---

1 Изготовление образцов материала фундамента или других твердых материалов (скальных и полускальных горных пород, строительных материалов и др.) следует производить таким образом, чтобы их шероховатость по поверхности смерзания соответствовала требованиям задания. При отсутствии задания шероховатость поверхности образца материала должна соответствовать шероховатости материала в естественных условиях.

Изготовление образцов материала фундамента с такой же шероховатостью поверхности, как у фундамента (не подвергнутой специальной обработке), должно производиться с учетом следующих требований:

- деревянные образцы должны быть изготовлены из необработанной древесины и их поверхность должна быть остругана; при замораживании образцов древесина должна быть в водонасыщенном состоянии;

- стальные образцы должны иметь "горячекатаную" или "холоднокатаную" поверхность в зависимости от вида проката, используемого для изготовления образцов на токарных, фрезерных или строгальных станках без шлифования их поверхности, если образцы применяют взамен горячекатаной стали и со шлифованием - взамен холоднокатаной;

- бетонные образцы должны быть изготовлены с виброуплотнением в гладкой металлической опалубке, поверхность которой перед бетонированием покрывают известковым или глинистым раствором; на поверхности образцов, смерзающихся с грунтом, не должно быть раковин и зажелезненных участков.

При изготовлении образцов материала фундамента, поверхности которого подвергают специальной обработке каким-либо способом, поверхность образцов следует обрабатывать таким же способом. Применение других способов обработки поверхностей образцов для придания им такой же шероховатости, как у боковой поверхности фундамента, допускается при условии инструментальной оценки класса шероховатости в соответствии с ГОСТ 2789. Шероховатость допускается оценивать путем сравнения с эталонной поверхностью, изготовленной в соответствии с требованиями ГОСТ 9378.

2 Образец вида "грунт (грунтовый раствор) - материал" готовят в следующей последовательности: в опорное кольцо формы первого типа помещают материал, затем на него устанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы. Рабочее кольцо заполняют заранее подготовленным грунтом или грунтовым раствором заданного состава и влажности. При заполнении рабочего кольца грунтом нарушенного сложения добиваются требуемой плотности грунта. Крышку формы устанавливают в ее положение в зависимости от заданных условий промораживания, а именно: при промораживании через грунт - снизу; при промораживании через материал - сверху. При отсутствии данных образец промораживают через материал.

Форму с образцом устанавливают для промораживания в помещение или холодильный шкаф с заданной отрицательной температурой воздуха.

3 Образец вида "лед - материал" подготавливают в следующей последовательности: образец материала помещают в опорное кольцо формы первого типа, на него устанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы и снизу устанавливают крышку формы. Форму переносят в помещение с заданной отрицательной температурой, где после ее охлаждения производят намораживание льда на материал.

Лед намораживают слоями толщиной до 5 мм, причем каждый новый слой намораживается после полного замерзания предыдущего.

Для намораживания применяют воду, охлажденную до температуры замерзания.

Если заданием требуется испытать лед природного сложения или лед, образованный в условиях, моделирующих природные, то образец льда вырезают из монолита по форме рабочего кольца срезного прибора, закладывают его в рабочее кольцо и смораживают с материалом через слой охлажденной до температуры замерзания воды толщиной до 3 мм, налитой на охлажденную контактную поверхность.

4 Образец вида "грунт - грунтовый раствор (грунт)" подготавливают в следующей последовательности:

- для грунта ненарушенного сложения - вырезают из монолита грунта образец по форме рабочего кольца срезного прибора и помещают его в рабочее кольцо;

- для грунта нарушенного сложения - рабочее кольцо прибора заполняют заранее подготовленным грунтом заданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта, после чего грунт замораживают. Условия охлаждения образца при замораживании определяются заданием. При отсутствии данных образец грунта промораживают в условиях всестороннего охлаждения;

- мерзлый грунт в рабочем кольце срезного прибора устанавливают в опорное кольцо формы второго типа. На это рабочее кольцо устанавливают второе такое же рабочее кольцо и на него помещают защитное кольцо формы второго типа. Верхнее рабочее кольцо заполняют предварительно охлажденным до температуры замерзания грунтовым раствором или грунтом заданного состава и влажности и производят смораживание образца через верхний или нижний торец.

5 Образец вида "грунт - лед" подготавливают в следующей последовательности: сбоку формы второго типа, подготовку и промораживание образца грунта производят в соответствии с 6.2.3.3. Лед намораживают на мерзлый грунт во втором кольце срезного прибора слоями толщиной до 5 мм или примораживают образец природного льда через слой охлажденной до температуры замерзания воды толщиной до 3 мм. Все операции выполняют в помещении с отрицательной температурой.

6 Во время промораживания измеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещают термодатчик термоизмерительного устройства.

Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет значения температуры воздуха в помещении. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют до испытаний.

