Страница 4: ДСТУ Б В.2.1-4-96. (ГОСТ 12248-96). Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформированности (44198)

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.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значение должно составлять 5% от значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На каждой ступени нагру-жения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через каждые 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.

За критерий условной стабилизации деформаций среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

5.1.4.7 При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 5.3. Деформации среза фиксируют не реже чем через 2 мин.

Таблиця 5.3

Таблица 5.3

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 .

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 .

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

5.1.4.8 Испытание 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 превысит .

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 превысит .

5.1.4.9 После 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 приложении А.

5.1.5 Проведение 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- 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.

5.1.5.1 Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5- между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают приборы для измерения деформации среза и записывают начальные показания.

5.1.5.2 На образец грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление р, при котором будет производиться срез образца. Значения р принимают по таблице 5.4.

Если при давлениях 0,125 и 0,15 МПа происходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на 0,025 МПа.

Таблиця 5.4

Таблица 5.4

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 10-15 с.

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

5.1.5.3 Сразу после передачи нормальной нагрузки приводят в действие механизм для создания касательной нагрузки и производят срез образца грунта не более чем через 2 мин 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 интервале 2-3 мм/мин так, чтобы срез проходил в течение указанного времени.

5.1.5.4 Момент 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, предусмотренные 5.1.4.9.

5.1.5.5 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.1.6 Обработка результатов

ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.11

5.1.6.1 За виміряними в процесі випробування значеннями дотичного і нормального навантажень обчислюють дотичні та нормальні напруги τ та σ, МПа, за формулами

(5.1)

(5.2)

де Q та F - відповідно дотична та нормальна сили до площини зрізу, кН;

А - площа зрізу, см2.

Визначення τ необхідно проводити не менше ніж при трьох різних значеннях р.

З кожного значення τ віднімають 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 .

Якщо τ зростає монотонно, то за опір грунту зрізу слід приймати τ при Δ1 = .

5.1.6.2 Кут внутрішнього тертя φ та питоме зчеплення с визначають 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)

где Q и F - 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 среза Δ1, соответствующим различным напряжениям τ, строят график зависимости Δ1 = f (τ) (см. приложение Б).

За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение т, полученное по графику Δ1 = f (τ) или диаграмме среза на отрезке Δ 1, не превышающем .

Если τ возрастает монотонно, то за сопротивление грунта срезу следует принимать τ при Δ 1 = .

5.1.6.2 Угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с определяют как параметры линейной зависимости

τ = σ tgφ + с , (5.3)

де σ та τ визначають за формулами (5.1), (5.2).

При проведенні повторних зрізів залежність (5.3) записують у вигляді:

где τ и σ определяют по формулам (5.1), (5.2).

При проведении повторных срезов зависимость (5.3) записывают в виде:

τ = σ tgφ +( Σw + сс ) , (5.4)

де Σw питоме 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:

где Σw - удельное сцепление, определяемое по испытанию на повторный срез;

сc - часть общего удельного сцепления с за вычетом Σw.

5.1.6.3 Угол внутреннего трения φ и 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 обчисленням tgφ та с будують 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 стиск R для напівскельних та водонасичених глинистих грунтів;
• опору недренованому зсуву cu для 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 100х100 мм та відношенням 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 і відношенням висоти до діаметра 2:1.

где τі - опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях σі и относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при n ≥ 3);

n - число испытаний.

Примечание. Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением tgφ и с строят график зависимости τ = f (σ) (см. приложение Б).

5.2 Метод одноосного сжатия

5.2.1 Сущность метода

5.2.1.1 Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности:

• предела прочности на одноосное сжатие R для полускальных и водонасы-щенных глинистых грунтов;
• сопротивления недренированному сдвигу cu для водонасыщенных глинистых грунтов.

5.2.1.2 Предел 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 разрушения ε > 0,1, определяют с учетом увеличения площади его поперечного сечения.

5.2.1.3 Для 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.

5.2.1.4 Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром от 40 до и отношением высоты к диаметру от 1:1 до 2:1 или форму прямоугольного параллелепипеда с торцевыми гранями размерами от 40х40 до 100х100 мм и отношением высоты к размеру ребра торцевых граней от 1:1 до 2:1. Торцевые поверхности образца должны быть отшлифованы.