ГОСТ 12248-2010 условной стабилизации просадки по ГОСТ 23161. После окончания просадочных деформаций или в случае их отсутствия следует начать непрерывную фильтрацию воды через образец (при заданном давлении р) до условной стабилизации суффозионного сжатия (см. 5.5.4.6).
Испытание по схеме «трех кривых» проводят на трех образцах грунта ненарушенного сложения, отобранных из одного монолита и отличающихся по плотности сухого грунта не более чем на 0,05 г/см3, или на трех образцах нарушенного сложения, имеющих одинаковые (заданные) степень засоленности и плотность сухого грунта.
Один образец испытывают при природной влажности. При этом нагрузку на образец грунта прикладывают ступенями нагружения до заданного давления р в соответствии с 5.4.4.2.
Второй образец надлежит перед нагружением замочить (без применения арретира) до полного водонасыщения (см. 5.4.3.4) и затем прикладывать нагрузку на образец ступенями до заданного давления в соответствии с 5.4.4.2, 5.4.4.4, 5.4.4.6.
После условной стабилизации сжатия водонасыщенного грунта необходимо начать непрерывную фильтрацию воды через образец (при неизменном заданном давлении р) до условной стабилизации суффозионного сжатия.
Третий образец следует замочить до полного водонасыщения (без передачи нагрузки на образец грунта и без применения арретира) и затем проводить выщелачивание солей (рассоление грунта) путем непрерывной фильтрации воды или жидкости заданного состава через образец. После условного рассоления грунта прикладывают нагрузку на образец ступенями до заданного давления р в соответствии с 5.4.4.2, 5.4.4.4, 5.4.4.6, поддерживая образец в водонасыщенном состоянии.
За критерий условного рассоления грунта при выщелачивании солей без нагрузки (при испытании по схеме «трех кривых») следует
принимать значения степени выщелачивания солей [К приведенные в таблице 5.11.
Таблица 5.11- Значения степени выщелачивания солей в t
|
Содержание водорастворимых солей, % |
Значения вt в зависимости от вида грунта, не менее |
||
|
Песок |
Супесь |
Суглинок |
|
|
До 5 |
0,80 |
0,65 |
0,60 |
|
5-10 |
0,85 |
0,70 |
0,65 |
|
11-20 |
0,90 |
0,80 |
0,75 |
|
21-30 |
0,95 |
0,90 |
0,85 |
|
Св. 30 |
1,00 |
0,95 |
0,90 |
За критерий условной стабилизации суффозионного сжатия грунта при заданном давлении р принимают приращение относительной деформации As sf, не превышающее 0,001 при приращении степени выщелачивания солей Авt = 0,1, а также при условии, что степень выщелачивания солей вt (см. 5.5.5.11) составляет не менее 0,6.
После начала фильтрации воды через образец показания индикаторов деформаций регистрируют в первый час через 15 мин, далее через час (но не менее пяти раз) в течение рабочего дня, затем один раз в день при испытании грунтов, содержащих легкорастворимые соли, и один раз в два-три дня при испытании грунтов, содержащих среднерастворимые соли.
В процессе выщелачивания солей необходимо отбирать фильтраты для определения в них количества солей по массе плотного остатка: первый фильтрат - после сбора 50 мл жидкости, второй — через двое-трое суток, далее - один раз в неделю при испытании грунтов, содержащих легкорастворимые соли, и один раз в две недели - при испытании грунтов, содержащих среднерастворимые соли.
После завершения испытания рабочее кольцо с влажным грунтом взвешивают, проводят контрольное измерение высоты образца грунта в кольце, определяют влажность грунта и массу сухого грунта, а также количественный и качественный состав солей.
Обработка результатов
По результатам опыта вычисляют на каждой ступени нагружения абсолютную вертикальную стабилизированную деформацию образца грунта АЛi, мм, и относительную вертикальную деформацию образца si =Аhi, / hng , где hng — высота образца при давлении, равном напряжению от собственного веса грунта на глубине отбора образца, и строят график зависимости относительных деформаций от вертикального давления s = f(p) (см. приложение М, раздел М.2).
