Закрепляют оболочку на боковых поверхностях штампов резиновыми или металлическими уплотнителями.
П р и м е ч а н и е - Диаметр резиновой оболочки в нерастянутом состоянии должен составлять 0,95-1,0 диаметра образца, толщина - не более 1 % диаметра образца и модуль упругости при растяжении - не более 1600 кПа (для оболочки из латексной резины модуль упругости равен 1400 кПа).
Образец связного грунта нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности изготавливают в разъемной форме по ГОСТ 30416.
Образец несвязного грунта (песок) нарушенного сложения формируют непосредственно в камере прибора трехосного сжатия, для этого на внутреннюю поверхность разъемной формы предварительно помещают резиновую оболочку, концы которой загибают на края формы. Разъемную форму устанавливают на основание камеры. Нижний край оболочки фиксируется на основании камеры.
Формирование образца песка ведут методом сухой послойной отсыпки или методом послойного осаждения песка из его взвеси в воде. Сверху на сформированный образец укладывается бумажный фильтр и устанавливается верхний штамп, на котором закрепляют верхний край резиновой оболочки (см. 5.3.3.4). Перед снятием формы в образце создают небольшое отрицательное поровое давление (не более 0,01 МПа).
Перед водонасыщением образца сухого песка рекомендуется продуть его углекислым газом СО2 под давлением не более 10 кПа в течение 30 мин, который впоследствии растворится в воде без защемления пузырьков газа.
После помещения образца как ненарушенного, так и нарушенного сложения на основание камеры проводят следующие операции:
корпус камеры с поднятым в верхнее положение и зафиксированным штоком устанавливают на основание и проверяют положение штока по отношению к центру образца;
корпус камеры закрепляют на основании;
заполняют камеру рабочей жидкостью (дезаэрированной водой) с полным удалением пузырьков воздуха;
устанавливают устройство для измерения вертикальной деформации образца;
присоединяют устройства для измерения объемной деформаций образца и (или) порового давления (в зависимости от схемы испытаний);
записывают начальные показания всех измерительных устройств.
Проведение неконсолидированно-недренированного (НН) испытания
Предварительное обжатие (реконсолидацию) образцов водонасыщенных в природных условиях глинистых, органо-минеральных и органических грунтов проводят до восстановления природных плотности и двухфазного состояния по методу ВФС в соответствии с приложением Е, раздел Е.1.
Допускается проводить реконсолидацию в условиях отсутствия дренажа всесторонним давлением в камере, равным среднему полному бытовому давлению, в течение 30 мин. В конце этапа реконсолидации должно быть зафиксировано изменение высоты образца Л hc.
. Разрушение образца проводят приложением вертикальной нагрузки при ранее достигнутом давлении в камере и перекрытом дренаже. Вертикальную нагрузку прикладывают с заданной постоянной скоростью деформирования образца - кинематический режим или ступенями - статический режим.
При первом виде нагружения приложение вертикальной нагрузки обеспечивается непрерывным приращением вертикальной деформации образца грунта Є1 со скоростью 0,5 % - 2 % в 1 мин. Более низкие скорости выбирают для глинистых грунтов полутвердой и твердой консистенции.
При втором виде нагружения нагрузку прикладывают ступенями с интервалами от 15 с до 1 мин. Большие интервалы выбирают для глинистых
грунтов полутвердой и твердой консистенции. Значение ступени составляет 10 % эффективного напряжения - разности между полным давлением в камере и поровым давлением в образце после реконсолидации.
Показания прибора для измерения вертикальной деформации образца грунта записывают не реже, чем через 1 % деформации при кинематическом режиме или в конце каждой ступени нагрузки при статическом режиме нагружения.
Испытание продолжают до момента разрушения образца (достижения максимума осевой нагрузки) или до достижения относительной вертикальной деформации образца S1 = 0,15 (в зависимости от того, что наступит раньше).
После окончания испытания образец разгружают, сбрасывают давление в камере и сливают рабочую жидкость.
Образец грунта извлекают из камеры и отбирают из него пробы для контрольного определения влажности. Для фиксации характера разрушения образец фотографируют.
