ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99). Почвы. Методы полевого определения характеристик прочности и деформированности

- после испытания на срез целика грунта природного сложения установка дол­жна быть частично демонтирована (кроме анкерного устройства);

- целик грунта в кольце следует перевер­нуть срезанной поверхностью вверх;

- поверхность среза должна быть зачи­щена и выровнена заподлицо с краями кольца;

- в выработке следует зачистить поверх­ность грунта и выровнять в пределах площади, диаметр которой на 20 - 30 см должен превышать диаметр кольца.

11.6.2 В случае испытания с предваритель­ным замачиванием грунт в кольце и на зачи­щенной поверхности выработки замачивают до заданного значения влажности.

11.6.3 После завершения подготовки грунта в плоскости среза целик грунта следует снова перевернуть и установить на зачищен­ную поверхность выработки.

Далее следует поднять кольцо вверх на 5 -10 мм для образования в плоскости среза за­зора между кольцом и поверхностью грунта выработки, смонтировать установку в целом и проводить испытание.

11.6.4 Испытание следует продолжать до тех пор, пока сопротивление срезу не достигнет постоянного значения.

11.6.5 При проведении испытаний по способу повторного среза специальная подго­товка грунта в плоскости среза не требуется.

После завершения среза целика природ­ного сложения установку частично демонти­руют, давление в домкратах снижают до нуля, снимают прогибомеры, регистрирующие вер­тикальные деформации. Показания горизон­тальных прогибомеров остаются неизменны­ми, т.е. фиксируют деформации сдвига, полу­ченные при испытании целика.

11.6.6 В передней части сдвинутого целика устанавливают упор для возврата целика и домкрат, опирающийся через подкладную плиту в стену выработки. Создавая в домкрате давление, перемещают сдвинутый целик в исходное положение, которое он занимал до начала сдвига. При достижении целиком ис-

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.39

прогиноміри, що фіксують горизонтальні де­формації, покажуть нульові значення.

11.6.7 Домкрат і упор для повернення цілика знімають і знову монтують установку. Проводять зсув цілика по раніше зрізаній поверхні у відповідності з вимогами 11.4.

11.7 Обробка результатів

11.7.1 За виміряними в процесі випробу­вань значеннями нормального і дотичного навантажень обчислюють дотичні і нормальні напруження і , МПа, за формулами

ходного положения прогибомеры, фиксиру­ющие горизонтальные деформации, покажут нулевые значения.

11.6.7 Домкрат и упор для возврата целика снимают и вновь монтируют установку. Про­изводят сдвиг целика по ранее срезанной по­верхности в соответствии с требованиями 11.4.

11.7 Обработка результатов

11.7.1 По измеренным в процессе испы­таний значениям нормальной и касательной нагрузок вычисляют касательные и нормаль­ные напряжения и , МПа, по формулам

(11.1)

, (11.2)

де Q і Р - відповідно дотичне і нормальне навантаження до пложини зрізу, кН;

А - площа зрізу, см².

За виміряними у процесі випробувань зна­ченнями деформацій зрізу , які відповідають різним напруженням , будують графік залеж­ності (див. додаток Л).

За опір грунту приймають максимальне значення , одержане за графіком при значеннях деформацій /, які не перевищують 50мм.

11.7.2 Кут внутрішнього тертя  і питоме зчеплення с визначають за графіком =f(p) (див. додаток Л), побудованим за результа­тами не менше ніж трьох випробувань ціликів грунту (11.1.3).

Значення с визначають як відрізок, що від­сікається осередненою прямою графіка, про­веденою методом найменших квадратів або графічним методом, на осі ординат, a tg - як кут нахилу цієї прямої до осі абсцис.

11.7.3 За графіком = f (p) проводять кон­троль випробувань. При розкиді дослідних даних відносно осередненої прямої більше ніж на 30 % середнього значення результати ви­пробувань визнають незадовільними і випро­бування повторюють.

12 МЕТОДИ ОБЕРТАЛЬНОГО, ПОСТУПАЛЬНОГО І КІЛЬЦЕВОГО ЗРІЗІВ

12.1 Суть методу

12.1.1 Випробування грунту обертальним, поступальним і кільцевим зрізами проводять для визначення таких характеристик міцності:

где Q и Р - соответственно касательная и

нормальная нагрузки к плос­кости

среза, кН;

А - площадь среза, см ².

По измеренным в процессе испытаний значениям деформаций среза , соответству­ющим различным напряжениям ,строят гра­фик зависимости (l) (см. приложение Л).

За сопротивление грунта принимают мак­симальное значение , полученное по графику при значениях деформаций /, не пре­вышающих 50 мм.

11.7.2 Угол внутреннего трения  и удельное сцепление с определяют по графику =f(p) (см. приложение Л), построенному по результатам не менее чем трех испытаний целиков грунта (11.1.3).

