3В процессе испытаний производят автоматическую запись нагрузки на образец и его деформаций. При отсутствии системы автоматической записи фиксируют нагрузку и высоту образца грунта в момент его разрушения или вязкого деформирования.
6.3.4.4В процессе испытаний ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
6.3.5Проведение испытаний на ползучесть для определения предельно длительного значения предела прочности на одноосное сжатие rси характеристик деформируемости Е,ν,А
6.3.5.1К образцу плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, увеличивая ее равными ступенями нагружения. Время приложения нагрузки на каждой ступени должно быть не более30с. На каждой ступени осевое напряжение в образце должно быть постоянным(δz, i= const).
6.3.5.2Нагрузку на образец грунтаFi,кН, на каждой ступени нагружения определяют по формуле:
(6.9)
гдеdi-средний диаметр образца грунта в момент приложения очередной ступени нагружения, см.
6.3.5.3Напряжениеδz, i, МПа, накаждой
ступени нагружения определяют по формуле:
δz, i = Roc ∙ ni / 10, (6.10)
гдеRoc -условно-мгновенное значение предела прочности грунта на одноосное сжатие, определяемое по результатам испытаний при непрерывном быстром возрастании нагрузки,МПа (6.3.7.2);
ni-порядковый номер ступени нагружения.
6.3.5.4Значениеδz, i,может быть определе
но по формуле:
δz, i = R∙ ni / 5, (6.11)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.47
деR- розрахунковий опір грунту під підо-, швою фундаменту,який визначають згідно з додатком Р.
6.3.5.5 Для забезпечення постійності осьового напруження у зразку на кожному ступені навантажування додатково збільшують навантаженняFiна ΔFi, jпри збільшенні діаметра зразка на 3% (2ммдля зразків діаметром 71,4 мм) з моменту початкувипробування або попереднього довантажування.
Значення ΔFi, j, кН, визначають за формулою:
(6.12)
де di, j-діаметр зразка в момент довантажування, см;
di, j-1-діаметр зразка в момент прикладання ступеня навантажування або попереднього довантажування, см.
6.3.5.6 Тривалість дії кожного ступеня навантажування повинна становити 24год.
6.3.5.7 На кожному ступені навантажування записують показання пристроїв для вимірювання деформацій через інтервали часу, які приймають за 6.1.4.3, і будують графік залежності поздовжньої деформації зразка грунту від часу -криву повзучості (додаток Ц).
6.3.5.8 Випробування продовжують до тих пір, поки процес деформування зразка не перейде у стадію незатухаючої повзучості (стадія незатухаючої повзучості вважається досягнутою, коли деформації зразка будуть розвиватись з постійною або зростаючою швидкістю) або відносна поздовжня деформація зразка досягне 20%.
Швидкість деформації вважають постійною, якщо у трьох послідовних інтервалах вимірювань деформація змінюється не більше ніж на 0,02мм за2год.
6.3.5.9 У процесі випробування ведуть журнал за формою, наведеною в додатку А.
6.3.6 Проведення випробувань на повзучість для визначення коефіцієнта в'язкості сильнольодистих грунтів η
6.3.6.1 До зразка грунту прикладають навантаження у відповідності з вимогами 6.3.5.1.
6.3.6.2 Навантаження на зразок на кожному ступені визначають за 6.3.5.2 - 6.3.5.4.
6.3.6.3 Для забезпечення постійності осьового напруження, виконують вимоги6.3.5.5.
гдеR -расчетное сопротивление грунта под подошвой фундамента, определяемое в соответствии с приложением Р.
6.3.5.5Для обеспечения постоянства осевого напряжения в образце на каждой ступени нагружения дополнительно увеличивают нагрузкуFiнаΔFi, jпри увеличении диаметра образца на3% (2мм для образцов диаметром 71,4мм) с момента начала испытания или предшествующего догружения.
Значение ΔFi, j, кН,определяют по формуле:
(6.12)
гдеdi, j-диаметр образца в момент догружения, см;
di, j-1-диаметр образца в момент приложения ступени нагружения или предшествующего догружения, см.
6.3.5.6Продолжительность действия каждой ступени нагружения должна составлять24ч.
6.3.5.7На каждой ступени нагружения записывают показания устройств для измерения деформаций через интервалы времени, принимаемые по6.1.4.3,и строят график зависимости продольной деформации образца грунта от времени-кривую ползучести (приложение Ц).
6.3.5.8Испытание продолжают до тех пор, пока процесс деформирования образца не перейдет в стадию незатухающей ползучести (стадия незатухающей ползучести считается достигнутой, когда деформации образца будут развиваться с постоянной или увеличивающейся скоростью) или относительная продольная деформация образца достигнет20%.
Скорость деформации считают постоянной, если в трех Последовательных интервалах измерений деформация изменяется не более чем на0,02мм за2ч.
6.3.5.9 В процессе испытания ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
6.3.6Проведение испытаний на ползучесть для определения коэффициента вязкости сильнольдистых грунтов η
6.3.6.1К образцу грунта прикладывают нагрузку в соответствии с требованиями 6.3.5.1.
6.3.6.2Нагрузку наобразец на каждой ступени определяют по6.3.5.2 - 6.3.5.4.
6.3.6.3Для обеспечения постоянства осевого напряжения выполняют требования 6.3.5.5.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.48
6.3.6.4 Кожний ступінь навантажування витримують до умовної стабілізації поздовжньої деформації зразка грунту, яку приймаємо за 6.1.4.4, або до досягнення стадії незатухаючої повзучості.
6.3.6.5 На кожному ступені навантажування записують показання приладів для вимірювання деформацій зразка грунту через інтервали часу, які приймають за 6.1.4.3.
6.3.6.6 У процесі випробування ведуть журнал за формою, що наведена у додатку А.
6.3.6.7 У процесі випробувань для кожного ступеня навантажування виконують такі операції:
- будують криву повзучості (додатокЦ)
- на кривій повзучості виділяють лінійні ділянки, які відображають деформування зразка грунту з постійною швидкістю, якщо воно мало місце при даному значенні напруження;
- для виділених лінійних ділянок визначають значення швидкості деформування зразка Vi,мм/год, заформулою:
, (6.13)
деΔhi -різниця поздовжніх деформацій зразка грунту в кінці і на початку періоду деформування грунту з постійною швидкістю на і-му ступені навантажування, мм;
Δti -тривалість періоду деформування зразка грунту з постійною швидкістю на і-му ступені навантажування,год;
- за обчисленими значеннями Viвизначають значення швидкості відносного деформування зразка грунту έ, 1/год, на і-му ступені навантажування за формулою:
(6.14)
деh- початкова висота зразка грунту, мм.
6.3.6.8 На основі одержаних значень έiбудують реологічну криву, яка відображає залежність έi=f(σi) (додаток Ц).
Реологічну криву на початковій ділянці апроксимують прямою найкращого наближення до експериментальних точок графічно або методом найменших квадратів.
6.3.6.9 Випробування закінчують, коли на початковій лінійній ділянці реологічної кривої одержано не менше трьох експериментальних точок і стільки ж за його межами після переходу даної залежності в нелінійну.
6.3.6.4Каждуюступеньнагружения выдерживаютдоусловной стабилизации продольной деформации образца грунта, принимаемой по6.1.4.4,или до достижения стадии незатухающей ползучести.
6.3.6.5На каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций образца грунта через интервалы времени, принимаемые по6.1.4.3.
6.3.6.6 В процессе испытания ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
6.3.6.7В процессе испытаний для каждой ступени нагружения выполняют следующие операции:
- строят кривую ползучести (приложение Ц);
- на кривой ползучести выделяют линейные участки, отражающие деформирование образца грунта с постоянной скоростью, если оно имело место при данном значении напряжения;
- для выделенных линейных участков определяют значение скорости деформирования образцаVi,мм/ч, по формуле:
, (6.13)
гдеΔhi -разность продольных деформаций образца грунта в конце и начале периода деформирования грунта с постоянной скоростью наі-ойступени нагружения, мм;
Δti -продолжительность периода деформирования образца грунта с постоянной скоростью наі-ойступени нагружения, ч;
-по вычисленным значениямViопределяют значения скорости относительного деформирования образца грунтаέ, 1/ч, на і-ойступени нагружения по формуле:
(6.14)
гдеh -начальная высота образца грунта, мм.
6.3.6.8На основании полученных значенийέiстроят реологическую кривую, отражающую зависимость έi=f(σi) (приложение Ц).
Реологическую кривую на начальном участке аппроксимируют прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам графически или методом наименьших квадратов.
6.3.6.9Испытание заканчивают, когда на начальном линейном участке реологической кривой получено не менее трех экспериментальных точек и столько же за его пределами после перехода рассматриваемой зависимости в нелинейную.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.49
Якщо вказана умова не виконується, то необхідно збільшити число ступенів навантажування.
6.3.7 Обробка результатів
6.3.7.1 Обробку результатів випробувань виконують одночасно з проведенням самих випробувань і перехід до наступного етапу випробувань (ступені навантажування,довантажування і т.д.) здійснюють після обробки результатів на попередньому етапі.
6.3.7.2 За результатами випробувань при безперервному швидкому збільшенні навантаження (6.3.4) визначають умовно-миттєве значення границі міцності на одновісний стиск Roc,МПа, за формулами:
Если указанное условие не выполняется, тонеобходимо увеличить число ступеней на-гружения.
6.3.7Обработка результатов
6.3.7.1Обработку результатов испытаний выполняют одновременно с проведением самих испытаний и переход к следующему этапу испытаний (ступени нагружения, догружения и т.д) осуществляют после обработки результатов на предыдущем этапе.
6.3.7.2По результатам испытаний при непрерывном быстром возрастании нагрузки (6.3.4)определяют условно-мгновенное значение предела прочности на одноосное сжатие Roc,МПа,по формулам:
-
-
при крихкому руйнуванні зразка
при хрупком разрушении образца
при пластичномуруйнуванні зразка
при пластическом разрушении образца
(6.15)
(6.16)
где а0 иAm- відповідно початкова і кінцева (після проведення випробування) площі поперечного перерізу зразка, см2;
F - руйнівне навантаження, кН, яке визначають за 6.3.4.2.
6.3.7.3Граничнотривале значення границі міцності на одновісний стиск грунтуRc,МПа, визначають за результатами випробувань на повзучість, проведених відповідно до 6.3.5, за формулою:
Rc= 0,6 σk-1, (6.17)
де σk-1- напруження у зразку грунту на ступені
навантажування, який передує k-му ступеню, на якому процес деформування зразка переходить у стадію незатухаючої повзучості (6.3.5.8), МПа.
6.3.7.4 За результатами цих же випробувань (6.3.5) визначають також характеристики деформованості мерзлого грунту Е, А іνвідповідно до додатка Ш.
6.3.7.5 За результатами випробувань, проведених відповідно до 6.3.6, визначають коефіцієнт в'язкості сильнольодистих грунтів η, МПа∙год, з точністю 10 МПа∙год за формулою:
где а0 иAm-соответственно начальная и конечная (после проведения испытания) площади поперечного сечения образца, см2;
F -разрушающая нагрузка,кН,определяемая по6.3.4.2.
