На графиках определяют значения (σ1 – σ3) р, соответствующие моменту разрушения образца грунта (точка перегиба графика) или относительной вертикальной деформации образца ε1 = 0,15.
5.3.7.3 Сопротивление недренированному сдвигу сu, МПа, определяют по результатам неконсолидированно-недренированного испытания по формуле:
, (5.15)
где и– значения σ1 и σ3 при разрушении образца;
n - число испытаний.
5.3.7.4 Угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам:
(5.16)
(5.17)
где N - вычисляют по формуле (5.5);
М - вычисляют по формуле (5.6), в которых τі и σі необходимо заменить на и соответственно.
Примечание 1. При измерении давления в поровой жидкости σ1 и σ3 заменяют на и, вычисляемые по формулам:
= σ1 – u ; (5.18)
= σ3 – u , (5.19)
где u - давление в поровой жидкости.
Примечание 2. Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением tgφ и с строят график зависимости σ1 = f (σ3) при разрушении образцов (приложение Ж).
5.3.7.5 При 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.
5.3.7.6 Модуль деформации Е, МПа, и коэффициент поперечной деформаций ν определяют 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;
Δε1 і 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 зсуву G та модуль об'ємної деформації К відповідно 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 деформації Е, структурної міцності на стиск pstr, коефіцієнтів фільтраційної та вторинної консолідації cv і cα для пісків дрібних і пилуватих, глинистих грунтів з показником текучості IL > 0,25, органо-мінеральних і органічних грунтів, відносного суфозійного стиску εsf і 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.
де Δεv - приращение относительной объемной деформации образца грунта.
5.3.7.7 По данным испытаний грунта в условиях трехосного сжатия могут быть определены модуль сдвига G и модуль объемной деформации К в соответствии с приложением И.
5.4 Метод компрессионного сжатия
5.4.1 Сущность метода
5.4.1.1 Испытание 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 текучести iL > 0,25, органо-мине-ральных и органических грунтов, относительного суффозионного сжатия εsf и начального давления суффозионного сжатия psf для засоленных (содержащих легко- и среднераствори-мые соли) песков (кроме гравелистых), супесей и суглинков.
5.4.1.2 Эти 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.
5.4.1.3 Диапазон 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
5.4.1.4 Для випробувань 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 і 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:
При визначенні характеристик суфозійного стиску використовують компресійно-фільтраційний прилад, конструкція якого наведена в додатку К.
5.4.2.2 Конструкція компресійного приладу повинна забезпечувати:
Додатково до цих вимог конструкція компресійно-фільтраційного приладу повинна забезпечувати:
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 Для испытаний 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 менее и отношением высоты к диаметру 1:3,5.
5.4.2 Оборудование и приборы
5.4.2.1 В состав установки для испытания грунта в условиях компрессионного сжатия должны входить:
При определении характеристик суффози-онного сжатия применяют компрессионно-фильтрационный прибор, конструкция которого приведена в приложении К.
5.4.2.2 Конструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:
Дополнительно к этим требованиям конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:
5.4.2.3 Компрессионные и компрессионно-фильтрационные приборы тарируют на сжатие с помощью металлического вкладыша. Максимальное давление при тарировке принимают равным 1 МПа, нагружение ступенями давления - 0,05 МПа с выдержкой по 2 мин.
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:
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 і pstr
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 р1 приймають 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).
5.4.3 Подготовка к испытанию
5.4.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.4.1.4.
5.4.3.2 При испытании для определения характеристик суффозионной сжимаемости дополнительно к физическим характеристикам должны быть определены: коэффициент фильтрации по ГОСТ 25584, 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.
5.4.3.3 Образец грунта в рабочем кольце взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор.
5.4.3.4 После помещения образца проводят следующие операции:
5.4.3.5 При необходимости водонасыще-ние образца проводят путем фильтрации воды снизу вверх под арретиром. Для этого заполняют поддон водой. Водонасыщение проводят для глинистых грунтов в течение 2-5 сут, для песков - до момента появления воды над штампом.
5.4.4 Проведение испытания для определения характеристик mo, Е и pstr
5.4.4.1 Нагружение испытываемого образца проводят равномерно, без ударов ступенями нагрузки.
5.4.4.2 Первую ступень давления p1 при испытании песков, в том числе заторфован-ных, принимают в зависимости от коэффициента пористости е по таблице 5.8, а последующие ступени давления p1 принимают равными 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом 0,1 МПа до заданного значения нагрузки (5.4.1.3).
ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.28
Таблиця 5.8
Таблица 5.8
|
Коефіцієнт пористості е Коэффициент пористости е
|
е ≥ 0,75 |
0,75 > е > 0,6 |
e ≤ 0,6 |
|
Перший ступінь тиску р1, МПа Первая ступень давления 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 деформируемоcти грунта, условий отсыпки и условий возведения сооружения.
|
5.4.4.3 При випробуванні глинистих грунтів, в тому числі органо-мінеральних, для визначення їх структурної міцності на стиск psir першу 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 визначення pstr слід обчислювати відносне знеущільнення εi за формулою:
5.4.4.3 При испытании глинистых грунтов, в том числе органо-минеральных, для определения их структурной прочности на сжатие psir первую и последующие ступени давления принимают равными 0,0025 МПа до момента 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 по 5.4.4.2.
