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

Коэффициент сжимаемости т, МПа, вы­числяют по формуле

(10.3)

де  - приріст значення відносного

осідання на осередненій прямій, що встановлюється за графіком і відповідає інтервалу р;

К - безрозмірний коефіцієнт напруже-но-деформативного стану грунту, який приймають рівним для вели-коуламкових грунтів та сильнови-вітрілих скельних грунтів - 1,35, для пісків і супісків - 1,30, для суглинків - 1,20, для глин - 1,0.

За необхідності за одержаними значен­нями т обчислюють модуль лінійної дефор­мації грунту Е за формулою

где  - устанавливаемое по графику

приращение значения относи­тельной осадки на осредняющей прямой, соответствующее интер­валу р;

К - безразмерный коэффициент нап-ряженно-деформативного состоя­ния грунта, который принимают равным для крупнообломочных грунтов и сильновыветрелых скальных грунтов - 1,35, для песков и супесей - 1,30, для суглинков - 1,20, для глин - 1,0.

При необходимости по полученным зна­чениям т вычисляют модуль линейной дефор­мации грунта Е по формуле

( 10.4)

де  - коефіцієнт, значення якого прий­мають рівним для великоулам-кових грунтів і сильновивітрілих скельних грунтів - 0,8; для пісків і супісків - 0,74; для суглинків - 0,62; для глин - 0,40.

Коефіцієнт А_th визначають з точністю до 0,001, коефіцієнт т - до 0,0001.

где  - коэффициент, значение которого принимают равным для крупно­обломочных грунтов и сильновы­ветрелых скальных грунтов - 0,8; для песков и супесей - 0,74; для суглинков - 0,62; для глин - 0,40.

Коэффициент A_th определяют с точностью

до 0,001, коэффициент т - до 0,0001.

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.31

11 МЕТОД ЗРІЗУ ЦІЛИКІВ

ГРУНТУ

11.1 Суть методу

11.1.1 Випробування ціликів грунту на зріз проводять для визначення таких характерис­тик міцності: опору грунту зрізу , кута внут­рішнього тертя ( , питомого зчеплення с для великоуламкових грунтів, пісків та глинистих грунтів.

11.1.2 Характеристики визначають за ре­зультатами зрізу цілика грунту у виробці (роз-чистці, котловані, шурфі, штреку і т.ін.) по фіксованій площині дотичним навантажен­ням при одночасному навантажуванні цілика грунту навантаженням, нормальним до пло­щини зрізу.

Для глинистих грунтів за спеціальним зав­данням може бути проведений зріз по спеці­ально підготовленій площині (спосіб "пла­шок") і повторний зріз. Ці способи застосо­вують для визначення характеристик грунту за наявності в масиві, що досліджується, площин ковзання або тріщинуватості.

11.1.3 Опір грунту зрізу визначають як граничне середнє дотичне напруження, за якого цілик грунту зрізається по фіксованій площині при заданому нормальному тиску. Для визначення і с необхідно провести не менше трьох випробувань ціликів грунту при різних значеннях нормального тиску при вип­робуванні однорідного грунту в одній виробці і на одній глибині.

11.1.4 Випробування можна виконувати для таких станів грунту:

- природної будови і природної воло­гості;

- природної будови з замочуванням до повного водонасичення;

- насипних та намивних грунтів незалеж­но від вологості.

11.1.5 Випробування проводять за такими схемами:

- консолідований зріз - для визначення характеристик міцності великоулам­кових грунтів, пісків і глинистих грун­тів із показником текучості I_L < 1 (неза­лежно від ступеня вологості) у стабі­лізованому стані;

11 МЕТОД СРЕЗА ЦЕЛИКОВ

ГРУНТА

11.1 Сущность метода

11.1.1 Испытание целиков грунта на срез проводят для определения следующих харак­теристик прочности: сопротивления грунта срезу , угла внутреннего трения ( , удельного сцепления с для крупнообломочных грунтов, песков и глинистых грунтов.

11.1.2 Характеристики определяют по результатам среза целика грунта в выработке (расчистке, котловане, шурфе, штреке и т.п.) по фиксированной плоскости касательной нагрузкой при одновременном нагружении целика грунта нагрузкой, нормальной к пло­скости среза.

Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен срез по спе­циально подготовленной плоскости (способ "плашек") и повторный срез. Эти способы применяют для определения характеристик грунта при наличии в исследуемом массиве плоскостей скольжения или трещиноватости.

1 11.1.3 Сопротивление грунта срезу опре­деляют как предельное среднее касательное напряжение, при котором целик грунта сре­зается по фиксированной плоскости при за­данном нормальном давлении. Для опреде­ления и с необходимо провести не менее трех испытаний целиков грунта при различных значениях нормального давления при испы­тании однородного грунта в одной выработке и на одной глубине.

11.1.4 Испытания можно выполнять для следующих состояний грунта:

- природного сложения и природной влажности;

- природного сложения с замачиванием до полного водонасыщения;

- насыпных и намывных грунтов незави­симо от влажности.

