10.3.2 Поверхность грунта в пределах площади установки штампа должна быть зачищена до ненарушенного мерзлого грунта и тщательно спланирована. Для достижения плотного контакта подошвы штампа с грунтом под штамп устраивают подушку из маловлажного песка средней крупности толщиной не более 1 - 2 см для глинистых и не более 5 см - для крупнообломочных грунтов.
10.3.3 Контроль глубины оттаивания грунта под штампом проводят с помощью температурных датчиков и металлического щупа. Температурные датчики устанавливают с интервалом в 10 см в 2 скважины диаметром 3 - 4 см и глубиной до 80 см, пробуренные по краям штампа. Скважины необходимо тщательно гидроизолировать охлажденным глинистым грунтом.
10.3.4 Перед началом испытаний для достижения полного контакта штампа с грунтом, обжатия всех конструктивных элементов установки и для исключения разуплотнения мерзлого грунта следует приложить на штамп (без включения его обогрева) нагрузку
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.28
обтиску, що відповідає вертикальному нормальному напруженню від власної ваги грунту rg,о на відмітці випробування (з урахуванням власної ваги штампа і деталей установки, незбалансованих противагою), але не менше 0,05 МПа. Навантаження слід витримувати до умовної стабілізації деформації грунту (осідання штампа). Потім (без скидання навантаження обтиску) встановлюють показання приладів на нульові поділки.
10.4 Проведення випробування
10.4.1 Випробування виконують за два етапи:
- 1-й етап - створення під штампом зони розмороженого грунту на глибину 0,5 діаметра штампа під тиском р, який відповідає напруженню rg,о на відмітці випробування (у перший ступінь тиску включають вагу штампа і деталей установки, незбалансованих противагами);
- 2-й етап - ущільнення розмороженого грунту ступінчасто-зростаючим навантаженням. Загальна кількість ступенів тиску повинна бути не менше п'яти.
10.4.2 На першому етапі випробувань включають обігрівання штампа з допомогою обігрівального пристрою.
Обігрівання штампа провадять доти, поки глибина відтавання під штампом не дорівнюватиме 25 - 30 см. Після цього обігрівання припиняють і подальше-відтавання грунту до глибини 0,5 діаметра штампа (приблизно 40 см) відбувається за рахунок запасу тепла в розмороженому шарі.
При зниженні температури грунту на глибині 40 см нижче 0°С слід проводити короткочасне обігрівання штампа, що забезпечує підтримку відтавання грунту під штампом протягом випробування до глибини, яка дорівнює 0,5 діаметра штампа.
10.4.3 Відлітки за температурними датчиками необхідно проводити на першому етапі випробування спочатку через кожну годину, а по мірі наближення межі відтавання до глибини 40 см - через кожні 15 хв. На другому етапі випробування відліки за температурними датчиками знімають один раз перед прикладенням чергового ступеня тиску.
10.4.4 Заміри глибини відтавання грунту металевим щупом слід проводити на першому етапі випробування двічі: після припинення прогрівання і при досягненні нульових температур на глибині 40 см, а на другому етапі -
обжатия, соответствующую вертикальному нормальному напряжению от собственного веса грунта rg,о на отметке испытания (с учетом собственного веса штампа и деталей установки, несбалансированных противовесом), но не менее 0,05 МПа. Нагрузку следует выдерживать до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа). Затем (без сброса нагрузки обжатия) устанавливают показания приборов на нулевые деления.
10.4 Проведение испытания
10.4.1 Испытание выполняют в два этапа:
- 1-й этап - создание под штампом зоны оттаявшего грунта на глубину 0,5 диаметра штампа под давлением р, соответствующим напряжению rg,о на отметке испытания (в первую ступень давления включают вес штампа и деталей установки, несбалансированных противовесами);
- 2-й этап - уплотнение оттаявшего грунта ступенчато-возрастающей нагрузкой. Общее количество ступеней давления должно быть не менее пяти.
10.4.2 На первом этапе испытаний включают обогрев штампа с помощью обогревающего устройства.
Обогрев штампа производят до тех пор, пока глубина оттаивания под штампом не станет равной 25 - 30 см. После этого обогрев прекращают и дальнейшее оттаивание грунта до глубины 0,5 диаметра штампа (примерно 40 см) происходит за счет запаса тепла в оттаявшем слое.
При понижении температуры грунта на глубине 40 см ниже 0°С следует производить кратковременный обогрев штампа, обеспечивающий поддержание оттаивания грунта под штампом в течение испытания до глубины, равной 0,5 диаметра штампа.
10.4.3 Отсчеты по температурным датчикам необходимо производить на первом этапе испытания сначала через каждый час, а по мере приближения границы оттаивания к глубине 40 см - через каждые 15 мин. На втором этапе испытания отсчеты по температурным датчикам снимают один раз перед приложением очередной ступени давления.
10.4.4 Замеры глубины оттаивания грунта металлическим щупом следует производить на первом этапе испытания дважды: после прекращения прогрева и при достижении нулевых температур на глубине 40 см, а на вто-
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.29
кожний раз перед прикладенням чергового ступеня тиску.