6.3.7.3Предельно длительное значение предела прочности на одноосное сжатие грунтаRc,МПа,определяют по результатам испытаний на ползучесть, проведенных в соответствии с6.3.5,по формуле:
Rc= 0,6 σk-1, (6.17)
гдеσk-1 -напряжение в образце грунта на ступени нагружения, предшествующейk-ой ступени, на которой процесс деформирования образца переходит в стадию незатухающей ползучести(6.3.5.8), МПа.
6.3.7.4По результатам этих же испытаний (6.3.5)определяют также характеристики де-формируемости мерзлого грунта Е, А иνв соответствии с приложениемШ.
6.3.7.5По результатам испытаний, проведенных в соответствии с6.3.6,определяют коэффициент вязкости сильнольдистых грунтов η МПа∙ч, с точностью10МПа∙ч по формуле:
(6.18)
де σ1- напруження, що відповідає точці А перетину лінійної ділянки реологічної кривої (6.3.6.8) з віссю абсцис, МПа;
σ2- напруження, що відповідає кінцевій точці В лінійної ділянки реологічної кривої, МПа;
гдеσ1-напряжение, соответствующее точке А пересечения линейного участка реологичес-кой кривой(6.3.6.8)с осью абсцисс,МПа;
σ2-напряжение, соответствующее конечной точке В линейного участка реологической кривой,МПа;
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.50
έ-тесаме, що і у 6.3.6.7.
6.4 Метод компресійного стиску
6.4.1 Суть методу
6.4.1.1 Випробування мерзлого грунту методом компресійного стиску проводять для визначення таких характеристик деформова-ності: коефіцієнта стисливості пластичномер-злих грунтівmf,коефіцієнта відтавання Аthі стисливості при відтаванніmдля пісків і глинистих грунтів (крім пісків гравелистих і крупних), а також заторфованих, засолених і сип-комерзлих різностей вказаних грунтів.
6.4.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в компресійних приладах (одометрах), які виключають можливість бічного розширення зразка грунту при його навантажуванні вертикальним навантаженням у мерзлому або розмороженому стані.
Результати випробувань оформлюють у вигляді графіків залежностей деформацій зразка від навантаження та їх зміну в часі.
6.4.1.3 Навантаження при випробуванні визначають з умови, що на першому ступені навантажування тиск повинен дорівнювати напруженню від власної ваги на глибині відбирання зразка, а на останньому ступені - розрахунковому опору грунту під підошвою фундаментуR,який задається програмою випробувань.
Примітка.У разі відсутності даних значення R допускається приймати відповідно до додатка Р.
6.4.1.4 Для випробувань використовують зразки мерзлого грунту непорушеного складу з природною вологістю і льодистістю.
Товщина прошарків льоду у зразку повинна бути не більше 2мм,а льодистість іi≤ 0,4.
Зразки повинні мати форму циліндра діаметром не менше 71ммі відношенням висоти до діаметра 1:3,5.
6.4.2 Обладнання та прилади
До складу установки для випробувань грунту методом компресійного стиску повинні входити:
- компресійний прилад (одометр);
- механізм для вертикального навантажування зразка грунту;
- пристрої для вимірювання вертикальних деформацій зразка грунту.
έ - то же, что и в 6.3.6.7.
6.4 Методкомпрессионного сжатия
6.4.1Сущность метода
6.4.1.1Испытание мерзлого грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик де-формируемости: коэффициента сжимаемости пластичномерзлых грунтовmf,коэффициента оттаиванияAthи сжимаемости при оттаиванииmдля песков и глинистых грунтов (кроме песков гравелистых и крупных), а также затор-фованных, засоленных и сыпучемерзлых разностей указанных грунтов.
6.4.1.2Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой в мерзлом или оттаянном состоянии.
Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимостей деформаций образца от нагрузки и их изменения во времени.
6.4.1.3Нагрузку при испытании определяют из условия, что на первой ступени нагруже-ния давление должно быть равно напряжению от собственного веса на глубине отбора образца, а на последней ступени-расчетному сопротивлению грунта под подошвой фундаментаR,задаваемому программой испытаний.
Примечание.При отсутствии данных значениеRдопускается принимать в соответствии с приложением Р.
6.4.1.4Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостью.
Толщина прослоек льда в образце должна быть не более2мм, а льдистостьіi≤ 0,4.
Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее71мм и отношением высоты к диаметру1:3,5.
6.4.2Оборудование и приборы
В состав установки для испытаний грунта методом компрессионного сжатия должны входить:
- компрессионный прибор (одометр);
- механизм для вертикального нагружения образца грунта;
- устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.51
6.4.3 Підготовка до випробування
6.4.3.1 Зразок грунту виготовляють з урахуванням вимог 6.4.1.4.
6.4.3.2 Для грунтів, які випробовуються, додатково до фізичних характеристик, вказаних в 4.3, повинні бути визначені такі характеристики: тип криогенної текстури, вологість за рахунок льодяних включень і льодистість.
6.4.3.3 Зразок грунту у робочому кільці поміщають у направляючий циліндр одометра і проводять такі операції:
- на зразок грунту ставлять штамп і центрують його;
- закріплюють пристрої для вимірювання вертикальних деформацій зразка грунту симетрично відносно осі штампа;
- одометр встановлюють на станину під прес і центрують;
- витримують зразок при температурі випробувань;
- записують початкові показання приладів;
- фіксують температуру і час початку випробувань.
6.4.4 Проведення випробування
6.4.4.1 До зразкаплавно, недопускаючи ударів, прикладають навантаження першого ступеня навантажування, створюючи тиск, який відповідає вимогам 6.4.1.3.
6.4.4.2 Після стабілізації деформації (відповідно до 6.4.4.3) збільшують навантаження на зразок ступенями навантажування відповідно до 6.4.1.3. Число ступенів повинно бути не менше п'яти.
6.4.4.3 Кожний ступінь навантажування слід прикладати після умовної стабілізації вертикальної деформації зразка грунту на попередньому ступені, який приймають за 6.1.4.4.
6.4.4.4 Під час випробувань для визначенняAthіmпісля умовної стабілізації деформації на першому ступені навантажування проводять відтавання зразка грунту, підвищуючи температуру повітря в приміщенні для випробувань і фіксують при цьому деформації зразка грунту також до досягнення умовної стабілізації деформації. Далі продовжують випробування грунту у розмороженому стані. Приріст тиску при цьому на наступних ступенях приймають 0,05 МПа для глинистих грунтів і 0,075 МПа - для пісків.
6.4.3Подготовка к испытанию
6.4.3.1Образец грунта изготавливают с учетом требований6.4.1.4.
6.4.3.2 Для испытываемых грунтов дополнительно к физическим характеристикам, указанным в 4.3, должны быть определены следующие характеристики: тип криогенной текстуры, влажность за счет ледяных включений и льдистость.
6.4.3.3Образец грунта в рабочем кольце помещают в направляющий цилиндр одометра и производят следующие операции:
- на образец грунта ставят штамп и цен-
трируют его;
- закрепляют устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта симметрично относительно оси штампа;
- одометр устанавливают на станину под пресс и центрируют;
- выдерживают образец при температуре испытаний;
- записывают начальные показания приборов;
- фиксируют температуру и время начала испытаний.
6.4.4Проведение испытания
6.4.4.1К образцу плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку первой ступени нагружения, создавая давление, отвечающее требованиям6.4.1.3.
6.4.4.2После стабилизации деформации (в соответствии с6.4.4.3)увеличивают нагрузку на образец ступенями нагружения в соответствии с6.4.1.3.Число ступеней должно быть не менее пяти.
6.4.4.3Каждую ступень нагружения следует прикладывать после условной стабилизации вертикальной деформации образца грунта на предшествующей ступени, принимаемой по6.1.4.4.
6.4.4.4При испытаниях для определения Athиmпосле условной стабилизации деформации на первой ступени нагружения производят оттаивание образца грунта, повышая температуру воздуха в помещении для испытаний и фиксируют при этом деформации образца грунта также до достижения условной стабилизации деформации. Далее продолжают испытание грунта в оттаянном состоянии. Приращение давления при этом на последующих ступенях принимают0,05 МПа дляглинистых грунтов и0,075 МПа -для песков.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.52
6.4.4.5На кожномуступені навантажування записують показання приладів (пристроїв) для вимірювання вертикальної деформації зразка грунту через інтервали часу, які приймають за 6.1.4.3.
6.4.4.6 У процесі випробування ведуть журнал за формою, наведеною у додатку А.
6.4.5 Обробка результатів
6.4.5.1 За результатами випробувань для кожного ступеня навантажування обчислюють:
- абсолютну стабілізовану вертикальну деформацію зразка грунтуΔhi мм,як середнє арифметичне показання приладів (пристроїв для вимірювання вертикальної деформації зразка грунту);
- відносну стабілізовану вертикальну деформацію зразка грунту εfі εthза формулами:
- при випробуванні для визначенняmf - за формулою (5.10), в яку замість значення ε підставляють значенняεf;
- при випробуванні для визначенняAthі m
, (6.19)
де Δhi- абсолютна стабілізована деформація зразка грунту після відтавання, мм;
Δhg -абсолютна стабілізована деформація зразка грунту на першому ступені навантажування (при тиску, що дорівнює напруженню від власної ваги грунту на глибині відбирання зразка і до його відтавання), мм;
h1- висота зразка грунту після обтиснення (до його відтавання), мм.
6.4.5.2 За обчисленими значеннями будують графіки залежностіεf = f(р) або εth=f(р) (додаток Щ), де р - тиск на зразок на кожному ступені навантажування, МПа.
6.4.5.3 Коефіцієнти стисливості пластич-номерзлого грунту mf, i,Мпа-1,визначають як величини, чисельно рівні тангенсам кутів нахилу aiпрямих, проведених з початку координат через точкиpiі εf, i, з точністю 0,001 МПа-1 за формулою:
6.4.4.5 Накаждой ступени нагружения записывают показания приборов (устройств) для измерения вертикальной деформации образца грунта через интервалы времени, принимаемые по6.1.4.3.
6.4.4.6В процессе испытания ведут журнал по форме, приведенной в приложении А.
6.4.5Обработка результатов
6.4.5.1По результатам испытаний для каждой ступени нагружения вычисляют:
- абсолютную стабилизированную вертикальную деформацию образца грунтаΔhi,мм, как среднее арифметическое показание приборов (устройств для измерения вертикальной деформации образца грунта);
- относительную стабилизированную вертикальную деформацию образца грунтаεfиεthпоформулам:
- при испытании для определенияmf - по формуле(5.10),в которую вместо значенияεподставляют значениеεf;
- при испытании для определения Аth и m
, (6.19)
гдеΔhi-абсолютная стабилизированная деформация образца грунта после оттаивания, мм;
Δhg -абсолютная стабилизированная деформация образца грунта на первой ступени нагружения (при давлении, равном напряжению от собственного веса грунта на глубине отбора образца и до его оттаивания), мм;
h1 -высота образца грунта после обжатия (до его оттаивания), мм.
6.4.5.2По вычисленным значениям строят графики зависимостиεf=f(р)илиεth= f (р) (приложение Щ), гдер -давление на образец накаждой ступени нагружения,МПа.
6.4.5.3 Коэффициенты сжимаемости плас-тичномерзлого грунта mf, i, МПа-1, определяют как величины, численно равные тангенсам углов наклона aiпрямых, проведенных из начала координат через точки рiи εf, i,с точ-ностью 0,001 МПа-1по формуле:
(6.20)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.53
Примітка.За значеннями коефіцієнта стисливостіmf, iможе бути визначений модуль деформації Еi=β / mf, i, де β - коефіцієнт, рівний 0,8.