11.1.5 Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированный срез - для опре­деления характеристик прочности крупнообломочных грунтов, песков и глинистых грунтов с показателем теку­чести i_L < 1 (независимо от степени влажности) в стабилизированном сос­тоянии;

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.32

- неконсолідовании зріз - для визначен­ня характеристик міцності водонаси-чених глинистих грунтів (при S_r > 0,85) з показником текучості I_L  0,5 в неста-білізованому стані.

11.2 Обладнання та прилади

11.2.1 До складу установки для випробу­вання цілика грунту методом зрізу повинні входити:

- кільце з внутрішнім діаметром D = 400 мм і висотою Н = 220 мм;

- жорсткі штампи розмірами, що відпо­відають внутрішньому діаметру кільця;

- пристрій для вертикального наванта­жування цілика грунту;

- пристрій для створення дотичного навантаження з анкерним пристроєм;

- пристрій для вимірювання деформацій цілика грунту і прикладеного наван­таження.

11.2.2 Конструкція установки повинна забезпечувати:

- прикладення дотичного навантаження у фіксованій площині зрізу або не біль­ше ніж на 30 мм вище цієї площини;

- передачу нормального та дотичного навантажень ступенями або у вигляді безперервно зростаючого наванта­ження із постійною швидкістю;

- градуювання вимірювальних приладів і встановлення поправок на подолання тертя при переміщенні кільця (цілика) відносно нерухомої частини установки.

11.2.3 Для створення нормального і дотич­ного навантажень застосовують домкрати або таровані вантажі.

11.2.4 Прилади (прогиноміри, індикатори та ін.) для вимірювання деформацій стиску і зрізу цілика грунту з похибкою не більше 0,1 мм повинні бути надійно закріплені на металевій реперній системі.

11.3 Підготовка до випробування

11.3.1 На відмітці випробування у виробці вирізають цілик грунту з допомогою кільця в такому порядку:

- кільце змазують із внутрішнього боку тонким шаром вазеліну або консис­тентного мастила;

неконсолидированный срез - для оп­ределения характеристик прочности водонасыщенных глинистых грунтов (при S_r > 0,85) с показателем текучести i_L  0,5 в нестабилизированном сос­тоянии.

11.2 Оборудование и приборы

11.2.1 В состав установки для испытания целика грунта методом среза должны входить:

- кольцо с внутренним диаметром D = 400 мм и высотой Н = 220 мм;

- жесткие штампы размерами, соответ­ствующими внутреннему диаметру кольца;

- устройство для вертикального нагру-жения целика грунта;

- устройство для создания касательной нагрузки с анкерным устройством;

- устройство для измерения деформаций целика грунта и прикладываемой наг­рузки.

11.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:

- приложение касательной нагрузки в фиксированной плоскости среза или не более чем на 30 мм выше этой плос­кости;

- передачу нормальной и касательной нагрузок ступенями или в виде непре­рывно возрастающей нагрузки с пос­тоянной скоростью;

- градуировку измерительных приборов и установления поправок на преодо­ление трения при перемещении кольца (целика) относительно неподвижной части установки.

11.2.3 Для создания нормальных и каса­тельных нагрузок применяют домкраты или тарированные грузы.

11.2.4 Приборы (прогибомеры, индикато­ры и др.) для измерения деформаций сжатия и среза целика грунта с погрешностью не более 0,1 мм должны быть надежно закреплены на металлической реперной системе.

11.3 Подготовка к испытанию

11.3.1 На отметке испытания в выработке вырезают целик грунта с помощью кольца в следующем порядке:

- кольцо смазывают с внутренней сторо­ны тонким слоем вазелина или консис­тентной смазки;

ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.33

- кільце встановлюють на вирівняну і зачищену горизонтальну поверхню грунту в намічене раніше положення і поступово, не допускаючи перекосів, вдавлюють кільце вручну або з допо­могою домкрата, обрізуючи грунт навколо кільця;

- поверхню грунту в кільці вирівнюють і на вирівняну поверхню укладають шар маловологого піску (мілкого або се­редньої крупності) завтовшки 1 - 2 см для глинистих грунтів і 3 см - для ве-ликоуламкових грунтів.

У нижній частині цілика між краєм кільця і поверхнею грунту в основі виробки залиша­ють зазор розміром 1-2 см, по якому повинна пройти площина зрізу при випробуванні. Цей зазор повинен бути відновлений у випадку його порушення при підготовці до зрізу грун­ту.

11.3.2 Після вирізання цілика грунту на кільце встановлюють штамп і монтують прис­трій для передачі нормального і дотичного навантаження і реперну систему з приладами (прогиномірами, індикаторами) для вимірю­вання деформацій стиску і зрізу цілика грунту.

11.3.3 Деформації цілика грунту слід виз­начати як середньоарифметичне показань двох приладів, які фіксують:

- зміщення протилежних боків кільця в напрямку прикладення дотичного на­вантаження в площині зрізу;

- осідання протилежних боків штампа від нормального навантаження.

11.3.4 Після монтажу установки та вимі­рювальної системи записують початкові пока­зання приладів (або встановлюють на нульові поділки).

11.4 Проведення випробування за

схемою консолідованого зрізу

11.4.1 Попереднє ущільнення цілика грун­ту проводять нормальними тисками р, при яких визначають опір грунту зрізу .