В случае набухания засоленного грунта при испытании по схеме «трех кривых» необходимо определить свободное относительное набухание sswo по 5.6, а точку, соответствующую sswo, включить в график s = fp), откладывая ее на оси ординат вверх от оси абсцисс.
При испытании по схемам «одной кривой» и «трех кривых» характеристики сжатия засоленного грунта природной влажности определяют в соответствии с 5.4.6.3 и 5.4.6.4.
При испытании по схеме «одной кривой» относительную просадочность засоленного грунта ssl определяют по ГОСТ 23161.
Относительное суффозионное сжатие грунта ssf при испытании по схеме «одной кривой» и при наличии просадочных деформаций определяют как дополнительное относительное сжатие образца грунта при заданном давлении и непрерывной фильтрации воды по формуле
Аh zh^. -h .
s
(5.37)
= sf = sat, p sf, Psf hng hng
где Ahf - суффозионное сжатие грунта при постоянной фильтрации и заданном давлении (абсолютное суффозионное сжатие), мм;
hsat,p - высота образца замоченного грунта при заданном давлении, мм;
hsf,p - высота образца после сжатия в условиях постоянной фильтрации жидкости при заданном давлении, мм.
Относительное суффозионное сжатие грунта ssf при испытании по схеме «одной кривой» и при отсутствии просадочных деформаций определяют по формуле
Ah h - h
s = sf= р sf,p , (5.38)
Ssf = hng ~ hng
где hp - высота образца грунта природной влажности при заданном давлении, мм.
Относительную просадочность ssl для различных давлений при испытаниях по схеме «трех кривых» определяют как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянии ssat,p и при природной влажности sw или разность ординат соответствующих кривых графиков s = f(p).
Относительное суффозионное сжатие ssf для различных давлений при испытании по схеме «трех кривых» определяют как разность значений относительного сжатия образцов выщелоченного грунта и в водонасыщенном состоянии или разность ординат соответствующих кривых графика s = f(p). По значениям ssf строят график зависимости
ssf = f(p) (см. приложение М, раздел М.2).
Начальное давление суффозионного сжатия psf определяют по графику ssf = fp), принимая за psf давление, при котором относительное суффозионное сжатие равно 0,01 МПа.Относительное суффозионное сжатие вычисляют с точностью 0,001 МПа, начальное давление суффозионного сжатия - с точностью 0,02 МПа.
В процессе компрессионно-фильтрационного испытания грунта при непрерывной фильтрации воды и заданном давлении р следует строить график зависимости относительного суффозионного сжатия ssf от степени выщелачивания солей вt (см- приложение М, раздел М.2), определяемой по формуле
k
S XV
w
(5.39)
i = 1
Dm sal 1
где k - число определений плотного остатка фильтрации за время испытаний;
Vw - объем воды, профильтровавшейся через образец грунта за период
между двумя последующими определениями плотного остатка, л;
Х - среднее арифметическое значение двух последующих определений плотного остатка фильтратов за вычетом плотного остатка фильтрующей жидкости, г/л;
Dsal - степень засоленности грунта (принимают по результатам определений средней степени засоленности монолита, из которого вырезают образец грунта), д.е.;
т1 - масса сухого образца грунта перед началом испытаний, г.
После окончания компрессионно-фильтрационного испытания, а также после выщелачивания солей без нагрузки и последующего загружения образца следует произвести корректировку графика ssf = f(вt), подставляя в формулу (5.39) вместо значения Dsal значение начальной степени засоленности образца грунта D0,sal, определяемой по формуле
D
(5.40)
0, sal = 1- —(1-D sal),где т2 - масса сухого образца грунта после окончания испытания, г;
D 1,sal — степень засоленности образца грунта после окончания испытания, д.е.