6.4.5.4 Коефіцієнти відтавання Аthі стисливості при відтаванні мерзлого грунту визначають по прямій найкращого наближення до експериментальних точок (додаток Щ), побудованій графічно або методом найменших квадратів як відрізок, що відсікається цією прямою на осі εth, і тангенс кута α її нахилу до осі р.
Примечание.По значениям коэффициен-та сжимаемостиmf, iможет быть вычислен модуль деформации Еi= β/ mf, i,гдеβ -коэффициент, равный0,8.
6.4.5.4Коэффициенты оттаивания Аth и сжимаемости при оттаивании мерзлого грунта определяют по прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам (приложениеЩ),построенной графически или методом наименьших квадратов как отрезок, отсекаемый этой прямой на осиεth,и тангенс угла α ее наклона к оси р.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.54
Додаток А
(рекомендований)
Форми
першої і наступних сторінок журналів лабораторних випробувань грунтів
Приложение А
(рекомендуемое)
Формы
первой и последующих страниц журналов лабораторных испытаний грунтов
Форма першої сторінки журналу
Формапервой страницы журнала
Організація (лабораторія)
Организация (лаборатория)
Журнал випробувань грунту методом
Журналиспытаний грунтаметодом
Об'єкт (пункт)
Объект(пункт)____________________________________________
Споруда
Сооружение______________________________________________
Шурф (свердловина) №
Шурф(скважина)№________________________________________
Глибина відбирання зразка, м
Глубина отбора образца,м__________________________________
Лабораторний номер зразка
Лабораторныйномеробразца________________________________
Найменування грунту
Наименование грунта______________________________________
Будова грунту
Сложение грунта__________________________________________
Візуальний опис грунту в лабораторії
Визуальное описание грунта в лаборатории____________________
________________________________________________________
Вид випробування
Видиспытания____________________________________________
Фізичніхарактеристики грунту
Физические характеристики грунта___________________________
Прилад(тип, номер)
Прибор (тип, номер)_______________________________________
Схема випробування
Схемаиспытания__________________________________________
Схема фільтрації
Схемафильтрации_________________________________________
Відомості про зауваження
Сведения о замечании
Рідина для замочування (фільтрації)
Жидкость для замачивания (фильтрации) ______________________
Дата випробувань: початок закінчення
Датаиспытаний: начало _______________окончание______________
Дані про робоче кільце (зразок):
Данные о рабочем кольце (образце):
Висота,мм
Высота, мм_________________
Діаметр,мм
Диаметр, мм________________
Площа,см2
Площадь, см2_______________
Об'єм, см
Объем,см___________________
Маса, г
Масса, г____________________
Маса згрунтом, г
Масса с грунтом, г___________
Маса зразка, г
Масса образца, г_____________
Фізичні характеристики грунта
Физические характеристики грунта
Найменування характеристики Наименование характеристики
|
Значeння Значение |
Примітка Примечание
|
|
додосліду до опыта
|
після досліду после опыта
|
||
Журнал
випробувань для визначення опорунемерзлогогрунту одноплощинному зрізу та опору мерзлого грунту зрізу по поверхні змерзання з матеріалом фундаменту
Попереднє ущільнення
(немерзлих грунтів)
Журнал
испытаний для определения сопротивления немерзлого грунта одноплоскостному срезу и сопротивления мерзлого грунта срезу по поверхности смерзания с материалом фундамента
Предварительное уплотнение
(немерзлых грунтов)
Номер зразка_________________ Номер образца ________________
Дата випробування Дата испытания |
Маса вантажу на підвісці важеля,кг Масса груза на подвеске рычага, кг |
Тиск на зразок р, МПа Давление на образецр,МПа |
Часзнімання відліку ti,год Время снятия отсчетаti,ч |
Показанияіндикатора вертикальних деформацій Показания индикатора вертикальных деформаций |
Вертикальна деформація зразка Δh,мм Вертикальная деформация образцаΔh, мм |
Відноснастисливість (набухання), ε Относительное сжатие (набухание),ε
|
Примітка Примечание
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Зріз грунту
Срез грунта
Номер зразка
Номеробразца_____________________
Дата випробувань Дата испытаний |
Температура випробувань Т, °С Температура испытаний Т,°С |
Час знімання відміруti, год Время снятия отсчетаti, ч |
Час початку дослідуt, год Время начала опытаt, ч |
Тиск на зразок грунту р, МПа Давление на образец грунта р, МПа |
Дотичне навантаженняQ, кН Касательная нагрузка, Q, кН |
Дотичне напруженняt, МПа Касательное напряжение t, МПа |
Показания ндикагора деформацій зрізу Показания індикатора деформаций среза |
Абсолютна деформація зрізу I,мм Абсолютная деформация среза, I,мм |
Абсолютна деформа ція зрізу з урахуван ням поправки на тертя у приладі I-Δ, мм Абсолютная деформация среза с учетом поправки на трение в приборе I-Δ,мм |
Приріст деформацій зрізу Δl, ммПриращение деформаций среза Δl,мм |
Швидкість деформацій зрізу v1, мм/добу Скорость деформации среза v1, мм/сут |
Темпера тура контрольного зразка Тo, °С Температура контрольного образца Тo,°С |
Примітка Примечание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примітка. Температуравипробувань іконтрольногозразка, а також швидкість деформації зрізу вказують при випробуванні мерзлих грунтів. Примечание.Температураиспытаний иконтрольногообразца, а также скорость деформации среза указываются при испытании мерзлых грунтов.
Журнал
випробувань грунту методом одновісного стиску
Журнал
испытаний грунтаметодомодноосного сжатия
Номер зразка_________________ Номеробразца__________________
Дата випробувань
Дата испытаний
|
Руйнівна сила F, Мпа Разрушительная силаF, МПа
|
Відносна вертикальна деформація в момент руйнування e Относительная вертикальная деформация в момент разрушения e
|
Границя міцності зразка грунту на одновісний стиск R, МПа у стані Предел прочности образца грунта на одноосное сжатие R, Мпа в состоянии |
Примітка Примечание
|
|||||||
при природній вологості при природной влажности
|
у повітряно-сухому стані ввоздушно-сухом состоянии
|
у водона-сиченому стані в водона-сыщенном состоянии
|
природної вологості природнойвлажности |
повітряно-сухому воздушно-сухом |
водонасиченому водонасыщенном |
||||||
окремого зразка отдельного образца
|
середній средний
|
окремого зразка отдельного образца
|
середній средний
|
окремого зразка отдельного образца
|
середній средний
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань грунту в умовах тривісного стиску
Журнал
испытаний грунта в условиях трехосного сжатия
Номер зразка____________________ Номер образца___________________
Дата випробувань Дата испытаний
|
Час знімання відліку tі, год Время снятия отсчета tі, ч
|
Часвід початку досліду t, хв (год) Время от начала опытаt, мин (ч)
|
Тискσ3 укамері, МПа Давление σ3 в камере, МПа
|
Вертикальне навантаження Ветрикальная нагрузка |
Тиск в поровій воді Давление в поровой воде |
Вертикальні деформації Вертикальные деформации |
О’бємні деформації Объемные деформации |
Вертикальне напруження Вертикальное напряжение |
|||||||
Навантаженняна важільF, МН,або показания динамометра Нагрузка на рычагF, МН, или показания динамо- метра |
Аі , см2 |
Рі , МПа |
Показання за приладом Показания по прибору |
U, МПа |
Показанняза приладом Показания по прибору |
Деформації з поправкоюDh, мм Деформации с поправкой Dh, mm |
Відносна деформаціяε1 Относительная деформацияε1 |
Показання волюмометра,см Показания волюмометра,CM
|
Об'ємна деформація з поправкоюΔV, см3 Объемная деформация с поправ-койΔV, cм3
|
Відносна деформація εvОтносительная деформацияεv
|
σ1, МПа
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань грунтів методом компресійного стиску
Журнал
испытаний грунтовметодомкомпрессионного сжатия
Номер зразка ___________________ Номеробразца __________________
Дата випробувань Дата испытаний
|
Температура випробу- вань,оС Температура испытаний, оС
|
Час знімання відлікуtі , год Время снятия отсчета tі , ч
|
Часвід початку досліду t, год Время от начала опытаt, ч
|
Номер ступеня наванта- ження Номер ступени нагруже-ния
|
Маса вантажу на підвісці важеля приладу, кг Масса груза на подвеске рычага прибора, кг
|
Тиск на зразок грунту рі , МПа Давление на образец грунта рі , МПа
|
Показання індикаторів деформацій Показание индикаторов деформаций
|
Абсолютна деформація зразка Δhi , mm Абсолютная деформация образца Δhi , mm
|
Поправка на деформацію приладу Δ, мм Поправка на деформацию прибора Δ,мм
|
Абсолютна деформація з урахуванням поправки Δhi -Δ,мм Абсолютная деформация с учетом поправки Δhi -Δ,мм
|
Відносна деформація зразкаε Относи- тельная деформация образца ε
|
Примітка Примечание
|
||
n1
|
n2
|
Середнє Среднее
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обробка кривої консолідації методом
корінь квадратний із часу
Обработка кривой консолидацииметодом
корень квадратный из времени
Тискpі,МПа Давлениеpі, МПа |
Висота зразкаh, mm Высота образцаh, мм |
Загальна деформація Δh, mm Общая деформация Δh, mm |
Деформація за ступінь навантаженняΔhі, мм Деформация за ступеньнагрузки Δhі , мм |
Відносна деформація за ступінь навантаження eіОтносительная деформация за ступеньнагрузки eі |
Час від початку прикладання ступеня навантаженняt,хв Время отначала приложения ступени нагрузки t,мин |
Корінь квадратний із часу , хв Корень квадратный из времени,мин |
Час, який відповідає 90 % фільтраційної консолідації , хв Время, соответствующее90 % фильтрационной консолидации ,мин |
Коефіцієнт фільтраційної консолідації сv, см2 /хв (см2/рік) Коэфициент фильтрационной консолидацииcv, см2/мин (см2/год) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обробка кривої консолідації
логарифмічним методом
Обработка кривой консолидации
логарифмическим методом
Тиск рi,МПа Давление рi, МПа
|
Висота зразка h,мм Высота образца h, mm
|
Загальна деформаціяΔh, mm Общая деформацияΔh, mm
|
Деформація за ступінь навантаженняΔhi, mm Деформацияза ступень нагрузки Δhi, mm
|
Відносна деформація за ступінь eiОтносительная деформация за ступень ei
|
Час від початку прикладання ступеня навантаження t, хв Времяот начала приложения ступени нагрузки t,мин
|
Деформація, яка відповідає 50 % первинного ущільнення ε50 Деформация, соответствующая50 % первичного уплотнения ε50
|
Час, який потрібен для50 % первинного ущільнення t50 ,хв Время, требуемое для50 % первичного уплотнения t50,мин
|
Коефіцієнт фільтраційної консолідації cv ,см2/хв (см2/ рік) Коэффициент фильтрационной консолидации cv , см2 / мин (см2 / год)
|
Вторинна консолідація Вторичная консолидация |
||||
деформація деформация
|
час время
|
коефіцієнт вто- ринної консолідації, сa коэффи-циент вторичной консолидации, сa
|
|||||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань засолених грунтів на суфозійний стиск
Журнал
испытаний засоленных грунтов на суффозионное сжатие
Номер зразка__________________ Номер образца__________________
Дата випробувань Дата испытаний
|
Температура випробувань, оС Температура испытаний, °С
|
Час знімання відліку ti , год Время снятия отсче-та ti, ч
|
Часвід початку досліду t,год Время от начала опыта t, ч
|
Номер ступеня наван-тажуван-ня Номер ступени нагру-жения
|
Маса вантажу на підвісці важеля приладу, кг Масса груза на подвеске рычага прибора, кг |
Тиск на зразок грунту рі, МПа Давление на образец грунта рі, МПа
|
Показання індикаторів деформацій Показания индикатора деформаций |
Абсолютна деформація зразка Δhi, мм Абсолютная деформация образца Δhi, мм
|
Поправка на деформацію приладу Δ, мм Поправка на деформацию прибора Δ,мм
|
Абсолютнадефор- мація з урахуванням поправки Δhi-Δ,мм Абсолютная деформация с учетом поправки Δhi-Δ,мм |
Віднос ний стиск (набухання) зразка грунту ε Относительное сжатие (набухание) образца грунтаε |
Об'єм води, яка профільтрува- лась Vw, лОбъем профи-льт-ровавшейся воды Vw,л |
Щільний залишок фільтрату X, г/л Плотный остаток фильтратаX, г/л
|
Градієнт напору I Градиент напора I
|
При- мітка Примечание
|
|||
n1
|
n2
|
Се-реднє Сред-нее
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обробка результатів випробувань
Обработка результатов испытаний
Тиск р, МПа Давление р, МПа |
Абсолютна деформація зразка грунту Δh, мм Абсолютная деформация образца грунта Δh, мм |
Відносна деформація εОтносительная деформацияε |
Відносна просадоч-ність εslОтносительнаяпроса-дочность εsl
|
Відносне набухання εsw Относительное набухание εsw
|
Відносний суфозійний стиск εsf Относительное суффозионное сжатиеεsf
|
Початковий тиск суфозійного стиску psf, МПа Начальное давление суффозион-ногосжатия рsf, МПа
|
Приріст відносного суфозійного осідання Δεsf,Приращение относительнойсуф-фозионной осадкиΔεsf
|
Ступінь вилуговування солей βt,д.е. Степень выщелечивания солей βt,д.е.
