---

n - число испытаний.

Примечание. Для оценки разброса экспе­риментальных данных и выявления ошибок ис­пытаний перед вычислением tgφ и с строят гра­фик зависимости τ = f (σ) (см. приложение Б).

5.2 Метод одноосного сжатия

5.2.1 Сущность метода

5.2.1.1 Испытание грунта методом одно­осного сжатия проводят для определения сле­дующих характеристик прочности:

• предела прочности на одноосное сжа­тие R для полускальных и водонасы-щенных глинистых грунтов;

• сопротивления недренированному сдвигу c_u для водонасыщенных глинис­тых грунтов.

5.2.1.2 Предел прочности на одноосное сжатие определяют как отношение приложен­ной к образцу вертикальной нагрузки, при ко­торой происходит разрушение образца, к пло­щади его первоначального поперечного сече­ния.

Примечание. Предел прочности для образ­ца водонасыщенного грунта, имеющего отно­сительную вертикальную деформацию в мо­мент разрушения ε > 0,1, определяют с учетом увеличения площади его поперечного сечения.

5.2.1.3 Для испытаний используют образ­цы грунта ненарушенного сложения.

Для полускальных грунтов влажность ис­пытываемого образца должна соответство­вать природной влажности, воздушно-сухому или водонасышенному состоянию, для водо­насыщенных глинистых грунтов - природной влажности.

5.2.1.4 Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром от 40 до 100 мм и отношением высоты к диаметру от 1:1 до 2:1 или форму прямоугольного парал­лелепипеда с торцевыми гранями размерами от 40х40 до 100х100 мм и отношением высоты к размеру ребра торцевых граней от 1:1 до 2:1. Торцевые поверхности образца должны быть отшлифованы.

Для глинистых грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 38 мм и отношением высоты к диаметру 2:1.

ДСТУ Б В. 2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.13

Примітка 1. При співвідношенні висоти до діаметра (або розміру ребра торцевих гра­ней) 1:1 зразок слід виготовляти якнайбільшо­го діаметра (або з якнайбільшим розміром ребра торцевої грані).

Примітка 2. Зразок тріщинуватого або ви­вітрілого напівскельного грунту повинен мати діаметр (або розмір ребра торцевої грані) не менше 60 мм.

Примітка 3. Зразок напівскельного грун­ту, який має наскрізні тріщини, що можна по­бачити неозброєним оком, не допускається до випробування.

5.2.2 Обладнання і прилади

До складу установки для випробування грунту на одновісний стиск повинні входити:

• механізм для вертикального наванта­жування зразка (прес з гідравлічним приводом - для напівскельних грунтів, прилад одновісного стиску ИГП-10 або П-12М - для глинистих грунтів або ін­ший підходящий прес);

• пристрій для вимірювання вертикаль­ної деформації зразка.

Примітка. Плити преса повинні бути від­поліровані.

5.2.3 Підготовка до випробування

5.2.3.1 Зразок грунту виготовляють з ура­хуванням вимог 5.2.1.3 і 5.2.1.4.

Для всіх зразків крім визначення необ­хідних фізичних характеристик повинні бути відзначені характерні особливості (шарува­тість, тріщинуватість, присутність включень і ін.).

5.2.3.2 Зразок водонасиченого глинистого грунту, виготовлений методом різального кільця, виймають з кільця за допомогою виш-товхувача.

5.2.3.3 Зразок грунту поміщають в центрі опорної плити преса (або столика приладу од­новісного стиску) та приводять у зіткнення з ним верхню площадку преса.

5.2.3.4 Встановлюють прилади для вимі­рювання зусилля, яке прикладається, та пе­реміщення торця зразка і записують їх почат­кові показання.

5.2.4 Проведення випробування

5.2.4.1 Навантажування зразка грунту, який випробовується, проводять рівномірно, без ударів, збільшуючи навантаження безпере­рвно із заданою швидкістю навантажування або швидкістю деформування зразка грунту.

Примечание 1. При соотношении высоты к диаметру (или размеру ребра торцевых гра­ней) 1:1 образец следует изготавливать воз­можно большего диаметра (или с возможно большим размером ребра торцевой грани).

Примечание 2. Образец трещиноватого или выветрелого полускального грунта дол­жен иметь диаметр (или размер ребра торце­вой грани) не менее 60 мм.

Примечание 3. Образец полускального грунта, имеющий сквозные трещины, види­мые невооруженным глазом, не допускается к испытанию.