1 - рабочее кольцо срезного прибора; 2 - материал; 3 - грунт (лед, грунтовый раствор); 3-а - грунт; 4 - опорное кольцо; 5 - крышка формы; 6 - защитное кольцо формы

Рисунок У.1 - Схемы форм для приготовления образцов

ПРИЛОЖЕНИЕ Ф

(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА ПО ПОВЕРХНОСТИ СМЕРЗАНИЯ

Рисунок Ф.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Х

(рекомендуемое)

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ

1 - образец грунта; 2 - неподвижная платформа; 3 - подвижная платформа; 4 - шток;

5 - направляющее устройство; 6 - верхний штамп; 7 - нижний штамп;

8 - паровлагонепроницаемая оболочка; 9 - резиновое прижимное кольцо; 10 - динамометр;

11 - измеритель продольных деформаций; 12 - измеритель поперечных деформаций;

13 - продольная тяга

Рисунок Х.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Ц

(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ

МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ

Рисунок Ц.1

Рисунок Ц.2

ПРИЛОЖЕНИЕ Ш

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

МЕРЗЛОГО ГРУНТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЯ

МЕТОДОМ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ

1 Модуль линейной деформации и коэффициент нелинейной деформации определяют по зависимости, устанавливающей связь между относительными продольными деформациями напряжениями и временем действия нагрузки

где - функция напряжений для времени их действия, равного 1 ч, которую принимают в виде:

- для модели линейно деформируемого основания,

- для модели нелинейно деформируемого основания,

где и - параметры функции

- коэффициент нелинейности по напряжениям.

2 Предельно длительные значения и вычисляют по формулам:

где - время, равное сроку службы здания или сооружения и принимаемое

= 50 лет = 4,38·10 ч;

- коэффициент нелинейности во времени.

3 Для установления зависимости (Ш.1) исходные данные испытаний (6.3.5) обрабатывают в соответствии с теорией наследственной ползучести. Используя кривую ползучести (6.3.5.7), последовательно вычисляют ряд значений имеющих смысл деформаций, которые развились бы под действием постоянного напряжения ( = 1, 2, ...), соответствующего напряжению -й ступени нагружения, за время Вычисления производят по формуле

где - полная относительная продольная деформация предшествующей ступени нагружения в момент времени вычисленная по этой формуле ранее при = 0;

- приращение относительной деформации, определяемое по кривой ползучести (6.3.5.7) и представляющее собой разность между деформацией, накопленной к моменту, когда -я ступень нагрузки действовала в течение времени и деформацией, накопленной к началу действия -й ступени нагрузки.

Моменты времени назначают одинаковыми для каждой ступени нагружения с учетом указаний 6.1.4.3.

Результаты представляют в виде семейства кривых ползучести при постоянных напряжениях (рисунок Ш.1).

Рисунок Ш.1

4 Для определения параметра и набора значений полученные значения представляют в виде семейства параллельных прямых в координатах (рисунок Ш.2). Далее и вычисляют по формулам:

где и - параметры, определяемые графически или способом наименьших квадратов (пункт 8).

5 Для модели линейно деформируемого основания набор значений аппроксимируют прямой в координатах (рисунок Ш.3) и вычисляют значение по формуле

где - параметр, определяемый графически или способом наименьших квадратов (пункт 9).

6 Для модели нелинейно деформируемого основания набор значений аппроксимируют прямой в координатах (рисунок Ш.4) и вычисляют значение и по формулам:

где и - параметры, определяемые графически или способом наименьших квадратов (пункт 10).

7 Коэффициент поперечного расширения определяют из зависимости, устанавливающей связь между относительными продольными и поперечными деформациями

Для определения экспериментальные данные (относительные продольные и поперечные деформации) в конце каждой ступени нагружения, определяемые по пункту 3, представляют в координатах (рисунок Ш.3). Далее значения вычисляют по формуле

где - параметр, определяемый графически или способом наименьших квадратов (пункт 9).

Рисунок Ш.4.

8 Параметры и уравнения семейства параллельных прямых определяют графически (рисунок Ш.2), при этом:

- в масштабе чертежа равен отрезку, отсекаемому на оси ординат -й из семейства параллельных прямых наилучшего приближения к экспериментальным точкам;

- в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона семейства параллельных прямых к оси абсцисс

Способом наименьших квадратов параметры и определяют по формулам:

где и

- средние значения координат экспериментальных точек соответственно и

- число точек в -й выборке;

- число -х выборок.

9 Параметр уравнения прямой, проходящей через начало координат определяют графически (рисунок Ш.3), при этом в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона к оси абсцисс прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам, проходящей через начало координат.

Способом наименьших квадратов параметр определяют по формуле

10 Параметры и уравнения прямой определяют графически (рисунок Ш.4), при этом:

в масштабе чертежа равен отрезку, отсекаемому на оси ординат прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам;

в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс

Способом наименьших квадратов параметры и определяют по формулам:

где и - то же, что и в пункте 9.

11. Исходные данные и результаты расчета записывают в таблицу Ш.1.

Таблица Ш.1

Левая часть

Правая часть