Проведение консолидированно-недренированного (КН) испытания
Перед началом проведения КН испытания проводят реконсолидацию и водонасыщение образца по методу ВФС (см. приложение Е, раздел Е.1) и, если это необходимо, продолжают водонасыщение методом противодавления (см. приложение Е, раздел Е.2).
П р и м е ч а н и е - Предварительное водонасыщение необходимо для контроля порового давления и эффективных напряжений в образце в процессе испытания.
Дополнительное уплотнение (консолидацию) образца проводят путем увеличения всестороннего (изотропного) давления в камере при открытом дренаже с поддержанием в системе противодавления значения давления, равного поровому давлению, достигнутому на стадии реконсолидации и водонасыщения (см. 5.3.5.1). Значение давления с3 при
консолидации определяется суммой давления в камере, достигнутого на стадии реконсолидации, и заданного давления консолидации с с.
Примечание - Программой испытаний может быть предусмотрена анизотропная консолидация образца грунта.
Значение максимального давления консолидации с с, max необходимо назначать в зависимости от предполагаемого напряженного состояния грунтового массива (с учетом расчетных нагрузок от сооружения и бытового давления). Остальные значения давлений консолидации назначают как часть от с с,max (например, 0,25с с,max, 0,5с с ,max и т.д.). При отсутствии указанных данных значения сс принимают в соответствии с таблицей 5.6.
Всестороннее давление в камере до достижения давления консолидации передают ступенями - Лс с. Значения ступеней давления Лс с принимают в соответствии с таблицей 5.6 или равными удвоенным значениям предыдущей ступени.
Таблица 5.6- Давление консолидации и ступени давления на образец грунта
|
Грунты |
Давление консолидации с с, МПа |
Ступени давления Лс с, МПа |
|
Пески крупные и средней крупности плотные; глины с IL < 0,25 |
0,1; 0,3; 0,5 |
0,1 до сс = 0,1 и далее 0,2 |
|
Пески средней крупности, средней плотности, пески мелкие плотные и средней плотности; супеси и суглинки с IL < 0,5, глины с 0,25 < Il < 0,5 |
0,1; 0,2; 0,3 |
0,05 до 0,1 и далее 0,1 |
|
Пески средней крупности и мелкие рыхлые, пески пылеватые независимо от плотности; супеси, суглинки и глины с II > 0,5 |
0,1; 0,15; 0,20 |
0,025 до 0,05 и далее 0,05 |
|
Органо-минеральные и органические грунты |
0,05; 0,075; 0,1 |
0,025 |
Каждую ступень всестороннего давления при консолидации выдерживают не менее:
мин -для песков;
мин - для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов.
Конечную ступень давления для глинистых, органо-минеральных и органических грунтов выдерживают до завершения 100 % - ной фильтрационной консолидации образца.
В процессе консолидации на конечной ступени давления проводят измерение объема вытесненной жидкости Л Vc.
Для определения времени окончания 100 % - ной фильтрационной консолидации (см. 5.3.5.4) в процессе испытания строят график зависимости объемной деформации образца Л V от квадратного корня из времени Л V = f() (возможно также использование логарифмической шкалы ЛV = f (lgt)). Время 100 % - ной консолидации (t100) определяют по аналогии с компрессионными испытаниями в соответствии с приложением К.
Показания прибора для измерения объемной деформации образца грунта регистрируют в конце приложения каждой ступени всестороннего давления Лс3 (см. 5.3.5.4). На конечной ступени давления при выдерживании ее до завершения 100 % фильтрационной консолидации образца показания снимают с постепенным увеличением интервалов времени, например, через 0,2, 0,5, 1, 2, 5, 10, 15 , 30 мин, 1, 2, 4, 8 ч и далее в начале и конце каждой смены.
П р и м е ч а н и е - Указанное время снятия показаний может быть несколько изменено для удобства построения кривой консолидации методом «квадратного корня из времени».
Для определения коэффициента фильтрационной консолидации cv используют графики зависимости ЛV=fJt) или ЛV=f (lgt) (см. 5.3.5.5), по которым определяют время 90 % - ной (t90) или 50 % - ной (t50)
консолидации. Коэффициент фильтрационной консолидации вычисляют по формуле К.1 или К.2 приложения К.
