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 IL < 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 iL< 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 Sr> 0,85) з показником текучості IL 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 Sr> 0,85) с показателем текучести iL 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 IL 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 IL 0,5 Глини з 0 < IL 0,5 Пески гравелистые, крупные и средней крупности средней плотности; мелкие плотные и средней плотности Супеси и суглинки с IL 0,5 Глины с 0 < IL 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 IL > 0,5 Пески гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие рыхлые, пылеватые независимо от плотности Глинистые грунты с IL> 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 ІL 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 Пески пылеватые со степенью влажности 0,5 < Sr 1,0 Глинистые грунты с 0,25 < IL 0,75 |
120 |
5 |