---

Примечание 2. При относительной вертикальной деформации образца грунта, превышающей 0,03, учитывают изменение площади А в процессе испытаний.

Для любого момента испытаний площадь А_і определяют по формулам:

• для недренированного испытания

(5.13)

- для дренованого випробування

- для дренированного испытания

(5.14)

У випадку збільшення об'єму зразка ε_v приймають зі знаком плюс.

5.3.7.2 При визначенні характеристик міцності за обчисленими значеннями будують графік залежності ε₁ = f(σ₁ – σ₃) для випробувань, що проведені при різних значеннях σ₃ (додаток Ж).

В случае увеличения объема образца ε_v принимают со знаком плюс.

5.3.7.2 При определении характеристик прочности по вычисленным значениям строят график зависимости ε₁ = f(σ₁ – σ₃) для испытаний, проведенных при различных значениях σ₃ (приложение Ж).

ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.24

На графіках визначають значения (σ₁ - σ₃) ^р, які відповідають моменту руйнування зразка грунту (точка перегину графіка) або відносної вертикальної деформації зразка ε₁ = 0,15.

5.3.7.3 Опір недренованому зсуву с_u, МПа, визначають за результатами неконсолідовано-недренованого випробування за формулою:

, (5.15)

де і - значення σ₁ і σ₃, при руйнуванні зразка;

n - число випробувань.

5.3.7.4 Кут внутрішнього тертя φ і питоме зчеплення с, МПа, обчислюють за формулами:

(5.16)

(5.17)

де N - обчислюють за формулою (5.5);

М - обчислюють за формулою (5.6), в яких τ_і та σ_і необхідно замінити на і відповідно.

Примітка 1. При вимірюванні тиску в поровій рідині σ₁ і σ₃ замінюють на і , які обчислюють за формулами:

= σ₁ – u ; (5.18)

= σ₃ – u , (5.19)

де u - тиск у поровій рідині.

Примітка 2. Для оцінки розкиду експериментальних даних та виявлення помилок випробувань перед обчисленням tgφ і с будують графік залежності σ₁ = f (σ₃) при руйнуванні зразків (додаток Ж).

5.3.7.5 При визначенні характеристик де-формованості за обчисленими значеннями будують графіки залежності ε₁ = f(σ₁) і ε_v = f(σ₁) (додаток Ж). На графіках приймають лінійну апроксимацію ділянок для заданих програмою випробувань діапазонів напружень.

5.3.7.6 Модуль деформації Е, МПа, і коефіцієнт поперечної деформації ν визначають при випробуваннях (або етапах випробувань), проведених при постійному значенні всебічних напружень σ₃ (Δσ₃ = 0), і обчислюють за формулами:

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 с_u, 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 τ_і и σ_і 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 ε_v = 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 Δε_v - 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 p_str, коефіцієнтів фільтраційної та вторинної консолідації c_v і c_α для пісків дрібних і пилуватих, глинистих грунтів з показником текучості I_L > 0,25, органо-мінеральних і органічних грунтів, відносного суфозійного стиску ε_sf і початкового тиску суфозійного стиску p_sf 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 Δε_v - 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 p_str, коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации c_v и c_α для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов с показателем текучести i_L > 0,25, органо-мине-ральных и органических грунтов, относительного суффозионного сжатия ε_sf и начального давления суффозионного сжатия p_sf 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 71 мм 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:

• компресійний прилад (одометр), який складається з робочого кільця з внутрішніми розмірами за 5.4.1.4, циліндричної обойми, перфорованого вкладиша під робоче кільце та піддону з ємкістю для води;

• механізм для вертикального навантажування зразка грунту;

• пристрої для вимірювання вертикальних деформацій зразка грунту.

При визначенні характеристик суфозійного стиску використовують компресійно-фільтраційний прилад, конструкція якого наведена в додатку К.

5.4.2.2 Конструкція компресійного приладу повинна забезпечувати:

• подавання води до зразка знизу та відведення її;

• початкове навантаження на зразок, яке створює штамп і закріплені на ньому вимірювальні прилади, не більше 0,0025 МПа.

Додатково до цих вимог конструкція компресійно-фільтраційного приладу повинна забезпечувати:

• подавання води до зразка грунту знизу (схема висхідного потоку) або зверху (схема низхідного потоку);

• відведення води, яка профільтрувалась через зразок грунту, і накопичення її у мірній посудині;

• безперервну протягом всього випробування фільтрацію води, герметичність основних деталей приладу.

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 71 мм 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:

• компрессионный прибор (одометр), состоящий из рабочего кольца с внутренними размерами по 5.4.1.4, цилиндрической обоймы, перфорированного вкладыша под рабочее кольцо и поддона с емкостью для воды;

• механизм для вертикального нагружения образца грунта;

• устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.

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:

• подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

• первоначальную нагрузку на образец, создаваемую штампом и закрепленны-ми на нем измерительными приборами, не более 0,0025 МПа.

Дополнительно к этим требованиям конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:

• подачу воды к образцу грунта снизу (схема восходящего потока) или сверху (схема нисходящего потока);

• отвод воды, профильтровавшейся через образец грунта, и накопление ее в мерном сосуде;

• непрерывную на протяжении всего испытания фильтрацию воды, герметичность основных деталей прибора.

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:

• встановлюють зразок на перфорований штамп;

• регулюють механізм навантажування зразка;

• встановлюють прилади для вимірювання вертикальних деформацій зразка;

• записують початкові показання приладів.

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 m_o, Е і p_str

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.