10.4.5 Після стабілізації осідання відтало-го грунту при напруженні rg,о (перший етап випробувань) на штамп дають ступінчасто-зростаючі навантаження (другий етап випробувань). Кожний ступінь тиску витримують до умовної стабілізації деформації грунту (осідання штампа).
10.4.6 За критерій умовної стабілізації деформації приймають швидкість осідання штампа, яка не перевищує 0,1 мм за 2 год для глинистих грунтів і 0,1 мм за 1 год - для пісків і великоуламкових та сильновивітрілих скельних грунтів.
10.4.7 Відліки за приладами для вимірювання деформацій проводять на обох етапах випробувань через 10, 20, 30 і 60 хв від початку випробування і далі - через кожну годину до умовної стабілізації осідання штампа на кожному ступені навантажування.
10.4.8 Значення ступеня тиску на штамп на другому етапі випробувань слід приймати:
для пісків і глинистих грунтів - 0,05 МПа, для великоуламкових грунтів - 0,1 МПа, для сильновивітрілих скельних грунтів - 0,2 МПа.
10.4.9 Після закінчення випробування установку слід демонтувати, з поверхні від-талого грунту під штампом видалити верхній шар завтовшки 10 см та відібрати два - три зразка для лабораторних визначень необхідних характеристик відталого та ущільненого грунту. Після цього слід видалити талий грунт, заміряти і замалювати чашу відталого грунту під штампом.
10.4.10 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена у додатку Б.
10.5 Обробка результатів
10.5.1 За даними випробувань обчислюють середнє значення глибин відтавання грунту (під центром і краями штампа) Н і приріст абсолютного осідання штампа Si, для кожного ступеня тиску.
10.5.2 Для кожного ступеня тиску обчислюють середнє значення приросту відносного осідання i, і повного значення відносного осідання шару за формулами
ром этапе - каждый раз перед приложением очередной ступени давления.
10.4.5 После стабилизации осадки оттаявшего грунта при напряжении rg,о (первый этап испытаний) на штамп дают ступенчато-возрастающие нагрузки (второй этап испытаний). Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформации грунта (осадки штампа).
10.4.6 За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость осадки штампа, не превышающую 0,1 мм за 2 ч для глинистых грунтов и 0,1 мм за 1 ч - для песков, крупнообломочных и сильновыветрелых скальных грунтов.
10.4.7 Отсчеты по приборам для измерения деформаций производят на обоих этапах испытаний через 10, 20, 30 и 60 мин от начала испытания и далее - через каждый час до условной стабилизации осадки штампа на каждой ступени нагружения.
10.4.8 Значения ступени давления на штамп на втором этапе испытаний следует принимать: для песков и глинистых грунтов -0,05 МПа, для крупнообломочных грунтов -0,1 МПа, для сильновыветрелых скальных грунтов - 0,2 МПа.
10.4.9 После окончания испытания установку следует демонтировать, с поверхности оттаявшего грунта под штампом удалить верхний слой толщиной 10 см и отобрать два-три образца для лабораторных определений необходимых характеристик оттаявшего и уплотненного грунта. После этого следует удалить талый грунт, замерить и зарисовать чашу оттаявшего грунта под штампом.
10.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.
10.5 Обработка результатов
10.5.1 По данным испытаний вычисляют среднее значение глубин оттаивания грунта (под центром и краями штампа) Н и приращение абсолютной осадки штампа Si, для каждой ступени давления.
10.5.2 Для каждой ступени давления вычисляют среднее значение приращения относительной осадки i, и полного значения относительной осадки слоя по формулам
(10.1)
(10.2)
ДСТУ Б В.2.1-7-2000 (ГОСТ 20276-99) с.30
При цьому i, = i.
10.5.3 За обчисленими значеннями будують графік залежності відносного осідання штампа від тиску = f (p) (додаток Н).
На графіку проводять осереднену пряму методом найменших квадратів або графічним методом.
За початкові значення р і (перша точка, що включена в осереднення) приймають тиск, що дорівнює напруженню zg,o, за кінцеві
значення рn і n - такі, за яких навантаження
викликає приріст осідання, що перевищує його значення на попередньому ступені не більше ніж удвічі.
10.5.4 Коефіцієнт відтавання Аth за графіком = f(p) приймають рівним відрізку, який відсікається осередненою прямою на осі ординат.
Коефіцієнт стисливості т, МПа, обчислюють за формулою
При этом i, = i.
10.5.3 По вычисленным значениям строят график зависимости относительной осадки штампа от давления = f (p) (приложение Н).
На графике проводят осредняющую прямую методом наименьших квадратов или графическим методом.
За начальные значения p и (первая точка, включаемая в осреднение) принимают давление, равное напряжению zg,o, за конечные
значения pn, и n - такие, при которых нагрузка
вызывает приращение осадки, превышающее ее значение на предыдущей ступени не более чем в два раза.
10.5.4 Коэффициент оттаивания Аth по графику = f(p) принимают равным отрезку, отсекаемому осредняющей прямой на оси ординат.
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 Аth 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 Ath 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;
