Страница 5: ДСТУ Б В.2.1-4-96. (ГОСТ 12248-96). Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформированности (44198)

Для глинистых грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее и отношением высоты к диаметру 2:1.

ДСТУ Б В. 2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.13

Примітка 1. При співвідношенні 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 .

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.

Примечание 1. При соотношении высоты к диаметру (или размеру ребра торцевых граней) 1:1 образец следует изготавливать возможно большего диаметра (или с возможно большим размером ребра торцевой грани).

Примечание 2. Образец трещиноватого или выветрелого полускального грунта должен иметь диаметр (или размер ребра торцевой грани) не менее .

Примечание 3. Образец полускального грунта, имеющий сквозные трещины, видимые невооруженным глазом, не допускается к испытанию.

5.2.2 Оборудование 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 сжатия ИГП-10 или П-12М - для глинистых грунтов либо другой подходящий пресс);
• устройство для измерения вертикальной деформации образца.

Примечание. Плиты пресса должны быть отполированы.

5.2.3 Подготовка к испытанию

5.2.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.2.1.3 и 5.2.1.4.

Для всех образцов помимо определения необходимых физических характеристик должны быть отмечены характерные особенности (слоистость, трещиноватость, наличие включений и др.).

5.2.3.2 Образец водонасыщенного глинистого грунта, изготовленный методом режущего кольца, извлекают из кольца с помощью выталкивателя.

5.2.3.3 Образец грунта помещают в центре опорной плиты пресса (или столика прибора одноосного сжатия) и приводят в соприкосновение с ним верхнюю площадку пресса.

5.2.3.4 Устанавливают приборы для измерения прикладываемого усилия и перемещения торца образца и записывают их начальные показания.

5.2.4 Проведение испытания

5.2.4.1 Нагружение 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 стиск R, МПа, напівскельного грунту та глинистого при ε < 0,1 обчислюють з точністю 0,1 МПа за формулою:

(5.7)

де F - 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 замість А0 приймають 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 деформації ν для пісків, глинистих, органо-мінеральних та органічних грунтів.

Скорость нагружения образца полускального грунта должна составлять 0,01 - 0,05 МПа/с.

Нагружение образца глинистого грунта производят со скоростью приращения относительной вертикальной деформации образца 0,02 за 1 мин или скорость нагружения вибирают в зависимости от предполагаемой прочности грунта таким образом, чтобы время проведения испытания составило 5-7 мин.

5.2.4.2 Испытание проводят до разрушения образца. В случае испытания образца глинистого грунта при отсутствии видимых признаков разрушения испытание прекращают при относительной вертикальной деформации образца ε = 0,15.

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

5.2.5 Обработка 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)

где F - нагрузка, при которой происходит разрушение, кН;

А0 - начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см2.

Предел прочности глинистых грунтов при ε > 0,1 вычисляют по формуле (5.7), где вместо А0 принимают текущую площадь среднего поперечного сечения образца А, см2, вычисленную в соответствии с приложением В.

5.2.5.2 Сопротивление недренированному сдвигу cu , МПа, водонасыщенного глинистого грунта, соответствующее сцеплению грунта при неконсолидированно-недренированом испытании, определяют по значению предела прочности по формуле:

(5.8)

5.3 Метод трехосного сжатия

5.3.1 Сущность метода

5.3.1.1 Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформиру-емости: угла внутреннего трения φ, удельного сцепления с, сопротивления недренированному сдвигу cu, модуля деформации Е и коэффициента поперечной деформации ν для 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 при σ1 ≥ σ2 = σ3 ,

де σ1 - 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.

Примітки 2. 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.

5.3.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при σ1 ≥ σ2 = σ3 ,

где σ1 -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.

5.3.1.3 Испытания вертикальной нагрузкой проводят при заданном всестороннем давлении на образец грунта или заданном среднем нормальном напряжении.

Примечание 1. 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 таблице 5.5 настоящего стандарта.

Примечание 2. При наличии специального обоснования могут быть приняты другие траектории нагружения образца грунта при испытаниях.

5.3.1.4 Испытания 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.

5.3.1.5 Испытания 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

5.3.1.6 Для випробувань 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 і 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 ;
• 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 - за ГОСТ 30416;
• 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 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.

5.3.1.7 Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее и отношением высоты к диаметру от 1:2 до 1:2,5.