5.2.2 Оборудование и приборы

В состав установки для испытания грунта на одноосное сжатие должны входить:

• механизм для вертикального нагруже-ния образца (пресс с гидравлическим приводом - для полускальных грунтов, прибор одноосного сжатия ИГП-10 или П-12М - для глинистых грунтов либо другой подходящий пресс);

• устройство для измерения вертикаль­ной деформации образца.

Примечание. Плиты пресса должны быть отполированы.

5.2.3 Подготовка к испытанию

5.2.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.2.1.3 и 5.2.1.4.

Для всех образцов помимо определения необходимых физических характеристик до­лжны быть отмечены характерные особеннос­ти (слоистость, трещиноватость, наличие включений и др.).

5.2.3.2 Образец водонасыщенного глинис­того грунта, изготовленный методом режуще­го кольца, извлекают из кольца с помощью выталкивателя.

5.2.3.3 Образец грунта помещают в центре опорной плиты пресса (или столика прибора одноосного сжатия) и приводят в соприкосно­вение с ним верхнюю площадку пресса.

5.2.3.4 Устанавливают приборы для изме­рения прикладываемого усилия и перемеще­ния торца образца и записывают их начальные показания.

5.2.4 Проведение испытания

5.2.4.1 Нагружение испытываемого образ­ца грунта производят равномерно, без ударов, увеличивая нагрузку непрерывно с заданной скоростью нагружения или скоростью дефор­мирования образца грунта.

ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.14

Швидкість навантажування зразка напівскельного грунту повинна становити 0,01-0,05 МПа/с.

Навантажування зразка глинистого грун­ту проводять із швидкістю приросту відносної вертикальної деформації зразка 0,02 за І хвабо швидкість навантажування вибирають в за­лежності від передбачуваної міцності грунту таким чином, щоб час проведення випробу­вання становив 5-7 хв.

5.2.4.2 Випробування проводять до зруй­нування зразка. У випадку випробування зраз­ка глинистого грунту при відсутності видимих ознак зруйнування випробування припиняють при відносній вертикальній деформації зразка ε = 0,15.

5.2.4.3 У процесі випробування ведуть журнал, форма якого наведена в додатку А.

5.2.5 Обробка результатів

5.2.5.1 Границя міцності на одновісний стиск R, МПа, напівскельного грунту та гли­нистого при ε < 0,1 обчислюють з точністю 0,1 МПа за формулою:

(5.7)

де F - навантаження, при якому відбувається руйнування, кН;

А₀ - початкова площа поперечного перерізу зразка грунту, см².

Границю міцності глинистих грунтів при ε > 0,1 обчислюють за формулою (5.7), де за­мість А₀ приймають поточну площу середньо­го поперечного перерізу зразка А, см², обчис­лену відповідно до додатка В.

5.2.5.2 Опір недренованому зсуву c_u , МПа, водонасиченого глинистого грунту, який від­повідає зчепленню грунту при неконсолідова-но-недренованому випробуванні, визначають за значенням границі міцності за формулою:

(5.8)

5.3 Метод тривісного стиску

5.3.1 Суть методу

5.3.1.1 Випробування грунту методом тривісного стиску проводять для визначення таких характеристик міцності та деформова-ності: кута внутрішнього тертя φ, питомого зчеплення с, опору недренованому зсуву c_u, модуля деформації Е та коефіцієнта попереч­ної деформації ν для пісків, глинистих, органо-мінеральних та органічних грунтів.

Скорость нагружения образца полускаль­ного грунта должна составлять 0,01 - 0,05 МПа/с.

Нагружение образца глинистого грунта производят со скоростью приращения относи­тельной вертикальной деформации образца 0,02 за 1 мин или скорость нагружения вибирают в зависимости от предполагаемой про­чности грунта таким образом, чтобы время проведения испытания составило 5-7 мин.

5.2.4.2 Испытание проводят до разруше­ния образца. В случае испытания образца гли­нистого грунта при отсутствии видимых при­знаков разрушения испытание прекращают при относительной вертикальной деформа­ции образца ε = 0,15.

5.2.4.3 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.2.5 Обработка результатов

5.2.5.1 Предел прочности на одноосное сжатие R, МПа, полускального грунта и гли­нистого при ε < 0,1 вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле:

(5.7)

где F - нагрузка, при которой происходит раз­рушение, кН;

А₀ - начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см².

Предел прочности глинистых грунтов при ε > 0,1 вычисляют по формуле (5.7), где вместо А₀ принимают текущую площадь среднего по­перечного сечения образца А, см², вычислен­ную в соответствии с приложением В.