Значение с определяют как отрезок, отсе­каемый осредняющей прямой графика, про­веденной методом наименьших квадратов

или графическим методом, на оси ординат, a tg - как угол наклона этой прямой к оси абсцисс.

11.7.3 По графику =f(p) проводят конт­роль испытаний. При разбросе опытных дан­ных относительно осредняющей прямой

более чем на 30 % среднего значения результаты испытаний признают неудовлетворительны­ми и испытания повторяют.

12 МЕТОДЫ ВРАЩАТЕЛЬНОГО,

ПОСТУПАТЕЛЬНОГО

И КОЛЬЦЕВОГО СРЕЗОВ

12.1 Сущность методов

12.1.1 Испытания грунта вращательным, поступательным и кольцевым срезами прово­дят для определения следующих характерис-

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.40

опору грунту зрізу , кута внутрішнього тертя , питомого зчеплення с і оцінки просторової мінливості міцності грунтів для пісків, глинис­тих, органо-мінеральних і органічних грунтів, у тому числі з крупноуламковими включен­нями розмірами 2-10 мм у кількості не більше 15 % за масою.

Умови застосування методів наведені в таблиці 12.1

12.1.2 Характеристики визначають за результатами випробувань грунту у свердло­винах і в масиві вдавлюючими та дотичними навантаженнями, що передаються на грунт через колону штанг і робочий наконечник будь-якої конструкції залежно від способу передачі зрізного зусилля.

12.1.3 Випробування обертальним зрізом проводять за умов практичної відсутності дренування шляхом прикладення горизон­тального дотичного навантаження і зміщення грунту по циліндричній поверхні, яка утво­рюється обертанням крильчатки нижче вибою свердловини або в масиві.

Випробування поступальним зрізом по­передньо ущільненого або неущільненого нормальним тиском грунту проводять шля­хом прикладення вертикального дотичного навантаження і зміщення грунту по боковій поверхні, яке утворюється в свердловині вертикальним переміщенням робочого нако­нечника з поперечними лопатями.

Випробування кільцевим зрізом попе­редньо ущільненого або неущільненого нор­мальним тиском грунту проводять шляхом прикладення горизонтального дотичного на­вантаження і зміщення грунту по циліндричній поверхні, утвореній в свердловині обертанням робочого наконечника з поздовжніми лопатями.

12.1.4 Випробування поступальним і кіль­цевим зрізами проводять за такими схемами:

- консолідований зріз - для визначення характеристик міцності пісків серед­ньої густини та пухких маловологих і вологих, а також глинистих і органо-мінеральних грунтів із показником те­кучості 0  I_L  0,75 у стабілізованому стані;

- неконсолідований зріз - для визначен­ня характеристик міцності водонасичених глинистих грунтів (S  0,85) з по­казником текучості I_L > 0,50 у нестабі-лізованому стані.

тик прочности: сопротивления грунта срезу , угла внутреннего трения , удельного сцепления с и оценки пространственной изменчи- вости прочности грунтов для песков, гли- нистых, органо-минеральных и органических грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве не более 15 % по массе.

Условия применения методов приведены в таблице 12.1.

12.1.2 Характеристики определяют по ре- зультатам испытаний грунта в скважинах и в массиве вдавливающими и касательными нагрузками, передаваемыми на грунт через

колонну штанг и рабочий наконечник раз­личной конструкции в зависимости от способа передачи срезающего усилия.

12.1.3 Испытание вращательным срезом проводят в условиях практического отсутст­вия дренирования путем приложения гори­зонтальной касательной нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, об­разуемой вращением крыльчатки ниже забоя скважины или в массиве.

Испытание поступательным срезом пред­варительно уплотненного или неуплотнен­ного нормальным давлением грунта проводят путем приложения вертикальной касательной нагрузки и смещения грунта по боковой по­верхности, образуемой в скважине верти­кальным перемещением рабочего наконеч­ника с поперечными лопастями.

Испытание кольцевым срезом предва­рительно уплотненного или неуплотненного нормальным давлением грунта проводят пу­тем приложения горизонтальной касательной нагрузки и смещения грунта по цилиндри­ческой поверхности, образуемой в скважине вращением рабочего наконечника с продоль­ными лопастями.

12.1.4 Испытания поступательным и коль­цевым срезами проводят по следующим схемам:

- консолидированный срез - для опре­деления характеристик прочности пес­ков средней плотности и рыхлых мало­влажных и влажных, а также глинис­тых и органо-минеральных грунтов с показателем текучести 0  I_L  0,75 в стабилизированном состоянии;

неконсолидированный срез - для оп­ределения характеристик прочности водонасыщенных глинистых грунтов (S  0,85) с показателем текучести i_L > 0,50 в нестабилизированном сос­- тоянии.