|
Примітка Примечание
|
||
у процесі досліду βt,
впроцессе опытаβt,
|
приріст ступеня вилуговування Δβ, приращение степени выщелачи-вания Δβ,
|
відкориго-ванезначенняβc, откорректированное значение βc
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань мерзлого грунту кульковим штампом
Журнал
испытаниймерзлогогрунта шариковымштампом
Номер зразка__________________ Номер образца_________________
Дата випробувань Датаиспытаний
|
Температура випробувань Т,°С Температура испытаний Т,°С
|
Час знімання відлікуti ,год Время снятия отсчетаti ,ч
|
Часвідпочатку дослідуt,год Время от начала опытаt,ч
|
Відлік за датчиком деформацій Отсчет по датчику деформаций
|
Глибина занурення кулькового штампуsb, mm Глубина погружения шарикового штампаsb,мм
|
Граничнотривале значения еквівалентного зчеплення ceq,МПа Предельно длительное значение еквивалентного сцепления ceq, МПа |
Примітка Примечание
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань мерзлих грунтів на одновісний стиск
1 Випробування при безперервному швидкому зростанні навантаження
Журнал
испытаний мерзлых грунтов на одноосное сжатие
1Испытания при непрерывном быстром возрастании нагрузки
Номер зразка___________________ Номер образца___________________
Дата випробувань Дата испытаний
|
Темпера тура випробуваньТ,°С Температура испытаний Т,°С
|
Час знімання відлікуti , год Время снятия отсчетаti , ч
|
Часвід початку досліду t, год Время от начала опытаt,ч
|
Характер деформування зразка Характер деформирования образца
|
Руйнівне навантаження F, кН Разрушающая нагрузка F, кН
|
Діаметр зразка після випробування, мм Диаметр образца после испытания, мм |
Середня площа перерізу зразка після випробування А, см2 Средняя площадь сечения образца после испытания А, см2
|
Висота зразка в момент руйнування h, mm Высота образца в момент разруше-ния h,мм
|
Умовно- миттевий опіродно-вісному стиску Rос , МПа Условно-мгновенное сопротивление одноосному сжатиюRoc , МПа
|
Примітка Примечание
|
||||
1
|
2
|
3
|
Середній Средний
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Журнал
випробувань мерзлих грунтів на одновісний стиск
2 Випробування на повзучість
Журнал
испытаний мерзлых грунтов на одноосное сжатие
2Испытания на ползучесть
Номер зразка__________________ Номер образца_________________
Дата випробувань Дата испыта-ний
|
Температура випробувань Т,°С Температура испытаний Т,°С
|
Час знімання відліку tі,год Время снятия отсчета tі,ч
|
Часвід Початку досліду t, год Время от начала опытаt,ч
|
Номер ступеня навантажування Номер ступени нагруже-ния
|
Тиск на зразокрі, МПа Давление на образец рі, МПа
|
Відліки за приладами для вимірювання деформацій Отсчеты по приборам для измерения деформаций |
|||||||||
повздовжніх продольных |
поперечних поперечных |
||||||||||||||
1
|
2
|
середнє значення среднее значение
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
середнє значення среднее значение
|
||||||
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
14
|
15
|
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поздовжня деформація h, mm Продольная деформация h,мм
|
Поперечна деформація Sх, mm Поперечная деформация Sх,мм
|
Відносна поздовжня деформація Относительная продольная деформация
|
Відносна поперечна деформація Относительная поперечная деформация
|
Середня площа поперечного перерізу зразка А, см2 Средняя площадь поперечного сечения образца А, см2 |
Приріст площі поперечного перерізуΔА, см2 Приращение площади поперечного сечения ΔА, см2 |
Часміж відліками ti - ti-1 , год Время между отсчетами ti - ti-1, ч
|
Приріст поздовжньої деформації Δhі , mm Приращение продольной деформации Δhi , мм
|
Швидкість поздовжної деформації v,мм / год Скорость продольной деформации v,мм / ч
|
Швидкість відносної поздовжньої деформації ε, 1 / год Скорость относительной продольной деформации ε, 1 / ч
|
Примітка Примечание
|
17
|
18
|
19
|
20
|
21
|
22
|
23
|
24
|
25
|
26
|
27
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.66
Додаток Б
(рекомендований)
Зразок графічного оформлення результатів випробувань грунту методом одноплощинного зрізу
Приложение Б
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытаний грунта методом одноплоскостного среза
Графік Δ1 = f(τ)
График Δ1 = f(τ)
Масштаб графіка:
Масштабграфика:
по горизонталі 10мм– 1 мм для Δ1
по горизонтали10мм– 1 мм для Δ1
повертикалі20 мм - 0,1 Мпа для τ
по вертикали 20 мм - 0,1 Мпа для τ
Графік τ = f (σ)
График τ = f (σ)
Масштабграфіка:
Масштаб графика:
погоризонталі 20мм– 0,1 МПа для σ
по горизонтали 20мм – 0,1 МПа для σ
повертикалі20 мм – 0,1 МПа для τ;
по вертикали20мм– 0,1 МПа для τ;
|
|
Рисунок Б.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.67
Додаток В
(рекомендований)
Визначення площі деформованих зразків глинистих грунтів
1 Якщо перед руйнуванням зразка відбуваються значні деформації, необхідно при розрахунку границі міцності на одновісний стиск враховувати збільшення площі зразка.
Площу А визначають безпосередньо вимірюванням діаметра зразка штангенциркулем з похибкою 0,1ммі наступним розрахунком.
2 У припущенні про постійність об'єму грунту при випробуванні
()відношення може бути визначено за відносною вертикальною деформацією ε.
При збереженні циліндричної форми (A ∙ h = A0 ∙ h0)
Приложение В
(рекомендуемое)
Определение площади деформированных образцов глинистых грунтов
1Если разрушению образца предшествуют значительные деформации, необходимо при расчете предела прочности на одноосное сжатие учитывать увеличение площади образца.
Площадь А определяют непосредственно измерением диаметра образца штангенциркулем с погрешностью0,1мм и последующим расчетом.
2В предположении о постоянстве объема грунта при испытании
()отношение можетбыть определено по относительной вертикальной деформации ε.
При сохранении цилиндрической формы (A ∙ h = A0 ∙ h0)
. (В.1)
Якщо зразок після стиску набуває форми діжки, причому діаметр торця діжки залишається рівним початковому діаметру зразка,
Если образец после сжатия приобретает форму бочки, причем диаметр торца бочки сохраняется равным начальному диаметру образца,
(В.2)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.68
Додаток Г
(рекомендований)
Принципова схема установки для випробування грунту в умовах тривісного стиску
Приложение Г
(рекомендуемое)
Принципиальнаясхема установки дляиспытания грунта в условиях трехосного сжатия
1 - основакамери; 2 -корпус камери; 3-вентиль для випуску повітря; 4-шток; 5-зразок грунту в оболонці; 6 -верхній штамп; 7 -нижній штамп; 8 -трубки для дренування тиску у поровій рідині; 9 -трубка для заповнення камери і вимірювання тиску в камері; 10-манометр; 11 -індикатор; 12 -ущільнювач
1 -основание камеры; 2 - корпус камеры; 3 - вентиль для выпуска воздуха; 4 - шток; 5 - образец грунта в оболочке; 6 - верхний штамп; 7 - нижний штамп; 8 -трубки для дренирования и измерения давления в поровой жидкости; 9 - трубка для заполнения камеры и измерения давления в камере; 10 - манометр; 11 -индикатор; 12 – уплотнитель
Рисунок Г.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.69
Додаток Д
(рекомендований)
Тарування камери тривісного стиску
1 Тарування камери на стиск
Для тарування між штампами, покритими вологими паперовими фільтрами, поміщають металевий вкладиш розмірами, які дорівнюють розмірам випробовуваного зразка грунту. Штамп навантажують ступенями вертикального тиску 0,01; 0,025; 0,05; 0,10 МПа, витримуючи їх по 5 хв до максимального тиску, який визначають граничними навантаженнями при випробуваннях грунту на кожному ступені тиску, записують показання приладу для вимірювання вертикальної деформації грунту.
Тарування проводять при триразовому навантажуванні і розвантаженні, кожного разу замінюючи фільтри на нові.
За середніми з трьох дослідів даними складають таблицю деформацій камери при різних тисках.
2 Тарування камери на розширення
Для тарування на металевий вкладиш та штампи (пункт 1) надягають гумову оболонку і закріплюють її на бічних поверхнях штампів гумовими або металевими кільцями.
Камеру заповнюють робочою рідиною і створюють у ній всебічний тиск такими самими ступенями, як і при таруванні на стиск (пункт 1), витримуючи їх по 30 хв. На кожному ступені тиску записують показання волюмометра.
За середніми з трьох дослідів даними складають таблицю об'ємних деформацій камери при різних всебічних тисках.