5.2.5.2 Сопротивление недренированному сдвигу c_u , МПа, водонасыщенного глинистого грунта, соответствующее сцеплению грунта при неконсолидированно-недренированом испытании, определяют по значению предела прочности по формуле:

(5.8)

5.3 Метод трехосного сжатия

5.3.1 Сущность метода

5.3.1.1 Испытание грунта методом трехос­ного сжатия проводят для определения следу­ющих характеристик прочности и деформиру-емости: угла внутреннего трения φ, удельного сцепления с, сопротивления недренированно­му сдвигу c_u, модуля деформации Е и коэффи­циента поперечной деформации ν для песков, глинистых, органо-минеральных и органичес­ких грунтов.

ДСТУ Б В.2.1-4-96 (ГОСТ 12248-96) с.15

5.3.1.2 Ці характеристики визначають за результатами випробувань зразків грунту в камерах тривісного стиску, які дають мож­ливість бокового розширення зразка грунту в умовах тривісного вісесиметричного статич­ного навантажування при σ₁ ≥ σ₂ = σ₃ ,

де σ₁ - максимальна головна напруга;

σ₂ = σ₃ - мінімальні, вони ж проміжні го­ловні напруги.

Результати випробувань оформляють у вигляді графіків залежностей деформацій зразка від навантаження і зміни деформацій у часі.

5.3.1.3 Випробування вертикальним на­вантажуванням проводять при заданому все­бічному тиску на зразок грунту або заданій середній нормальній напрузі.

Примітка 1. Значення заданих всебічних тисків і середніх нормальних напруг визнача­ють програмою випробувань в залежності від передбачуваного стану в досліджуваному ґрунтовому масиві.

При відсутності даних значення всебічно­го тиску можуть бути прийняті за таблицею 5.5 цього стандарту.

Примітки 2. При наявності спеціального обгрунтування можуть бути прийняті інші траєкторії навантажування зразка грунту при випробуваннях.

5.3.1.4 Випробування для визначення ха­рактеристик міцності проводять не менше ніж для трьох зразків досліджуваного грунту при різних значеннях всебічного тиску на зразок.

Випробування для визначення характе­ристик дефюрмованості проводять при зада­ному всебічному тиску на зразок.

5.3.1.5 Випробування проводять за такими схемами:

• неконсолідовано-недреноване випро­бування - для визначення опору недре-нованому зсуву водонасичених глинис­тих, органо-мінеральних та органічних грунтів природної густини;

• консолідовано-недреноване випробу­вання - для визначення характеристик міцності глинистих, органо-мінераль­них та органічних грунтів у нестабілізо-ваному стані;

• консолідовано-дреноване випробуван­ня - для визначення характеристик міц­ності тадеформованості будь-яких дис­персних грунтів у стабілізованому ста­ні.

5.3.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в ка­мерах трехосного сжатия, дающих возмож­ность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного ста­тического нагружения при σ₁ ≥ σ₂ = σ₃ ,

где σ₁ -максимальное главное напряжение;

σ₂ = σ₃ - минимальные, они же промежу­точные главные напряжения.

Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимостей деформаций образца от нагрузки и изменения деформаций во вре­мени.

5.3.1.3 Испытания вертикальной нагруз­кой проводят при заданном всестороннем дав­лении на образец грунта или заданном сред­нем нормальном напряжении.

Примечание 1. Значения заданных всесто­ронних давлений и средних нормальных на­пряжений определяют программой испыта­ний в зависимости от предполагаемого состо­яния в исследуемом грунтовом массиве.

При отсутствии данных значения всесто­роннего давления могут быть приняты по таб­лице 5.5 настоящего стандарта.

Примечание 2. При наличии специального обоснования могут быть приняты другие тра­ектории нагружения образца грунта при испы­таниях.

5.3.1.4 Испытания для определения харак­теристик прочности проводят не менее чем для трех образцов исследуемого грунта при раз­личных значениях всестороннего давления на образец.

Испытания для определения характерис­тик деформируемости проводят при заданном всестороннем давлении на образец.

5.3.1.5 Испытания проводят по следую­щим схемам:

• неконсолидированно-недренированное испытание - для определения сопро­тивления недренированному сдвигу во-донасыщенных глинистых, органо-ми-неральных и органических грунтов природной плотности;

• консолидированно-недренированное испытание - для определения характе­ристик прочности глинистых, органо-минеральных и органических грунтов в нестабилизированном состоянии;

• консолидированно-дренированное ис­пытание - для определения характерис­тик прочности и деформируемости лю­бых дисперсных грунтов в стабилизи­рованном состоянии.