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.41

Таблиця

12.1

Таблица

Метод випро-бувань

Метод испы-таний

Грунти Грунты Умови застосування методу Условия применения метода

Гідрогеоло­- гічні умови Гидрогеоло­-

гические

условия

Місце

проведення

випро­бування

Место

проведения

испытания

Глибина

випро­-

бування Глубина

испы­

тания,

м

Міні­-

мальний

діаметр

свердло­вини Мини­-

мальный

диаметр

сква­

жины,

мм

Міні­-

мальний

діаметр

обсадних

труб Мини­-

мальный

диаметр

обсадных

труб,

мм

Міні­-

мальна

площа

зрізу

грунту Мини­-

мальная

площадь

среза

грунта,

см²

Обер- тальний зріз

Враща- тельный срез

Суглинки, глини з I_L > 0,50

Органо-мінеральні і

органічні грунти

Суглинки,глины с I_L > 0,50

Органо-минеральные и

органические грунты

Вище і нижче

рівня підзем-­

них вод

Выше и ниже

уровня под-­

земных вод

У масиві

нижче вибою

бурової

свердловини В массиве

ниже забоя

буровой

скважины

0,5-20

89-146

89-146

200-600

Те саме

Тоже

Суглинки, глини з I_L > 1

Органо-мінеральні і

органічні грунти Суглинки,глины с I_L > 1

Органо-минеральные и

органические грунты

Те саме

То же

У масиві з

поверхні

В массиве с

поверхности

0,3-20

-

-

200-600

Посту-пальний зріз

Посту-патель-ный срез

Піски (стійкі в стінках

свердловини)

Супіски з I_L  1;

суглинки, глини з /_L 0,75, в т.ч. заторфовані

Пески (устойчивые в

стенках скважины)

Супеси с I_L  1;

суглинки, глины с /_L 0,75, в т. ч. заторфованные

Вище рівня

підземних вод

Выше уровня

поземных вод

У стінках

бурової

свердловини

В стенках

буровой

скважины

0,5-20

89-146

89-146

300-600

Те саме

То же

Піски, в т.ч. з домішка­ми органічних речовин (нестійкі в стінках свердловини або ті, що залягають з поверхні дна акваторії)

Пески, в том числе с примесью органических веществ (неустойчивые в стенках скважины или залегающие с поверх­ности дна акватории)

Вище і нижче

рівня підзем-­

них вод

Выше и ниже

уровня под-­

земных вод

Нижче вибою

бурової

свердловини

Ниже забоя

буровой

скважины

0,5-50

146-168

146-168

150-300

Посту- пальний зріз

Супіски з I_L > 1;

глини з I_L > 0,75

Органо-мінеральні і

органічні грунти (що залягають з поверхні

грунтового масиву або

дна акваторії)

Те саме

У масиві

Посту­- патель- ный срез

Супеси с I_L > 1;

глины с I_L > 0,75

Органо-минеральные и органические грунты

(залегающие с поверх­-ности грунтового масси­-ва или дна акватории)

То же

В массиве

0,5-20

-

-

150-300

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.42

Закінчення таблиці

12.1

Окончание таблицы

Метод

випро­бувань

Метод испы­таний

Грунти

Грунты

Умови застосування методу

Условия применения метода

Условия применения метода

Условия г

применени

я метода

Гідрогеоло-­

гічні умови Гидрогеоло-­

гические

условия

Місце проведення

випро­бування

Место проведения

испытания

Глибина випро­

бування Глубина

испы­

тания,

м

Міні­

мальний

діаметр свердло­

вини Мини-­

мальный

диаметр

сква-­

жины,

мм Міні­

мальний

діаметр обсадних

труб Мини­-

мальный

диаметр

обсадных

труб,

мм

Міні­

мальна

площа зрізу

грунту Мини­-

мальная

площадь

среза

грунта,

см²

Посту­пальний зріз

Посту­патель­ный срез

Органо-мінеральні і органічні грунти (що не залягають з поверхні грунтового масиву або дна акваторії)

Органо-минеральные и органические грунты (не залегающие с поверхности грунтового массива или дна акватории)

Вище і нижче рівня підземних вод

Выше и ниже уровня под­земных вод

Нижче вибою бурової свердловини

Ниже забоя

буровой

скважины

20-30

146

146

300-600

Кільцевий зріз

Кольце­вой срез

Супіски з I_L > 1; суглинки, глини з I_L > 0,75 (що залягають з поверхні грунтового масиву або дна

акваторії)

Супеси с I_L > 1; суглинки, глины с I_L > 0,75 (залегающие с поверхности грунтового массива или дна

акватории)

Вище рівня

підземних вод

Выше уровня

подземных вод

У стінках

бурової

свердловини

В стенках

буровой

скважины

0,5-30

89-146

89-146

300-600

Те саме