3 Визначення тертя штока у втулці камери
При наявності зазору між штоком і штампом у камері створюють тиск до моменту, коли почнеться рух стрілки приладу, який вимірює вертикальні деформації зразка грунту. У цей момент записують показання манометра і обчислюють зусилля на 1см2площі поперечного перерізу штока.
Приложение Д
(рекомендуемое)
Тарировка камеры трехосного сжатия
1Тарировка камеры на сжатие
Для тарировки между штампами, покрытыми влажными бумажными фильтрами, помещают металлический вкладыш размерами, равными размерам испытываемого образца грунта. Штамп нагружают ступенями вертикального давления0,01; 0,025; 0,05; 0,10 МПа, выдерживая их по5мин до максимального давления, определяемого предельными нагрузками при испытаниях грунта на каждой ступени давления, записывают показания прибора для измерения вертикальной деформации грунта.
Тарировку производят при трехкратном нагружении и разгрузке, каждый раз заменяя фильтры на новые.
По средним из трех опытов данным составляют таблицу деформации камеры при различных давлениях.
2Тарировка камеры на расширение
Для тарировки на металлический вкладыш и штампы (пункт1)надевают резиновую оболочку и закрепляют ее на боковых поверхностях штампов резиновыми или металлическими кольцами.
Камеру заполняют рабочей жидкостью и создают в ней всестороннее давление такими же ступенями, как и при тарировке на сжатие (пункт1),выдерживая их по30мин. На каждой ступени давления записывают показанияволюмометра.
По средним из трех опытов данным составляют таблицу объемных деформаций камеры при различных всесторонних давлениях.
3Определение трения штока во втулке камеры
При наличии зазора между штоком и штампом в камере создают давление до момента, когда начнется движение стрелки прибора, измеряющего вертикальные деформации образца грунта. В этот момент записывают показания манометра и вычисляют усилие на 1см2 площади поперечного сечения штока.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.70
Додаток Е
(рекомендований)
Розширювач для поміщення зразка грунту в гумову оболонку
ПриложениеЕ
(рекомендуемое)
Расширитель для помещения образца грунта в резиновую оболочку
1 -металевий циліндр; 2 -гумова оболонка; 3 -гнучка трубка до джерела розрідження; 4 -штампи; 5 -зразок грунту
1 - металлический цилиндр; 2 - резиновая оболочка; 3 - гибкая трубка к источнику разрежения; 4 - штампы; 5 - образец грунта
Рисунок Е.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.71
Додаток Ж
(рекомендований)
Зразок графічної о оформлення результатів випробувань грунту в умовах трьохвісного стиску
1 При визначенні характеристик міцності
Графік ε1 =f(σ1 - σ3)
Масштаб графіка:
по горизонталі 10мм -0,02 МПа різниці напружень σ1 - σ3
по вертикалі 10 мм-0,01 відносної вертикальної деформації ε1
Приложение Ж
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытаний грунта в условиях трехосного сжатия
1При определении характеристик прочности
График ε1 = f(σ1 - σ3)
Масштаб графика:
по горизонтали10мм- 0,02 МПаразности напряжений σ1 - σ3;
по вертикали10мм- 0,01относительной вертикальной деформацииε1.
Графікσ1р =f( σ3р )
Масштаб графіка:
по горизонталі 10мм- 0,02 МПа для σ3р;
по вертикалі 10мм- 0,02 МПа для σ1р.
Графикσ1р =f( σ3р )
Масштабграфика:
погоризонтали10мм- 0,02 МПа для σ3р;
по вертикали 10мм- 0,02 МПА для σ1р
2 При визначенні характеристик деформо-ваності
Графік ε1 = f (σ1)і εv = f (σ2)Масштаб графіка:
по горизонталі 10мм- 0,05 МПа дляσ1;
по вертикалі 10 мм - 0,01 для ε1, εv
2 При определении характеристик дефор-мируемости
Графикε1 = f (σ1) иεv = f (σ2) Масштабграфика:
погоризонтали10мм- 0,05 МПа для σ1;
по вертикали 10 мм - 0,01 для ε1, εv
Рисунок Ж. 1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.72
ДодатокИ
(рекомендований)
Визначення модуля зсувуG і модуля об'ємної деформаціїК
1 За результатами консолідовано-дренованих та консолідовано-недренованих (з вимірюванням тиску у поровій воді) випробувань зразків досліджуваного грунту в умовах тривісного стиску при різних значеннях постійного всебічного тиску в камері складають графічний "паспорт" залежностей (див. рисунок И.1)
Приложение И
(рекомендуемое)
Определение модуля сдвигаG и модуля объемной деформации К
1По результатам консолидированно-дре-нированных и консолидированно-недрениро-ванных (с измерением давления в поровой воде) испытаний образцов исследуемого грунта в условиях трехосного сжатия при различных значениях постоянного всестороннего давления в камере составляют графический "паспорт" зависимостей (см. рисунок И.1)
σi= f(σ¢), = f(σ¢), εv= f(σ¢), ei = f(σi).
дe - інтенсивність дотичних напружень;
- інтенсивність деформації
зсуву;
- середнє ефективне напруження;
εv= ε1+ 2ε3- об'ємна деформація.
2 Окремі значення модуля зсувуGkі модуля об'ємної деформаціїkk,що відповідають різним значенням еi, обчислюють за формулою:
где - интенсивность касательных напряжений;
-интенсивность деформации сдвига;
-среднее эффективное на-
пряжение;
εv= ε1+ 2ε3 -объемная деформация.
2Частные значения модуля сдвигаGkи модуля объемной деформации Кk, соответствующие различным значениям еi, вычисляют по формуле:
(И.1)
; (И.2)
де σi, k, σ¢k, εv, k- за паспортом випробувань.
3 Залежність модуля зсуву G від еiта σ¢апроксимується виразом:
где σi, k, σ¢k, εv, k- по паспортуиспытаний.
3ЗависимостьмодулясдвигаG от еiи σ¢аппроксимируется выражением:
; (И.3)
де – (σ¢) = C1 + σ¢+ tgφ1 , (И.4)
тут Сii φi- параметри графіка= f(σ¢)у випадку лінійної залежності;
а іb -постійні коефіцієнти, які визначаються методом найменших квадратів з виразу:
где – (σ¢) = C1 + σ¢+ tgφ1, (И.4)
здесьСiиφi-параметры графика= f (σ¢)в случае линейной зависимости;
а иb -постоянные коэффициенты, определяемые методом наименьших квадратов из выражения:
; (И.5)
4 Залежність модуля об'ємної деформації
Квід еі іσ’апроксимується виразом:
4Зависимость модуля объемной деформации К от еi и σ' аппроксимируется выражением
K = d + f ∙ σ¢, (И.6)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.73
де параметриdіfвизначають за графіком залежності окремих значень Кkвід σ' для різних значень еi.
Графічний паспорт обробки результатів випробувань грунту в умовах тривісного стиску
а) для консолідовано-дренованого випробу вання
где параметрыdиfопределяют по графику зависимости частных значений Кkот σ' для различных значений еi.
Графический паспорт обработки результатов испытаний грунта в условиях трехосного сжатия
а) для консолидированно-дренированного испытания
1,2,3……… - номери випробувань
б) для консолідовано-недренованого випробу-вання
1,2,3…… - номераиспытаний
б) для консолидированно-недренированного
испытания
1,2,3……………… - номери випробувань
1,2,3………………………. – номера испытаний
Рисунок (И.1)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.74
ДодатокК
(рекомендований)
Принципові схеми компресійно-фільтраційних приладів
для випробувань за схемою низхідного потоку
води
дляиспытаний по схеме нисходящего потока
воды
Приложение К
(рекомендуемое)
Принципиальные схемы компрессионно-фильтрационных приборов
длявипробувань засхемоювисхідногопотоку
води
для испытаний по схеме восходящего потока
воды
1 - корпус; 2 -піддон корпусу; 3 - основа корпусу; 4 - робоче кільце; 5 -направляюче кільце; 6 -перфорований вкладиш; 7 -перфорований штамп; 8 -кришка;
9 -втулка; 10 -шток; 11 -спускна пробка; 12 -штуцер;
13 -гумова прокладка; 14 -заглушка; 15 -притискне кільце верхнє; 16 -притискне кільце нижнє; 17 -гайка; 18 -стояк; 19 -шланг; 20 -скляна трубка; 21 -індикатор; 22 -тримач індикатора; 23 -опорна п'ята індикатора; 24 -кулька; 25 -зразок грунту, який випробовується.
1-корпус; 2 - поддонкорпуса; 3 - основаниекорпуса; 4 - рабочее кольцо; 5 - направляющее кольцо; 6 - перфорированный вкладыш; 7 - перфорированный штамп; 8 - крышка; 9 - втулка; 10 - шток; 11 - спускная пробка; 12 - штуцер; 13 - резиновая прокладка; 14 -заглушка; 15 - прижимное кольцо верхнее; 16 - прижимное кольцо нижнее; 17 - гайка; 18 - стойка; 19 -шланг; 20 - стеклянная трубка; 21 - индикатор; 22 - держатель индикатора; 23 - опорная пята индикатора; 24 - шарик; 25 - образец испытываемого грунта.
Рисунок К.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.75
Додаток Л
(рекомендований)
Зразок графічного оформлення результатів випробувань грунту методом компресійного стиску
Графіки ε =f(р)
Масштаб графіків:
по горизонталі 10мм- 0,025 МПа для р;
по вертикалі 10мм -0,02 для ε.
Графік 1 - Відносний стиск водонасиче-
ного грунту в залежності
від тиску р
Графік 2 - Відносний стиск глинистого
грунту при частковому зне-
ущільненні в залежності
від тиску р
Приложение Л
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытаний грунта методом компрессионного сжатия
Графикиε = f (р)
Масштаб графиков:
по горизонтали10мм- 0,025 МПадляр;
по вертикали10мм- 0,02для ε.
График1 -Относительное сжатие водо-насыщенного грунта в зависимости от давления р
График2 -Относительное сжатие глинистого грунта при частичном разуплотнении в зависимости от давления р
|
|
А - точка графіка, яку приймають за ординатою, рівною ε = Δhн/ h;
Рстр - структурна міцність при випробуванні грунту у компресійному приладі
А-точка графика, принимаемая по ординате, равнойε =Δhн / h ;
рстр-структурная прочность при испытании грунта в компрессионном приборе
Рисунок Л.1
ДСТУ Б 8.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.76
Додаток М
(рекомендований)
Визначення параметрів компресійної
кривої
Для визначення параметрів компресійної кривої, що представлена експоненціальною залежністю, її логарифмують
ПриложениеМ
(рекомендуемое)
Определение параметров компрессионной кривой
Для определения параметров компрессионной кривой, представленной экспоненциальной зависимостью, ее логарифмируют
(М.1)
де lge = 0,43429
Для визначення еkберуть дві довільні точ-
ки накомпресійній кривій е1,p1, e2і р2.
Потім вибирають третю точку
р3 = 0,5 (р1 + р2) і для неї знаходять за кривою значення е3.
З трьох прологарифмованих рівнянь:
где lge = 0,43429
Для определенияеkберут две произвольныеточки накомпрессионной кривойе1,p1, e2и р2..
Затем выбирают третью точку
р3= 0,5 (р1 + р2)и для нее находят по кривой значениее3.