После завершения процесса консолидации фиксируют изменение объема Л Vc образца и вертикальное сжатие ЛИс и перекрывают дренаж.
Разрушение грунта проводят по аналогии с 5.3.4.2 - 5.3.4.4 по двум режимам нагружения.
При кинематическом режиме нагружения максимальную скорость деформации определяют в соответствии с разделом Е.3 приложения Е для КН испытаний.
При статическом режиме нагрузку прикладывают ступенями. Значение ступени составляет 10 % эффективного напряжения - разности между полным давлением в камере и поровым давлением в образце после реконсолидации, или заданного программой испытаний. Критерием завершения ступени нагружения является достижение скорости деформации, определяемой в соответствии с разделом Е.3 приложения Е для КН испытаний.
Показания прибора для измерения вертикальной деформации образца регистрируют не реже, чем через каждый 1 % деформации.
При статическом режиме нагружения показания регистрируют через каждые 2 мин.
Испытание проводят до разрушения образца (см. 5.3.4.4) и далее проводят операции в соответствии с 5.3.4.5, 5.3.4.6.
Проведение консолидированно-дренированного (КД) испытания
При проведении КД испытаний водонасыщенных в природных условиях грунтов образец грунта водонасыщается и уплотняется в соответствии с 5.3.5.1 - 5.3.5.5.
Коэффициент фильтрационной консолидации cv определяют по 5.3.5.6.
После уплотнения образец грунта испытывают для определения характеристик прочности в соответствии с 5.3.6.3 - 5.3.6.6, а для определения характеристик деформируемости - в соответствии с 5.3.6.7 - 5.3.6.11.
КД испытания для определения характеристик прочности проводят в условиях открытого дренажа при поддержании значения противодавления, достигнутого на этапе реконсолидации и водонасыщения. При этом образец нагружают вертикальной нагрузкой до разрушения при постоянном всестороннем давлении в камере с3, определяемом в соответствии с 5.3.5.2 - 5.3.5.3 или при иных условиях нагружения, предусмотренных программой испытаний.
Разрушение грунта производят при постоянном всестороннем давлении в камере с3 по двум режимам нагружения.
При кинематическом режиме максимальную скорость деформации определяют в соответствии с разделом Е.3 приложения Е для КД испытаний.
При статическом режиме вертикальное давление на образец передают ступенями, равными 10 % заданного всестороннего давления в камере. Критерием завершения ступени нагружения является достижение скорости деформации, определяемой в соответствии с разделом Е.3 приложения Е для КД испытаний.
При кинематическом режиме нагружения показания прибора для измерения вертикальной деформации образца записывают не реже, чем через каждый 1 % деформации.
При статическом режиме нагружения показания записывают через каждые 10 мин.
Испытание проводят до разрушения образца (см. 5.3.4.4) и далее проводят операции в соответствии с 5.3.4.5 и 5.3.4.6.
Испытания для определения характеристик деформируемости водонасыщенных в природных условиях грунтов проводят при постоянном всестороннем давлении в камере с3.ГОСТ 12248-2010
Вертикальную нагрузку прилагают с заданной скоростью деформирования образца - кинематический режим либо ступенями - статический режим.
Ступени давления в зависимости от всестороннего давления в камере принимают по таблице 5.7.
Таблица 5.7 - Ступени вертикального давления на образец грунта
|
Г рунты |
Ступень вертикального давления на образец грунта, % заданного всестороннего давления в камере при номерах ступеней |
||
|
1-я |
2-6 -я |
7-я и далее |
|
|
Пески |
30 |
30 |
15 |
|
Супеси |
10 |
20 |
10 |
|
Суглинки с IL < 0,5 |
10 |
20 |
10 |
|
Суглинки с IL > 0,5 |
8 |
15 |
8 |
|
Глины с IL < 0,5 |
6 |
15 |
6 |
|
Глины с IL > 0,5 |
5 |
10 |
5 |
|
Органо-минеральные и |
|
|
|
|
органические грунты |
5 |
10 |
5 |