Нормальний тиск передають на цілик грунту послідовно ступенями; значення тисків і їх ступенів вказані в таблиці 11.1.

- кольцо устанавливают на выровнен­ную и зачищенную горизонтальную поверхность грунта в заранее намечен­ное положение и постепенно, не допус­кая перекосов, вдавливают кольцо вручную или с помощью домкрата, обрезая грунт вокруг кольца;

- поверхность грунта в кольце выравни­вают и на выровненную поверхность укладывают слой маловлажного песка (мелкого или средней крупности) тол­щиной 1 - 2 см для глинистых грунтов и 3 см - для крупнообломочных грун­тов.

В нижней части целика между краем кольца и поверхностью грунта в основании выработки оставляют зазор размером 1-2 см, по которому должна пройти плоскость среза при испытании. Этот зазор должен быть вос­становлен в случае его нарушения при под­готовке к срезу грунта.

11.3.2 После вырезания целика грунта на кольцо устанавливают штамп и монтируют устройство для передачи нормальной и каса­тельной нагрузок и реперную систему с при­борами (прогибомерами, индикаторами) для измерения деформаций сжатия и среза целика грунта.

11.3.3 Деформации целика грунта следует определять как среднеарифметическое пока­заний двух приборов, фиксирующих:

- смещение противоположных сторон кольца в направлении приложения ка­сательной нагрузки в плоскости среза;

- осадку противоположных сторон штампа от нормальной нагрузки.

11.3.4 После монтажа установки и измери­тельной системы записывают начальные показания приборов (или устанавливают на нулевые деления).

11.4 Проведение испытания по схеме консолидированного среза

11.4.1 Предварительное уплотнение цели­ка грунта проводят нормальными давленнями р, при которых определяют сопротивление грунта срезу .

Нормальные давления передают на целик грунта последовательно ступенями; значения давлений и их ступеней указаны в таблице 11.1.

ДСТУ Б.В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.34

Таблиця

11.1

Таблица

Грунти

Грунты Нормальний тиск Нормальное давление

р, МПа

Ступені тиску Ступени давления

р, МПа

Р₁

Р₂

Р₃

Великоуламкові

Піски гравелисті, крупні і середньої крупності щільні;

Глини з I_L  0

Крупнообломочные

Пески гравелистые, крупные и средней крупности плотные;

Глины с I _L  0

0,1

0,3

0,5

0,1

Піски гравелисті, крупні і середньої крупності середньої щільності; мілкі щільні і середньої щільності

Супіски і суглинки з I_L  0,5

Глини з 0 < I_L  0,5

Пески гравелистые, крупные и средней крупности средней плотности; мелкие плотные и средней плотности

Супеси и суглинки с I_L  0,5

Глины с 0 < I_L  0,5

0,1

0,2

0,3

0,05

Піски гравелисті, крупні, середньої крупності і мілкі пухкі, пилуваті незалежно від щільності

Глинисті грунти з I_L > 0,5

Пески гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие рыхлые, пылеватые независимо от плотности

Глинистые грунты с I_L > 0,5

0,1

0,15

0,2

0,025

Органо-мінеральні і органічні грунти

Органо-минеральные и органические грунты

0,05

0,01

0,15

0,025

11.4.2 Кожний ступінь тиску при поперед­ньому ущільненні необхідно витримувати не менше:

для великоуламкових грунтів і пісків –

5 хв;

для глинистих грунтів - 30 хв.

Кінцевий ступінь витримують до умовної стабілізації деформації стиску цілика грунту.

За критерій умовної стабілізації деформа­ції стиску приймають приріст осідання цілика, що не перевищує 0,1 мм за час, указаний в

таблиці 11.2.

11.4.2 Каждую ступень давления при пред­варительном уплотнении необходимо выдер­живать не менее:

- для крупнообломочных грунтов и пес­-

ков - 5 мин;

- для глинистых грунтов - 30 мин.

Конечную ступень выдерживают до услов­ной стабилизации деформации сжатия целика

грунта.

За критерий условной стабилизации

деформации сжатия принимают приращение

осадки целика, не превышающее 0,1 мм за

время, указанное в таблице 11.2.

Таблиця

11.2

Таблица

Грунти

Грунты

Час умовної стабілізації деформації, хв

Время условной стабилизации деформации, мин

стиску

сжатия

зрізу

среза

Піски гравелисті, крупні незалежно від вологості; середньої крупності і мілкі зі ступенем вологості Sr  0,5

Пески гравелистые, крупные независимо от влажности; средней крупности и мелкие со степенью влажности Sr  0,5

30

1

Піски середньої крупності і мілкі зі ступенем вологості 0,5 < Sr  1,0;

пилуваті з Sr  0,5

Глинисті грунти з І_L  0,25

Пески средней крупности и мелкие со степенью влажности 0,5  Sr  1,0; пылеватые с Sr  0,5

Глинистые грунты с il< 0,25

60

3

Піски пилуваті зі ступенем вологості 0,5 < Sr  1,0

Глинисті грунти з 0,25 < /_L  0,75