Метод определения набухания и усадки
Сущность метода
Испытания проводят для определения показателей, характеризующих изменение объема глинистых грунтов при водонасыщении (набухание) или высыхании (усадка). Определяют следующие характеристики набухания: свободное набухание є swo, набухание под нагрузкой є sw, давление набухания psw, влажность грунта после набухания wsw и характеристики усадки: усадка по высоте єh, диаметру єd и объему єv, влажность на пределе усадки wy.
Характеристики набухания определяют по результатам испытаний образцов в приборах свободного набухания грунтов (ПНГ) и в компрессионных приборах при насыщении грунта водой или химическим раствором. Усадку грунта определяют в условиях свободной трехосной деформации образца при высыхании грунта.
Результаты испытаний должны быть оформлены в виде графиков зависимостей относительных деформаций набухания образца от нагрузки и изменения объема образца от влажности при усадке.
Диапазон давлений, при которых проводят испытания на набухание под нагрузкой, определяется в программе испытаний с учетом передаваемых на основание нагрузок и давления набухания грунта (см. 5.6.4.2).
Для испытаний используют образцы ненарушенного сложения с природной влажностью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности. Образцы грунта природного сложенияГОСТ 12248-2010 для испытаний свободного набухания, набухания под нагрузкой и усадки следует вырезать из одного монолита грунта.
Образец грунта для определения свободного набухания должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 50 мм и соотношение начального диаметра и высоты от 2,5 до 3,0. Для испытаний в компрессионных приборах используют образцы грунта по 5.4.1.4. Не допускается использовать для испытаний глинистые грунты, содержащие крупнообломочные включения размерами зерен более 5 мм.
Образцы при испытании на набухание следует заливать грунтовой водой, взятой с места отбора грунта, водной вытяжкой или водой питьевого качества. В случаях, определяемых программой исследований, допускается применение дистиллированной воды и искусственно приготовленных растворов заданного химического состава.
Испытание для определения характеристик набухания проводят до прекращения поглощения образцом грунта воды (или раствора), а усадки - до полной потери им влажности. При усадке испарение воды (или раствора) из образца грунта не должно вызывать образования на нем усадочных трещин.
Свободное набухание определяют испытанием одиночного образца грунта.
Набухание под нагрузкой определяют испытанием партии идентичных образцов, вырезаемых из одного монолита грунта, путем обжатия их давлением и последующего водонасыщения.
Оборудование и приборы
В состав ПНГ должны входить следующие основные узлы и детали:
основание прибора, рабочее кольцо с внутренним диаметром по 5.6.1.4, вкладыш-шаблон (для выдавливания части образца из рабочего кольца), обеспечивающий высоту образца в кольце не менее 10 мм,ГОСТ 12248-2010
перфорированный верхний штамп, перфорированный поддон, ванночка для жидкости;
устройство для измерения вертикальных деформаций образца.
Конструкция ПНГ должна обеспечивать:
неподвижность рабочего кольца при испытании;
подачу воды к образцу снизу и ее отвод;
вертикальное давление от штампа, измерительного оборудования, расположенного на нем, и других неуравновешенных деталей не более 0,0006 МПа.
Для определения набухания грунта под нагрузкой используют компрессионные приборы по 5.4.2.1 и 5.4.2.2.
Для определения усадки грунтов необходимо иметь:
рабочее кольцо компрессионного прибора внутренним диаметром по 5.4.1.4;
предметное стекло, покрытое тонким ровным слоем парафина;
емкость с крышкой (стеклянный колпак или эксикатор) объемом не более 1 л для сушки образцов;
штангенциркуль;
микрометр.
Компрессионные приборы тарируют на сжатие с помощью металлического вкладыша по 5.4.2.3.
Тарировку проводят при трехкратном нагружении прибора, каждый раз с заменой фильтров на новые.
По результатам тарировки компрессионного прибора следует составить таблицу величин деформаций Л при различных давлениях.