Из трех прологарифмированных уравнений:
(М.2)
(М.3)
(М.4)
знаходять значення еk
находят значение еk
(М.5)
Для визначення параметрів а іbрозбивають всю сукупність точок компресійної кривої на дві групи. Підсумовують кожну групу і скла дають два рівняння для першої і другої груп точок:
Дляопределения параметров а иbразбивают всю совокупность точек компрессионной кривой на две группы. Суммируют каждую группу и составляют два уравнения для первой и второй групп точек:
(М.6)
де n-числочленів в кожній групі.
З двох рівнянь знаходять невідомі параметри ані b.
гдеn -числочленов в каждой группе.
Из двух уравнений находят неизвестные параметры ан иb.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.77
Додаток Н
(рекомендований)
Визначення коефіцієнтів фільтраційної та вторинної консолідації
1 Для визначення коефіцієнта фільтрацій ної консолідації cvкриву консолідації (пункт 2 цього додатка) слід обробити методом квадратного кореня з часу, а при одночасному визначенні коефіцієнтів фільтраційної cvі її вторинної cα (за рахунок повзучості грунту) консолідації - логарифмічним методом.
На кривій консолідації виділяють ділянки фільтраційної і вторинної консолідації, а для насипних грунтів з заданими значеннями вологості і густини ще ділянку дофільтраційної консолідації.
2 Для визначення коефіцієнта фільтраційної консолідації сvметодом квадратного кореня з часу за результатами випробувань грунту під постійним тиском на основі записів у журналі випробувань грунту (додаток А) будують криву консолідації в координатах: відносна деформація за ступінь тиску (ордината) - корінь квадратний з часу у хвилинах (абсциса) (рисунокH.1).
До початкової ділянки кривої проводять дотичнуав і з точки перетину дотичної з віссю ординат проводять другу прямуас, абсциси якої дорівнюють 1,15 відповідних абсцис прямоїав.
За перетином прямоїас з експериментальною кривою визначають час t90, який відповідає ступеню консолідації 0,90.
3 Коефіцієнт фільтраційної консолідації сv, см2/хв (см2/рік), обчислюють за формулою:
Приложение Н
(рекомендуемое)
Определение коэффициентов фильтрацион-ной и вторичной консолидации
1Для определения коэффициента фильтра ционной консолидации сvкривую консолидации (пункт2настоящего приложения) следует обработать методом квадратного корня из времени, а при одновременном определении коэффициентов фильтрационной cv и вторичной cα (за счет ползучести грунта) консолидации-логарифмическим методом.
На кривой консолидации выделяют участки фильтрационной и вторичной консолидации, а для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности-еще участок дофильтрационной консолидации.
2Для определения коэффициента фильтрационной консолидации cv методом квадратного корня из времени по результатам испытаний грунта под постоянным давлением на основании записей в журнале испытаний грунта (приложение А) строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация за ступень давления (ордината)-корень квадратный из времени в минутах (абсцисса) (рисунокH.1).
К начальному участку кривой проводят касательнуюави из точки пересечения касательной с осью ординат проводят вторую прямуюас, абсциссы которой равны1,15соответствующих абсцисс прямойав.
По пересечению прямойас с экспериментальной кривой определяют времяt90, соот-ветствующее степени консолидации0,90.
3Коэффициент фильтрационной консолидации сv, см2 / мин(см2/год), вычисляют по формуле:
(H.1)
де Т90 - коефіцієнт (фактор часу), який відповідає ступеню консолідації 0,90 і дорівнює 0,848;
h -висота зразка (середня між початковою висотою і висотою після завершення досліду на консолідацію), см.
При двосторонній фільтрації приймається висота, що дорівнюєh/2;
t90- час, хв;
гдеТ90 -коэффициент(факторвремени), соответствующий степени консолидации0,90, равный0,848;
h-высота образца (средняя между начальной высотой и высотой после завершения опыта на консолидацию), см.
При двухсторонней фильтрации принимается высота, равнаяh/2;
t90 –время, мин.
ДСТУ Б 8.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.78
4 Для визначення cvі cα логарифмічним
методом будують криву консолідації у координатах: відносна деформація є (ордината) -логарифм часуlgt(абсциса) (рисунок Н.2).
5 За кривою слід знайти деформацію, відповідну 100%-вому первинному стиску при заданому навантаженні. Для цього проводять дотичну до кінцевої ділянки кривої ε =f ( lgt ).
Потім проводять дотичну до найкрутішої частини кривої. Точка перетину цих дотичних відповідає 100%-вому первинному стиску грунту.
Стиск, який іде за 100%-вим первинним стиском, визначається як вторинний стиск за рахунок деформацій повзучості.
6 На кривій ε =f(lgt)слід знайти значення відносної деформації, яке відповідає нульовому первинному стиску.
Для цього у початковій частині кривої вибирають точки з абсцисами 0,1 і 0,4. Різниця ординат даних точок, відкладена вище початкової точки графіка, визначить приведений нульdо.
7 Для визначення коефіцієнта фільтраційної консолідації логарифмічним методом для заданого тиску визначають час, який потрібен для 50%-вого первинного стиску. Для цього обчислюють деформацію, що відповідає 50%-вому первинному стиску і дорівнює середньому арифметичному між деформаціями, відповідними нульовому(d0)і 100%-вому стиску (ε100).
Час, який потрібен для 50%-вого первинного стиску заданим тиском, знаходять графічно за прямою залежністю ε =f (lgt).
Коефіцієнт фільтраційної консолідації cv, см2/хв (см2/рік), обчислюють за формулою:
4 Для определения cvи cα логарифмическим методом строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация є (ордината) - логарифм времени lgt (абсцисса) (рисунок Н.2).
5 Покривой следуетнайтидеформацию, соответствующую 100%-ному первичному сжатию при заданной нагрузке. Для этого проводят касательную к конечному участку кривойε =f (lgt).
Затем проводят касательную к самой крутой части кривой. Точка пересечения этих касательных соответствует 100%)-ному первичному сжатию грунта.
Сжатие, следующее за 100%-ным первичным сжатием, определяется как вторичное сжатие за счет деформаций ползучести.
6На кривойε =f(lgt)следует найти значение относительной деформации, соответствующее нулевому первичному сжатию.
Для этого в начальной части кривой выбирают точки с абсциссами0,1и0,4.Разность ординат данных точек, отложенная выше начальной точки графика, определит приведенный нульdо.
7Для определения коэффициента фильтра ционной консолидации логарифмическим методом для заданного давления определяют время, требуемое для 50%-ного первичного сжатия. Для этого вычисляют деформацию, соответствующую 50%-ному первичному сжатию, равную среднему арифметическому между деформациями, соответствующими нулевому(d0)и100%-номусжатию(ε100).
Время, требующееся для50%-ногопервичного сжатия заданным давлением, находят графически по прямой зависимости ε =f (lgt).
Коэффициент фильтрационной консолидации cv, см2 / мин (см2 / год), вычисляют по формуле:
(H.2)
де T50- коефіцієнт (фактор часу), який відповідає ступеню консолідації 0,5 і дорівнює 0,197:
h- те саме, що і в (Н.1);
t50- час, який відповідає 50%-вому первинному стиску, хв.
8 Коефіцієнт вторинної консолідації (безрозмірна величина) cα визначають за тангенсом кута між прямою, паралельною осі абсцис, і прямолінійним відрізком кривої на ділянці вторинної консолідації (рисунок Н.3) за формулою:
гдеT50-коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации0,5, равный0,197;
h -то же, что и в(H.1);
t50-время соответствующее50%-ному первичному сжатию, мин.
8Коэффициент вторичной консолидации (безразмерная величина) cα определяют по тангенсу угла между прямой, параллельной оси абсцисс, и прямолинейным отрезком кривой на участке вторичной консолидации (рисунокН.3)по формуле:
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.79
, (H.3)
де ε(t2)і ε(t1)- значення деформації зразка на ділянці вторинної консолідації;
t1иt2 -час, який відповідає деформаціям ε(t1)иε (t2),мин
9 Для насипних грунтів з заданими значеннями вологості і густини крива консолідації в залежності від властивостей грунтів може мати три ділянки (крива а) або дві (крива б): дофільтраційної консолідації, фільтраційної консолідації і консолідації повзучості (рисунок Н.4)
Коефіцієнт дофільтраційної консолідації с¢αобчислюють за тангенсом кута нахилу дотичної до першої ділянки кривої ε = f (lgt), закінчення якого визначається перетином дотичних до першої і другої ділянки кривої за формулою:
гдеε(t1)иε(t2) -значения деформации образца на участке вторичной консолидации;
t1иt2 -время, соответствующее деформациямε(t1)иε (t2),мин.
9Для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности кривая консолидации в зависимости от свойств грунтов может иметьтриучастка (кривая а) или два (кривая б): дофильтрационной консолидации, фильтрационной консолидации и консолидации ползучести (рисунок Н.4).
Коэффициент дофильтрационной консолидации с¢αвычисляют по тангенсу угла наклона касательной к первому участку кривой ε =f ( lgt ),окончание которого определяется пересечением касательных к первому и второму участкам кривой по формуле:
(H.4)
Коефіцієнт фільтраційної консолідації об-числюють за формулою (Н.2), де
Коэффициент фильтрационнойконсоли-вычисляют по формуле (Н.2), где
(H.5)
Коефіцієнт вторинної консолідації обчислюють за формулами:
- для кривої а
Коэффициент вторичной консолидации вычисляют по формулам:
- для кривой а
(H.6)
- для кривої б
- для кривої б
. (Н.7)
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.80
Графіки кривих консолідації грунту
Графік обробки кривої консолідації методом корінь квадратний з часу
Масштаб графіка:
по горизонталі 10мм- 1 хв для часу ;
по вертикалі 10мм -0,01 для ε
Графики кривых консолидации грунта
График обработки кривой консолидации методом корень квадратный из времени
Масштаб графика:
по горизонтали10мм- 1мин для времени;
по вертикали10мм- 0,01дляε
t90-час,що відповідає ступеню консолідації грунту 0,90
t90 -время, соответствующее степени консолидации грунта0,90
Рисунок Н.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.81
Графік обробки кривої консолідації логарифмічним методом
Масштаб графіка:
10мм-0,01 для ε.
Час відкладається на логарифмічній шкалі.
График обработки кривой консолидации логарифмическим методом
Масштаб графика:
10мм-0,01дляε.
Время откладывается на логарифмической шкале.
Рисунок Н.2
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.82
Графік залежності відносної деформації від логарифму часу( lgt ) для визначення вторинної консолідації
Масштаб графіка:
20 мм-0,01 для ε.
Час відкладається на логарифмічній шкалі.
График зависимости относительной деформации от логарифма времени(lgt) для определения вторичной консолидации
Масштаб графика:
20мм- 0,01дляε.
Время откладывается на логарифмической
шкале
Рисунок Н.3
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.83
Графік залежності відносної деформації від логарифму часу( lgt ) для визначення параметрів консолідації для насипних грунтів із заданими значеннями вологості і густини
График зависимости относительной деформации от логарифма времени(lgt) для определения параметров консолидации для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности
Рисунок Н.4
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.84
Додаток П
(рекомендований)
Зразок графічного оформлення результатів випробування засоленого грунту при стиску у компресійно-фільтраційному приладі
Масштаб графіків:
по горизонталі 20мм- 0,025 МПа для тиску р;
10мм- 0,1 для ступеня вилуговування солей β;
по вертикалі 10 мм - 0,01 для відносного стиску грунту ε
Приложение П
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытания засоленного грунта при сжатии в компрессионно-филы рационном приборе
Масштаб графиков:
по горизонтали20мм - 0,025 МПа длядавленияр;
10мм-0,1для степени выщелачивания солей β;
по вертикали10мм- 0,01для относительного сжатия грунтаε
Графік ε = f (p)
График ε = f (p)
(за схемою однієї кривої)
(но схеме одной кривой)
Графікε = f (p)
График ε = f (p)
(за схемоютрьох кривих)
(по схеме трех кривых
1, 2, 3 -відносний стиск ε грунту відповідно до: природної вологості, у водонасиченому стані і вилуженого без навантаження в залежності відтиску;
4 -відносний стиск грунту у результаті замочування (відносна просадочність) при заданому тиску р;
5 -відносний суфозійний стиск грунту при фільтрації води і заданому тиску р;
6 -деформація грунту при набуханніεsw;
7 -залежність відносного суфозійного стискуεstвід тиску(psf-початковий тиск суфозійного стиску).
1, 2, 3 - относительное сжатие ε грунта соответственно: природной влажности, в водонасыщенном состоянии и выщелоченного без нагрузки в зависимости от давления;
4 - относительное сжатие грунта в результате замачивания (относительная просадочность) при заданном давлении р;
5 - относительное суффозионное сжатие грунта при фильтрации воды и заданном давлении р;
6 - деформация грунта при набуханииεsw;
7 - зависимость относительного суффозионного сжатияεst от давления(psf - начальное давление суффозионного сжатия).
1 -залежність відносного суфозійного стиску від ступеня вилуговування солей, яку одержують у процесі проведення випробування приD >Do;
2 -те саме, при D
3 -відкоригована залежність.
1 - зависимость относительного суффозионного сжатия от степени выщелачивания солей, получаемая в процессе проведения испытания при D >Do;
2 - то же, при D
3 - откорректированная зависимость.
Рисунок П.1
Додаток Р
(рекомендований)
Розрахункові опори мерзлого грунту
під підошвою фундаменту
ПриложениеР
(рекомендуемое)
Расчетные сопротивлениямерзлогогрунта под подошвой фундамента
Грунти Грунты
|
Температура випробувань Т, °С Температура испытаний Т, °С
|
|||||||||||
- 0,3 |
- 0,5 |
- 1
|
- 1,5
|
- 2
|
- 2,5
|
- 3
|
- 3,5
|
- 4
|
- 6
|
- 8
|
- 10
|
|
Прильодистості грунтів іі < 0,2 При льдистости грунтовіі < 0,2 1 Піски середньої крупності Пески средней крупности 2 Піски дрібні і пилуваті Пески мелкие и пылеватые 3 Супіски Супеси 4 Суглинкиі глини Суглинкии глины |
0,55
0,45
0,3
0,25
|
0,95
0,7
0,5
0,45
|
1,25
0,9
0,7
0,55
|
1,45
1,1
0,8
0,65
|
1,6
1,3
1,05
0,8
|
1,8
1,4
1,15
0,9
|
1,95
1,6
1,30
1,0
|
2,0
1,7
1,40
1,1
|
2,2
1,8
1,5
1,2
|
2,6
2,2
1,9
1,55
|
2,95
2,55
2,25
1,9
|
3,3
2,86
2,5
2,2
|
При льодистості грунтів іі ³0,2 Прильдистости грунтовіі ³0,2 Всі види грунтів, що вказані в пл.1-4 Всевиды грунтов, указанные в пп.1-4 |
0,2
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
0,7
|
0,75
|
0,85
|
0,95
|
1,25
|
1,55
|
1,75
|
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.86
ДодатокС
(рекомендований)
Принципова схема установки для визначення еквівалентного зчеплення мерзлих грунтів
Приложение С
(рекомендуемое)
Принципиальная схема установки для определения эквивалентного сцепления мерзлых грунтов
1 -кульковий штамп; 2 -рухомий стерженьз тримачем кульки; 3 -ручка стопорного гвинта; 4 -стояки;5 -важільний прес (із співвідношенням плечей важеля 5:1); 6 -опорна плита; 7 -рухомий столик; 8 -урівнювальні гвинти; 9 -контрвантаж; 10 -гирі; 11 -індикатор деформацій; 12 -зразок грунту
1 -шариковий штамп; 2 - подвижнойстержень с держателем шарика; 3 -ручка стопорного винта; 4 -стойки; 5 - рычажный пресс (с соотношением плеч рычага 5:1); 6 - опорная плита; 7 - подвижной столик;
8 - уравнительные винты; 9 - контргруз; 10 - гири;11 - индикатор деформаций; 12 - образец грунта
Рисунок С. 1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.87
ДодатокТ
(рекомендований)
Схеми приладів і обладнання при випробуваннях методом одноплощинного зрізу мерзлого грунту по поверхні змерзання
Приложение Т
(рекомендуемое)
Схемы приборов и оборудования при испытаниях методом одноплоскостного среза мерзлого грунта по поверхности смерзания
1 -мерзлий грунт; 2 -матеріал; 3 -робоче кільце;4 -зрізувальна каретка; 5 -корпус приладу; 6 -бічний штамп; 7 -опорна плита; 8 -динамометр
Рисунок Т.1 - Схема одноплощинного зрізувального приладу типу ПРС для визначення опору мерзлого грунту зрізу по поверхні змерзання
1 - мерзлый грунт; 2 - материал; 3 - рабочее кольцо;4 - срезная каретка; 5 - корпус прибора; 6 - боковой штамп; 7 - опорная плита; 8 - динамометр
Рисунок Т.1 - Схема одноплоскостного срезного прибора типа ПРС для определения сопротивления мерзлого грунта срезу по поверхности смерзания
Схема випробування по поверхні змерзання мерзлого грунту, грунтового розчину і льоду по матеріалу
Схемаиспытания по поверхности смерзаниямерзлогогрунта,грунтовогораствора и льда по материалу
Схемавипробування по поверхні змерзаннямерзлого грунту по грунту, грунтовомурозчину і льоду
Схема испытания по поверхности смерзания мерзлого грунта по грунту, грунтовомураствору и льду
|
|
1 -рухома частина приладу (зрізувальна каретка); 2 -нерухома частина приладу (корпус); 3 -зразок; Q -дотичне навантаження;F-нормальне навантаження.
Рисунок Т.2 -Схеми випробувань на одноплощинному зрізувальному приладі типу ПРС для визначення опору мерзлого грунту зрізу по поверхні змерзання
1 - подвижная частьприбора (срезнаякаретка); 2 -неподвижная часть прибора (корпус); 3 - образец; Q - касательная нагрузка; F - нормальная нагрузка.
Рисунок Т.2 - Схемы испытаний на одноплоскостном срезном приборе типа ПРС для определения сопротивления мерзлого грунта срезу по поверхности смерзания
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.88
Додаток У
(рекомендований)
Рекомендації щодо виготовлення зразків матеріалу і грунту для випробувань методом одноплощинного зрізу по поверхні змерзання
1 Виготовляти зразки матеріалу фундаменту або інших твердих матеріалів (скельних і напівскельних гірських порід, будівельних матеріалів і ін.) слід таким чином, щоб їх шорсткість по поверхні змерзання відповідала вимогам завдання. У разі відсутності завдання шорсткість поверхні зразка матеріалу повинна відповідати шорсткості матеріалу в природних умовах.
Виготовлення зразків матеріалу фундаменту з такою самою шорсткістю поверхні, як у фундаменту (яку не піддавали спеціальній обробці), повинно проводитись з урахуванням таких вимог:
- дерев'яні зразки повинні бути виготовлені з необробленої деревини і їх поверхня повинна бути обстругана; при заморожуванні зразків деревина повинна бути у водонасиченому стані;
- сталеві зразки повинні мати гарячекатану або холоднокатану поверхню в залежності від виду прокату, який використовують для виготовлення зразків на токарних, фрезерних або стругальних верстатах без шліфування їх поверхні, якщо зразки використовують замість гарячекатаної сталі, та із шліфуванням - замість холоднокатаної;
- бетонні зразки повинні бути виготовлені з віброущільненням у гладкій металевій опалубці, поверхню якої перед бетонуванням покривають вапняним або глинистим розчином; на поверхні зразків, які змерзаються з грунтом, не повинно бути раковин та зазалізнених ділянок.
При виготовленні зразків матеріалу фундаменту, поверхні якого піддають спеціальній обробці якимось способом, поверхню зразків слід обробляти таким самим способом. Використання інших способів обробки поверхонь зразків для надання їм такої самої шорсткості, як у бічній поверхні фундаменту, допускається за умови інструментальної оцінки класу шорсткості відповідно доГОСТ2789. Шорсткість
Приложение У
(рекомендуемое)
Рекомендации по изготовлению образцов материала и грунта для испытаний методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания
1Изготовлять образцы материала фундамента или других твердых материалов (скальных и полускальных горных пород, строительных материалов и др.) следует таким образом, чтобы их шероховатость по поверхности смерзания соответствовала требованиям задания. При отсутствии задания шероховатость поверхности образца материала должна соответствовать шероховатости материала в естественных условиях.
Изготовление образцов материала фундамента с такой же шероховатостью поверхности, как у фундамента (не подвергнутой специальной обработке), должно производиться с учетом следующих требований:
- деревянные образцы должны быть изготовлены из необработанной древесины и их поверхность должна быть остругана; при замораживании образцов древесина должна быть в водонасы-щенном состоянии;
- стальные образцы должны иметь горячекатаную или холоднокатаную поверхность в зависимости от вида проката, используемого для изготовления образцов на токарных, фрезерных или строгальных станках без шлифования их поверхности, если образцы применяют взамен горячекатаной стали, и со шлифованием-взамен холоднокатаной;
- бетонные образцы должны быть изготовлены с виброуплотнением в гладкой металлической опалубке, поверхность которой перед бетонированием покрывают известковым или глинистым раствором; на поверхности образцов, смерзающихся с грунтом, не должно быть раковин и зажелезненных участков.
При изготовлении образцов материала фундамента, поверхности которого подвергают специальной обработке каким-либо способом, поверхность образцов следует обрабатывать таким же способом. Применение других способов обработки поверхностей образцов для придания им такой же шероховатости, как у боковой поверхности фундамента, допускается при условии инструментальной оценки
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.89
допускається оцінювати шляхом порівняння з еталонною поверхнею, виготовленою відповідно до вимогГОСТ9378.
2 Зразок виду "грунт (ґрунтовий розчин) -матеріал" готують у такій послідовності: в опорне кільце форми першого типу поміщають матеріал, потім на нього встановлюють робоче кільце зрізувального приладу, на якому розміщують захисне кільце форми. Робоче кільце заповнюють раніше підготовленим грунтом або ґрунтовим розчином заданого складу і вологості. При заповненні робочого кільця грунтом порушеного складу досягають потрібної густини грунту. Кришку форми встановлюють у її положення в залежності від заданих умов проморожування, а саме при проморожуванні через грунт - знизу; при проморожуванні через матеріал - зверху. При відсутності завдання зразок проморожують через матеріал.
Форму із зразком встановлюють для проморожування у приміщення або холодильну шафу із заданою мінусовою температурою повітря.
3 Зразок виду "лід - матеріал" підготовлю-ють у такій послідовності: зразок матеріалу поміщають у опорне кільце форми першого типу, на нього встановлюють робоче кільце зрізувального приладу, на яке поміщають захисне кільце форми і знизу встановлюють кришку форми. Форму переносять у приміщення із заданою мінусовою температурою, де після її охолодження проводять наморожуван-ня льоду на матеріал.
Лід наморожують шарами завтовшки до 5мм,причому кожний новий шар наморо-жується після повного замерзання попереднього.
Для наморожування використовують воду, охолоджену до температури замерзання.
Якщо завдання потребує випробувати лід природного складу або лід, який утворено в умовах, що моделюють природні, то зразок льоду вирізають з моноліту за формою робочого кільця зрізувального приладу, закладають його у робоче кільце і зморожують з матеріалом через шар, охолоджений до температури замерзання води завтовшки до 3 мм, яку налито на охолоджену контактну поверхню.
4 Зразок виду "грунт - грунтовий розчин (грунт)" підготовлюють у такій послідовності:
класса шероховатости в соответствии с ГОСТ2789.Шероховатость допускается оценивать путем сравнения с эталонной поверхностью, изготовленной в соответствии с требованиями ГОСТ9378.
2Образец вида "грунт (грунтовый раствор)-материал" готовят в такой последовательности: в опорное кольцо формы первого типа помещают материал, затем на него устанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы. Рабочее кольцо заполняют заранее подготовленным грунтом или грунтовым раствором заданного состава и влажности. При заполнении рабочего кольца грунтом нарушенного сложения добиваются требуемой плотности грунта. Крышку формы устанавливают в ее положение в зависимости от заданных условий промораживания, а именно при промораживании через грунт- снизу; при про-мораживании через материал-сверху. При отсутствии задания образец промораживают через материал.
Форму с образцом устанавливают для промораживания в помещение или холодильный шкаф с заданной минусовой температурой воздуха.
3Образец вида "лед-материал" подготавливают в следующей последовательности: образец материала помещают в опорное кольцо формы первого типа, на него устанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы и снизу устанавливают крышку формы. Форму переносят в помещение с заданной минусовой температурой, где после ее охлаждения производят намораживание льда на материал.
Лед намораживают слоями толщиной до 5мм, причем каждый новый слой намораживается после полного замерзания предыдущего.
Для намораживания применяют воду, охлажденную до температуры замерзания.
Если заданием требуется испытать лед природного сложения или лед, образованный в условиях, моделирующих природные, то образец льда вырезают из монолита по форме рабочего кольца срезного прибора, закладывают его в рабочее кольцо и смораживают с материалом через слой, охлажденный до температуры замерзания воды толщиной до3мм, налитой на охлажденную контактную поверхность.
4 Образец вида "грунт - грунтовый раствор (грунт)" подготавливают в такой последовательности:
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.90
- для грунту непорушеного складу- вирізають з монолітугрунтузразок за формоюробочого кільця зрізувально-го приладу і поміщають його у робочому кільці;
- для грунту порушеного складу - робоче кільце приладу заповнюють раніше підготовленим грунтом заданого складу і вологості, добиваючись потрібної густини грунту, після чого грунт заморожують. Умови охолодження зразка при заморожуванні визначаються завданням. При відсутності такого завдання зразок грунту проморожують в умовах всебічного охолодження;
- мерзлий грунт у робочому кільці зрізу-вального приладу встановлюють у опорне кільце форми другого типу. На це робоче кільце встановлюють друге таке саме робоче кільце і на ньому поміщають захисне кільце форми другого типу. Верхнє робоче кільце заповнюють попередньо охолодженим до температури замерзання ґрунтовим розчином або грунтом заданого складу та вологості і проводять зморожування зразка через верхній або нижній торець відповідно до 6.4.3.1.
5 Зразок виду "грунт - лід" готують у такій послідовності: збирання форми другого типу, підготовку і проморожування зразка грунту проводять відповідно до 6.4.3.3. Лід наморо-жують на мерзлий грунт на другому кільці зрізувального приладу шарами завтовшки до 5ммабо приморожують зразок природного льоду через шар охолодженої до температури замерзання води завтовшки до 3 мм. Усі операції проводять у приміщенні з від'ємною температурою.
6 Під час проморожування вимірюють температуру контрольного зразка грунту, у який поміщаютьтермодатчиктермовимірювального пристрою.
Проморожування закінчують, коли температура контрольного зразка досягне значення температури повітря у приміщенні. Після цього зразок виймають з форми, герметизують і зберігають до випробувань.
- длягрунта ненарушенного сложения-вырезают из монолита грунта образец по форме рабочего кольца срезного прибора и помещают его в рабочее кольцо;
- для грунта нарушенного сложения-рабочее кольцо прибора заполняют заранее подготовленным грунтом заданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта, после чего грунт замораживают. Условия охлаждения образца при замораживании определяются заданием. При отсутствии такого задания образец грунта промораживают в условиях всестороннего охлаждения;
- мерзлый грунт в рабочем кольце срезного прибора устанавливают в опорное кольцо формы второго типа. На это рабочее кольцо устанавливают второе такое же рабочее кольцо и на него помещают защитное кольцо формы второго типа. Верхнее рабочее кольцо заполняют предварительно охлажденным до температуры замерзания грунтовым раствором или грунтом заданного состава и влажности и производят смораживание образца через верхний или нижний торец в соответствии с6.4.3.1.
5Образец вида "грунт-лед" подготавливают в такой последовательности: сборку формы второго типа, подготовку и проморажива-ние образца грунта производят в соответствии с6.4.3.3.Лед намораживают на мерзлый грунт во втором кольце срезного прибора слоями толщиной до5мм или промораживают образец природного льда через слой охлажденной до температуры замерзания воды толщиной до3мм. Все операции выполняют в помещении с отрицательной температурой.
6Во время промораживания измеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещают термодатчик термоизмерительного устройства.
Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигает значения температуры воздуха в помещении. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют до испытаний.
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.91
Форма типуI
дляприготування зразків виду
"грунт(ґрунтовий розчин, лід) - матеріал"
Форма типа І
дляприготовления образцов вида
"грунт(грунтовый раствор, лед) - материал"
Форма типу II
для приготування зразків виду
"грунт - грунтовий розчин (лід, грунт)". Форма типа II
дляприготовления образцов вида "грунт -грунтовый раствор (лед,грунт)"
1 -робоче кільце зрізувального приладу; 2 -матеріал;3 -грунт (лід, грунтовий розчин); 3а -грунт; 4 -опорне кільце; 5 -кришка форми; 6 -захисне кільце форми.
Рисунок У.1 -Схеми форм для приготування зразків
1 - рабочее кольцо срезного прибора; 2 - материал; 3 - грунт (лед, грунтовый раствор); 3 а - грунт; 4 -опорное кольцо; 5 - крышка формы; 6 - защитное кольцо формы.
Рисунок У.1 - Схемы форм для приготовления образцов
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.92
Додаток Ф
(рекомендований)
Зразок графічного оформлення результатів випробувань мерзлого грунту методом одноплощинного зрізу по поверхні змерзання
ПриложениеФ
(рекомендуемое)
Образец графическогооформлення результатов испытаний мерзлого грунта методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания
РисунокФ.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.93
Додаток X
(рекомендований)
Принципова схема установки для випробування зразка грунту на одновісний стиск
Приложение Х
(рекомендуемое)
Принципиальнаясхема установки дляиспытания образца грунта наодноосное сжатие
1 -зразок грунту; 2 -нерухома платформа; 3 –рухома платформа;4 -шток; 5 -направляючий пристрій; 6 -верхній штамп; 7 -нижній штамп; 8 -паровологонепроникна оболонка; 9 -гумове притискне кільце; 10-динамометр; 11 -вимірювач поздовжніх деформацій; 12 -вимірювач поперечних деформацій; 13 -поздовжня тяга
1 - образец грунта; 2 - неподвижная платформа; 3 -платформа; 4 - шток; 5 – направляющее устройство; 6 - подвижнаяплатформа; 6 - верхнийштамп; 7 - нижний штамп; 8 - паровлагонепроницаемая оболочка; 9 - резиновое прижимное кольцо; 10 - динамометр; 11 - измеритель продольных деформаций; 12 - измеритель поперечных деформаций; 13 - продольная тяга
Рисунок Х.1
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.94
Додаток Ц
(рекомендований)
Зразок графічного оформлення результатів випробувань мерзлого грунту методом одновісного стиску
Приложение Ц
(рекомендуемое)
Образец графического оформления результатов испытаний мерзлого грунта методом одноосного сжатия
Рисунок Ц.1
Рисунок Ц.2
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.95
Додаток Ш
(рекомендований)
Визначення характеристик деформованості мерзлого грунту за результатами випробувань на одновісний стиск
1 Модуль лінійної деформації Е і коефіцієнт нелінійної деформації А визначають за залежністю, яка встановлює зв'язок між відносними поздовжними деформаціями ε, напруженнями σ і часом дії навантаженняt
(Ш.1)
деf(σ) - функція напружень σ для часу t їх дії, що дорівнює 1год,яку приймають у вигляді:
f (σ) = σ / Ео - для моделі лінійно деформованої основи,
f (σ) = (σ / Ао)1/m-для моделі нелінійно деформованої основи,
де еоіао- параметри функції f (σ);
m -коефіцієнт нелінійності по напруженнях.
2Граничнотривалі значення Е і А обчислюють за формулами:
; (Ш.2)
; (Ш.3)
деtu -час, що дорівнює терміну служби будови або споруди і приймається
tu = 50років=4,38 ∙105год;
α- коефіцієнт нелінійності у часі.
3 Для встановлення залежності (Ш.1) вихідні дані випробувань (6.3.5) оброблюють у відповідності з теорією спадкової повзучості. Використовуючи криву повзучості (6.3.5.7), послідовно обчислюють ряд значень εi, j, що мають суть деформацій, які розвинулись би під дією постійного напруження (і = 1, 2, ...), яке відповідає напруженню і-го ступеня навантажування, за часtj.Обчислення проводять за формулою:
, (Ш.4)
де ε1-i, j- повна відносна поздовжня деформація попереднього ступеня навантажування у момент часу tj, обчислена за цією формулою раніше при εo, j= 0;
Δεi, j- приріст відносної деформації, який визначається за кривою повзучості (6.3.5.7) і представляє собою різницю між деформацією, накопиченою до моменту, коли і-й ступінь навантаження діяв протягом часу tj,
Приложение Ш
(рекомендуемое)
Определениехарактеристик деформируемости мерзлогогрунта порезультатам испытаний на одноосное сжатие
1 Модульлинейной деформации Е и коэффициент нелинейной деформации А определяют по зависимости, устанавливающей связь между относительными продольными деформациямиε,напряжениями σ и временем действия нагрузкиt
(Ш.1)
гдеf(σ)-функция напряжений σ для времени tих действия, равного1ч, которую принимают в виде:
f(σ)=σ / Ео -для модели линейно деформируемого основания,
f (σ) = (σ / Ао)1/m-для модели нелинейно деформируемого основания,
где ео и Ао-параметры функцииf(σ);
m -коэффициент нелинейности по напряжениям.
2Предельно длительные значения Е и А вычисляют по формулам: