База ГОСТовallgosts.ru » 13. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ, ЗАЩИТА ЧЕЛОВЕКА ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. БЕЗОПАСНОСТЬ » 13.080. Качество грунта. Почвоведение

ГОСТ Р 54477-2011 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве

Обозначение: ГОСТ Р 54477-2011
Наименование: Грунты. Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве
Статус: Действует
Дата введения: 05/01/2012
Дата отмены: -
Заменен на: -
Код ОКС: 13.080
Скачать PDF: ГОСТ Р 54477-2011 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве.pdf
Скачать Word:ГОСТ Р 54477-2011 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве.doc

Текст ГОСТ Р 54477-2011 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве



ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ


ГОСТР

54477-

2011


НАЦИОНАЛЬНЫЙ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве

Издание официальное

Москва

Стенда ртинформ 2012


Предисловие

Цели и принципы стандартизации е Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N9 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации — ГОС Р 1.0—2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения »

Сведения о стандарте

1    РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом «Дорожный научно-исследовательский институт «СоюздорНИИ» (ОАО «СоюздорНИИ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства ло техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2011 г. № 476-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ.2012

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

Приложение 8 (рекомендуемое) Методика изготовления образцов грунта с веданными значениями

Приложение Г (рекомендуемое) Методика определения структурной прочности грунта на сжатие . . 15

Приложение Е (справочное) Характеристики деформируемости фунтов, методы их определения

Приложение Ж (рекомендуемое) Пример фафичесхого оформления результатов испытаний грунтов

Приложение К (рекомендуемое) Способы выделения характерных участков на кривой консолидации

in

Введение

В настоящее время методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов регламентируются ГОСТ 12248. предназначенным для исследований для инженерного строительства грунтов класса И (природных немерзлых) и класса III (природных мерзлых): групп «связные» и «несвязные» типов «минеральные», «органо-минеральные», «органические», а также всех их видов (см. ГОСТ 25100). Дополнительные положения методики оценки сжимаемости (если это необходимо) приведена:

•    для разновидностей глинистых грунтов (класса II) — по деформации набухаемости. деформации просадочностм;

•    для разновидностей песков (класса II) — по коэффициенту пористости;

•    для перечисленных выше грунтов — по степени засоления.

Анализ теоретических основ компрессионного и консол идационного процесса, на которых базируется методика компрессионно-консолидационных испытаний, приведенная в ГОСТ 12248. а также анализ практического опыта использования методики показали, что для такого вида инженерного строительства, как дорожное, требуется его пересмотр. Необходимые изменения, особенно в части определения показателей сжимаемости грунтов, предопределяются многими причинами, основными из которых являются:

-    линейность строительных работ, большая протяженность сооружения:

•    необходимость в большом объеме использовать местные грунты, которые, какправило. относятся к «слабым» (согласно дорожной классификации грунтов);

•    многообразие природных условий в районах проложения трассы автомобильных дорог, обуславливающих специфику поведения грунтов;

•    напряженно-деформированное состояние грунтов в основании линейного сооружения, нагрузки от которого меньше, чем от других сооружений (промышленных и гражданских);

-    допуски при проектировании больших по величине и интенсивности деформаций осадки по сравнению с другими сооружениями;

•    необходимость более детального анализа условий работы грунта в системе «сооружение — грунт», в частности условий его (грунта) нагружения и оттока поровой воды;

•    результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей осадки связных грунтов в основании и в насыпи с учетом их исходного состояния, структуры и условий работы в зоне действия сооружения или выше лежащих слоев.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов

в дорожном строительстве

Soils.

Methods (or laboratory determination of soil deformation characteristics in road construction

Дата введения — 2012—OS—01

1    Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик сжимаемости немерэлых связных грунтов в условиях компрессионного сжатия для проектирования автомобильных дорог и их реконструкции в сложных инженерно-геологических условиях.

2    Нормативные ссылки

8 настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 8.563—2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений

ГОСТ Р 8.568—99 Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления платиновые «эталонные» 1-го и 2-го разрядов. Методика проверки

ГОСТ 5180—84 Грукты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650—72 Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12248—96 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536—79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатногосостава

ГОСТ 25100—95 Грунты. Классификация

ГОСТ 30416—96 Г рунты. Лабораторные испытания. Общие положения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3    Термины и определения

3.1    В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 30416 и ГОСТ 12248. а также следующие термины и их определения:

3.1.1    слабыегрунты:По{1).[2].

3.1.2    глинистые грунты повышенной влажности: По[2].

Издание официальное

3.1.3    естественная структура грунта: Строение грунта в условиях его природного залегания.

3.1.4    ненарушенная структура грунта: Структура грунта в образце, отобранном из массива и сохранившем природную структуру.

3.1.5    нарушенная структура грунта: Структура грунта в образце, подвергшемся различным воз-действиям или сформованном при заданной плотности-влажности.

3.1.6    искусственная (техногенная) структура: Структура грунта, полученная в процессе технологических операций при возведении грунтового сооружения.

3.1.7    паста: Грунт, полученный после его высушивания, размельчения и добавления воды до влажности на границе текучести.

3.1.8    двухфазное состояние грунта (водонасыщенное): Состояние грунта при коэффициенте еодонасыщения а0,95 и практическом отсутствии газообразной фазы.

3.1.9    трехфазноо состояние грунта: Состояние грунта при коэффициенте еодонасыщения < 0.95 и содержащем газообразную фазу в количественном отношении более 5 % объема лор.

3.1.10    сжимаемость: Изменение объема грунта под влиянием сжатия от действующей внешней нагрузки в условиях невозможности бокового расширения, которое характеризует его компрессионные свойства.

3.1.11    консолидация: Затухающее во времени деформирование наскальных грунтов под воздействием внешней нагрузки.

3.1.12    компрессионные параметры: Показатели, зависящие от физико-механических свойств грунтов и уплотняющей нагрузки и характеризующие зависимость стабилизированной осадки от нагрузки. Определяются по компрессионной кривой, построенной по результатам испытаний на компрессию.

3.1.13    структурная прочность грунта на сжатие: Комплексная характеристика поведения грунта. эквивалентная пороговой нагрузке, только после превышения которой начинается интенсивное сжатие грунта (при Х> 0.005. где X — относительная деформация).

3.1.14    модуль деформации грунта: Обобщенная характеристика деформируемости грунта, представляющая собой коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией.

3.1.15    модуль осадки: Относительная деформация грунта, выраженная в промилях, определяемая по компрессионной кривой для заданной нагрузки.

3.1.16    консолидационные параметры: Показатели, зависящие от физико-механических свойств грунтов и времени воздействия постоянной нагрузки, характеризующие зависимость нестаби-лизированной осадки от времени. Определяют по консолидационной кривой, построенной по результатам испытаний на консолидацию.

3.1.17    консолидационный параметр первого этапа консолидации (дофильтрационной консолидации): Угловой коэффициент первого прямолинейного участка консолидационной зависимости видах* fflgt).

3.1.18    консолидационный параметр второго этапа (первичной фильтрационной консолидации): Коэффициент консолидации (или обобщенные консолидационные параметры, показатель степени консолидации).

3.1.19    консолидационный параметр третьего этапа (вторичной фильтрационной консолидации): Показатель степени консолидации.

3.1.20    консолидационный параметр четвертого этапа (консолидации объемной ползучести): Угловой коэффициент четвертого прямолинейного участка кривой вида    fflgt).

3.1.21    схема испытаний: Схема, назначенная при проектировании из условий работы грунта в системе «сооружение — грунт» и указанная в задании на испытание.

Основные схемы испытаний:

•    по режиму нагружения образца:

•    по условию отжатия поровой воды из образца.

3.1.22    режим нагружения образца: Время передачи ступени нагрузки на образец и время ее выдерживания.

3.1.23    условие отжатия поровой воды из образца: Создание условий для возможности отжатия поровой воды (открытая схема) и условий, при которых отжатие поровой воды исключается (закрытая схема).

4 Общие положения

4.1    Методики компрессионных и консолидационных испытаний, предстаепенные в настоящем стандарте, распространяются на грунты класса И. на группы — связные грунты, на типы — минеральные и биогенные (органические и органо-минеральные), а также на все их виды по ГОСТ 25100.

4.2    Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения харак-теристик деформируемости грунтов:

•    компрессионное сжатие (с заданным режимом нагружения):

•    компрессионно-консолидационные испытания (по различным схемам);

•    консолидационные испытания.

4.3    Представленные в настоящем стандарте методики компрессионных и консолидационных испытаний предусматривают определение показателей сжимаемости без бокового расширения при отводе лоровой жидкости в вертикальном направлении вверх и вниз или только вверх либо без отвода воды. Полученные параметры следует учитывать при проектировании конструкции насыпи (в случаях использования слабых грунтов восновании насыпи и глинистых грунтов повышенной влажности в насыпи) в расчетах значений конечной осадки грунта и времени достижения требуемой степени консолидации (или интенсивности осадки) под расчетной нагрузкой при моделировании в опыте условий реального сжатия грунта.

4.4    Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам, лабораторным помещениям — поГОСТ 30416.

4.5    Для испытуемых грунтов должны быть определены физические характеристики и рассчитаны следующие показатели: плотностьсухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыще-ния (а также другие характеристики в соответствии с техническим заданием на испытания).

Такие характеристики грунтов, какотносительнаяпросадочностьиотносительное набухание и доследует определять по ГОСТ 12248.

4.6    Кроме требований к лабораторным испытаниям грунтов по ГОСТ 30416. к методике определения деформационных свойств грунтов по 4.1 предъявляются следующие требования к качеству образцов и методу испытаний:

•    состояние образца должно соответствовать состоянию грунта в естественном залегании (основании) или заданному по плотности-влажности (в сооружении);

-    граничные и временные условия загружения и деформирования грунта в сооружении или в основании должны моделироваться при испытаниях:

-    для учета совместных условий работы грунта и конструкции должны также моделироваться внешние и внутренние факторы. К внешним факторам относят: статические нагрузки на грунт, изменения гидрогеологических условий, режим нагружения, к внутренним факторам — изменения структуры и состояния грунта за счет физико-механических процессов, происходящих при его уплотнении.

4.7    Объем испытаний на компрессию и консолидацию зависит от числа выделенных литологически однородных слоев в толще грунта (или в расчетных слоях грунта в сооружении), условий работы грунта и от стадии проектирования [3]. [4]. Кроме того, при назначении объема испытаний для каждого выделенного слоя число испытаний должно назначаться всоответствии с требованиями статистической обработки. Следовательно, число образцов и схема испытаний на компрессию и консолидацию в каждом конкретном случае должны указываться в техническом задании на испытания. Схема испытания должна включать в себя: значения расчетных нагрузок, режим их приложения, условия дренирования (одностороннее, двухстороннее) и отжатия (оттока) лоровой воды (открытая или закрытая схема).

4.8    При проведении комплекса испытаний образцов грунта с ненарушенной структурой необходимо. чтобы все испытания проводили на образцах одинаковой сохранности.

При испытаниях образцов с заданной плотностью и влажностью до начала первого испытания следует подготовить столько грунта, чтобы его хватило на все предусмотренные испытания.

Период времени испытаний всего комплекса должен быть как можно короче, но с учетом времени выдерживания ступеней нагрузки.

4.9    Определяют три группы показателей свойств грунтов: классификационные, косвенные и прямые.

Под классификационными показателями понимают показатели, применяемые для классифицирования или сравнения одного показателя с другим.

Косвенные показатели — это показатели, установленные по существующим корреляционным зависимостям с другими прямыми показателями и используемые для предварительной оценки свойств грунтов и ориентировочных расчетов их деформаций.

з

Прямые показатели — это показатели, определяемые непосредственно из опыта, дающие коли» явственное выражение свойств и используемые для окончательных расчетов деформаций.

4.10    Настоящий стандарт устанавливает прямые показатели деформационных свойств грунтов (минеральных, органо-минеральных, органических), которые могут быть использованы также и как классификационные.

Прямой метод испытаний применяют для установления компрессионного и консолидациокного параметра, если все показатели, используемые для его вычисления, могут быть определены из опыта.

4.11    Кроме того, показатели механических свойств грунтов могут быть стандартными (используемыми для расчетов, выполняемых в соответствии с нормативными документами) и специальными (отличающимися от принятых в нормативных документах и определяемыми в соответствии с новыми расчетными схемами для прогноза поведения конструкции).

4.12    Методы испытаний могут быть тестированными, т.е. регламентированными официальными стандартами, и традиционными, т.е. общепринятыми.

4.13    В настоящем стандарте приведены:

> стандартные методики компрессионно-консолидационных испытаний грунтов по ГОСТ 12248. а также традиционные (общепринятые):

-    стандартные показатели деформационных свойств грунтов в условиях компрессионного сжатия по ГОСТ 12248. а также традиционные (общепринятые).

4.14    Основой для вычисления компрессионных характеристик грунтов являются:

-    компрессионная кривая, построенная в координатах /,. Р. где X, — относительная деформация, Р, — ступень нагрузки;

•    значения относительной деформации образца грунта, фиксированные на момент достижения условий стабилизации деформации под заданными ступенями нагрузки Х^и.

4.15    Основой для вычисления консолидационных характеристик грунтов являются:

• консолидационные кривые, построенные в координатах Ig fили X,,    ил и /л f; (где (, — время достижения X,);

-    время достижения заданной относительной деформации >, или степени консолидации (выражение >.в процентном соотношении)^, % образца грунта сзаданными условиями фильтрации.

5 Методы определения показателей деформационных свойств

связных грунтов

5.1    Сущность метода компрессионного сжатия

5.1.1    Испытание фунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости:

•    относительная деформация iVt.

-    модуль осадки ер/,

-    модуль деформации Ерг

-    структурная прочность фунта на сжатие Рсгр,

•    консолидационный параметр тд#.

-    параметр объемной ползучести тп.

-    коэффициент консолидации первичной фильтрационной консолидации си,

•    показатель степени консолидации п.

•    обобщенный консолидационный параметр bt.

5.1.2    Характеристики по 5.1.1 определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможностьбокового расширения образца при их нагружении вертикальной нафуэкой (нормальным давлением).

5.1.3    Диапазон нагрузок, при которых проводят компрессионные испытания, и ступени нагружения устанавливают или лринимаюте пределах полуторного значения проектной нагрузки на грунтовое основание (или на расчетные слои в насыпи). Нагрузка, под которой должен уплотняться образец в испытании на консолидацию, устанавливают расчетом.

5.1.4    Для испытаний используют образцы фунта:

-    ненарушенного сложения с природной влажностью, отобранные из основания насыпи;

•    ненарушенного сложения — отобранные из основания насыпи и водонасыщенные;

-    нарушенного сложения — сзаданными значениями плотности и влажности;

-    с ненарушенной структурой — отобранные из насыпи.

5.1.5    Испытаний проводят по следующим схемам, которые указываются в задании:

•    открытая, при которой обеспечивается свободный отток воды из образца через штампы при различных условиях фильтрации (односторонняя, двухсторонняя);

•    закрытая, при которой отжатие воды из образца исключается;

- тестированный режим приложения нагрузки:

•    заданный режим приложения нагрузки.

5.1.6    Испытуемый образец должен иметь форму цилиндра при отношении высоты к диаметру

1:3.5.

5.1.7    В процессе компрессионно-консолидационных испытаний ведут журнал по ГОСТ 12248 и дополнительно предлагаемой форме (см. приложение А).

5.2 Приборы и оборудование

5.2.1    В состав установки для компрессионных и консолидациокных испытаний грунтов в условиях компрессионного сжатия должны входить:

•    одометр, состоящий из рабочего кольца с внутренними размерами в зависимости от размеров цилиндрической обоймы, перфорированных штампов (верхнего и нижнего в виде перфорированного вкладыша), поддона с емкостью для воды;

•    механизм для вертикального нагружения образца фунта:

•    устройства для измерения вертикальных деформаций образца.

5.2.2    Для испытаний торфов, салропелей, илов, а также глинистых грунтовс различным содержанием органического вещества мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции следует использовать модернизированные приборы со следующими показателями:

•    приборы должны быть снабжены облегченными штампами и уравновешенными загрузочными устройствами:

•    должна обеспечиваться передача на образец малых ступеней нормального давления и возможность развития значительных деформаций сжатия (до 50 % высоты образца) и их измерения:

•    перфорация штампов должна обеспечивать свободный отток отжимаемой из образца поровой

воды.

5.2.3    Предпочтительно, чтобы одометры были оборудованы лрофаммным обеспечением, датчиками напряжений и деформаций, а также устройствами автоматической регистрации и записи деформации образца при его уплотнении. Все перечисленное выше оборудование должно пройти аттестацию (см. раздел 2).

5.2.4    Компрессионные приборы следует тарировать на сжатие с помощью металлического вкладыша. Максимальное давление при тарировке должно быть равно 0.6 МПа. нагружение ступенями — 0.05 МПа с выдержкой 2 мин при каждой загрузке и разгрузке прибора.

Средства измерений должны подвергаться периодической поверке (калибровке), а испытательное оборудование — аттестации, включающей в себя обязательную тарировку для учета собственных деформаций прибора (сжимаемость деталей и фильтров) в соответствии с требованиями к их эксплуатации.

Для исключения деформаций прибора из показаний деформации образца фунта под той или иной нафузкой, полученных при испытании, следует вычесть показания деформации прибора, полученные при его тарировании под теми же нафузками.

Измерительные приборы должны периодически подвергаться метрологическим проверкам и иметь ведомость поправок в пределах рабочего диапазона каждого прибора (см. ГОСТ Р 8.563. ГОСТ Р 8.568).

5.2.5    Погрешность измерений при испытаниях не должна превышать:

0.02 г — при определении массы образца:

0.1 мм — при измерении геометрических размеров рабочего (режущего) кольца, определяющего размеры образца;

0.01 мм — при измерении деформаций образца;

1 % — при измерении прикладываемой кафузки (ступени нагружения).

5.3 Подготовка к испытанию прибора и образца

5.3.1 Подготовку приборов и измерительных устройств к компрессионным и консолидационным испытаниям проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12248 и ГОСТ 30416.

Перед испытанием измеряют диаметр и высоту рабочего кольца и взвешивают его с точностью, указанной в 5.2.6.

За высоту и диаметр рабочего кольца принимают их среднеарифметическое значение (из нескольких измерений).

5.3.2    Для создания открытой схемы испытаний необходимо предусмотреть использование кружков фильтровальной бумаги, вырезанных строго по внутреннему диаметру рабочего кольца, для создания закрытой системы — водонепроницаемых прокладок, подготовленных аналогично водопроницаемым. но из другого материала.

5.3.3    В период подготовки и проведения испытаний необходимо предусмотреть меры по предохранению образцов грунта от высыхания (создание защитных оболочек, использование чехлов и т.л.).

5.3.4    Дляводонасыщения(доувлажнения)образцовгрунтадопускается использовать водупитье-еого качества, если в задании на испытание не приведены указания по использованию дистиллированной либо грунтовой воды с места отбора образца.

5.3.5    Методика подготовки образцов киспытаниямэаеиситотструктурыгрунта.

Методика изготовления образца грунта с ненарушенной структурой приведена в приложении Б.

Методика изготовления образца грунта с заданными значениями влажности и плотности сухого грунта приведена в приложении В.

5.3.6    Для компрессионио-консолидационных испытаний грунтов с ненарушенной структурой из общего числа монолитов следует отобрать «представительные» монолиты для каждого выделенного слоя, природная влажность которых соответствует расчетной влажности для данного слоя (среднеме-дианное значение по графику рассеяния значений природной влажности для всего слоя), указанной в задании.

5.3.7    Требуемые значения влажности и плотности образцов грунта с нарушенной структурой устанавливают. исходя из расчетной схемы сооружения и проектируемой конструкции, и указывают в задании на испытание.

5.3.8    Одновременно с подготовкой образцов должны быть определены показатели физических свойств испытуемых грунтов: влажность, пределы пластичности, плотность, плотность частиц грунта, гранулометрический состав, содержание органических веществ, степень разложения и зольность (для торфов) в соответствии с указанными в разделе 2 настоящего стандарта. ГОСТ 5180. ГОСТ 10650. ГОСТ 12536, ГОСТ 25100.

5.4 Проведение испытания накомпрессию и консолидацию пооткрытой и закрытой схемам

5.4.1    Перед испытаниями при намеченной в задании двухсторонней фильтрации воды изобраэца верхний и нижний его торцы следует покрыть влажными кружками фильтровальной бумаги. При односторонней фильтрации воды из образца нижний его торец покрывают водонепроницаемой прокладкой или используют специальный вкладыш без перфорации, предусмотренный в конструкции прибора. Эти же вкладыши используют для создания закрытой схемы испытаний.

5.4.2    Кольцо с образцом помещают в одометр и устанавливают его под загрузочное устройство компрессионного прибора. Устанавливают на нулевой отсчет индикаторы или другие измерительные устройства (при показаниях, отличных от нуля, их записывают в журнале как начальные).

5.4.3    Водонасыщениеследуетпроводитьдляпереводаобразцаизтрехфазногосостояния в двухфазное (полностью водонасыщенное). При предварительном насыщении грунта водой прибор собраз-цом помещают под пресс; опускают винт арретира так. чтобы грунт не набухал, или доводят арретирное кольцо прибора до соприкосновения с верхним штампом. Насыщают образец по 5.3.4 грунтовой водой, взятой с места отбора образца, грунтовой вытяжкой или дистиллированной водой. Допускается использовать водопроводную воду при небольшой ее минерализации. Для еодонасыщения допускается использовать специальные устройства или трубки. 6 последнем случае уровень воды в трубке устанавливают выше верхней грани рабочего кольца и поддерживают его на протяжении всего опыта. Допускается водонасыщать образец методом обратного давления.

5.4.4    После покрытия водой всей поверхности верхнего штампа водонасыщение можно завершить.

5.4.5    При необходимости испытания образца в водном окружении спустя 3 мин после приложения 1-й ступени нагрузки повторить операции по 5.4.3.

5.4.6    Для проведения компрессионных испытаний кгрунту прикладывают нагрузку нарастающими ступенями (без ударов). Для образцов глинистых грунтов текучей консистенции, сапропелей и торфов с влажностью более 500 % рекомендуются следующие ступени нагрузок: 0.0025:0.005:0,01; 0.025:0.05: 0.10; 0.20 МПаи далее до заданной максимальной нагрузки суказанным шагом. Для образцов глинистых грунтов пластичной консистенции, сапропелей и торфов с влажностью менее 500 % рекомендуются следующие ступени нагрузок: 0.01; 0,025:0,05; 0.10:0.20 МПа и далее до заданной максимальной нагрузки с указанным шагом.

5.4.7    В зависимостиот состояния грунта числоступеней может быть всоответствиисэаданием на испытание сокращено. В зависимости от условий работы грунта в системе «сооружение — грунт» в задании на испытания указывают специальный режим нагружения образца.

5.4.8    Каждую ступень нормального давления выдерживают до условной стабилизации деформа* ции образца. Во всех случаях принимаемая за условную стабилизацию деформации интенсивность осадки не должна превышатьО.01 мм:

•    для супесей — за 16ч.

•    для суглинков и глин, органо-минеральных и органических грунтов — за 24 ч.

5.4.9    При больших осадках образца необходимо следить за системой нагружения и регистрацией деформаций.

Одометр с образцом необходимо защищать от сотрясений и резких температурных колебаний.

5.4.10    Для определения структурной прочности грунта на сжатие Рсгр первую и последующие ступени нагрузки необходимо принимать равными 0,0025 МПа до момента начала интенсивного сжатия образца грунта. За начало интенсивного сжатия принимают значение относительной деформации образца к-0.005. Графичесхий способ определения структурной прочности грунта на сжатие приведен в приложении Г.

5.4.11    Для дальнейшего нагружения образца после определения РС|р за очередную ступень нагрузки принимают ближайшее к Р0 значение в соответствии 5.4.6.

5.4.12    Допускаются следующие варианты компрессионных и консолидационных испытаний, которые должны оговариваться в задании на испытания (см. 5.4.13—5.4.15).

5.4.13    Если схема консолидационных опытов не оговорена в задании на испытания, то на каждой ступени нормального давления на образец грунта записывают значения деформации в следующей последовательности:

•    первое — сразу после приложения первой ступени, затем через 0,25: 0.5: 1,0; 2.0; 5.0; 10; 20: 30 мин и далее с интервалом 1 ч в течение первого рабочего дня:

•    затем вначалеи вконце рабочего дня доусловнойстабилизации деформации грунта (см. 5.4.б).

5.4.14    Испытание на консолидацию также совмещают с компрессионными испытаниями. Однако запись деформации во времени параллельно испытуемых идентичных образцов проводят при уплотнении под одной (расчетной) из прикладываемых ступеней нормального давления в соответствии с 5.4.13. При уплотнении под другими ступенями деформации фиксируют в момент их приложения и в конце рабочего дня. затем в начале и в конце рабочего дня до достижения условной стабилизации деформации (см. 5.4.8). Испытание по открытой или закрытой схеме проводят в зависимости от задания на испытания. Способ установления схем приведен в приложении Д.

5.4.15    Испытание на консолидацию проводят на идентичных образцах с одинаковыми или с разными условиями дренирования только под «расчетной» нагрузкой (под вертикальным давлением).

5.4.16    В необходимых случаях в соответствии с заданием на испытание может быть проведена разгрузка образца грунта в последовательности, обратной порядку нагружения, а также проведено повторное испытание грунта на компрессию.

5.4.17    По окончании деформации образца грунта (достижение условной стабилизации деформации) под последней ступенью вертикального давления воду удаляют, если образец находился под водой, и снимают нагрузку. Разбирают одометр, извлекают рабочее кольцо с образцом, снимают фильтровальную бумагу, удаляют сухой фильтровальной бумагой остатки влаги с торцов образца и взвешивают его с указанной в 5.2.6 точностью.

5.4.18    Определяют объем образца, для чего площадь его поперечного сечения умножают на его конечную высоту, равную разности между начальной высотой образца и его осадкой.

Затем образец взвешивают и высушивают для определения его влажности по ГОСТ 5180.

5.4.19    Результаты определения конечных деформаций и деформаций во времени, а также расчетов показателей состояния до испытания и после испытания записывают по форме в журнал (см. приложение А).

8 соответствии с заданием на испытания рассчитывают необходимые показатели физических свойств испытуемого грунта (плотность, коэффициент пористости, коэффициент водонасьпцения и др.).

5.4.20    В соответствии с заданием на испытания может потребоваться определение тех или иных характеристик деформируемости (конечной и ео времени) по результатам испытаний при разных условиях.

Если для определения консолидационных параметров грунтов достаточно создания одинаковых условий в параллельных испытаниях, то эти испытания проводят по схеме «одной кривой». При разных условиях испытания (путь фильтрации или высота образца) параллельные испытания проводят по схеме «двух кривых». В первом случае в результате каждого испытания попучают одну консолидационную кривую (см. 5.4.22). во втором — две (см. 5.4.23). Эти схемы применяют и «компрессионным испытаниям (см. 5.4.21). Основные деформационные характеристики грунтов, схемы ислытаний. а также регламентирующие их документы приведены в приложении Е.

5.4.21    Методика проведения компрессионных испытаний по схемам «одной кривой», «двух кривых» приведены в ГОСТ 12248.

5.4.22    Методика проведения консолидационных ислытаний по схеме «одной кривой» приведена в 5.4.1—5.4.12.

5.4.23    Методика проведения консолидационных испытаний ло схеме «двух кривых» приведена

ниже.

При испытаниях на серийно выпускаемых приборах их проводят на двух идентичных образцах с ненарушенной структурой (или на одинаковых образцах по плотности и влажности), с разными условиями дренирования (фильтрации) отжимаемой при уплотнении лоровой воды: одностороннее и двухстороннее. Целесообразнее проводить такие испытания в специальных одометрах с различной высотой рабочего кольца (например. Л, = 3.75 см. h2 - 2.5 см) при соблюдении требуемого соотношения высоты кольца к его диаметру (см. 5.1.6). В последнем случае идентичные образцы испытывают при одинаковых условиях фильтрации.

При этом следует считать путь фильтрации воды при односторонней фильтрации равным высоте образца />ф = йовр, а при двухсторонней фильтрации половине высоты образца

5.4.24    В задании на испытание может быть предусмотрено проведение консолидационных испытаний в полном или сокращенном объеме.

При выполнении полного объема испытаний должны быть испытаны три пары идентичных образцов. каждую из которых с разными путями фильтрации воды уплотняют под одной из трех намеченных нагрузок.

При назначении нагрузок следует исходить из расчетной нагрузки Р2 - ЯМО( на расчетный слой (эта нагрузка должна быть средней). Значение минимальной нагрузки не должно быть менее структурной прочности грунта на сжатие Р, аРет(| ■ Максимальная нагрузка не должна вызывать выдавливание грунта в зазоры прибора. Ее значение может быть принято по результатам предварительного расчета устойчивости данного слоя Р3 £ Р^,.

При выполнении сокращенного объема ислытаний должна быть испытана пара идентичных Образцове разными путями фильтрации воды иуплотненныхлод расчетной нагрузкой.

5.4.25    В каждой серии компрессионных и консолидационных испытаний при сокращенном объеме необходимо предусмотреть параллельные испытания. При полном объеме параллельные испытания при хорошей сходимости результатов можно не проводить (см. 5.4.26).

5.4.26    За нормативное значение характеристики деформируемости грунта во времени принимают среднеарифметическое значение из параллельных ислытаний или из проведенных ло одной схеме, но при условии, что расхождение между ними не выходит за допустимые пределы.

За допустимые пределы расхождений в результатах указанных испытаний идентичных образцов грунта (и при прочих равных условиях) принимают:

-    расхождение в значениях относительной деформации двух идентичных образцов, соответствующих той или иной ступени нагрузки (нормального давления), не превышающее 10 % конечного значения;

-    расхождение во времени достижения той или иной относительной деформации идентичных образцов при одинаковых условиях испытания, не превышающее 5 % в течение 100 мин прохождения испытания, и 10 % — более 100 мин.

5.4.27    В случае превышения указанных допусков в результатах сравниваемых ислытаний идентичных образцов испытания следует повторить в соответствии с 5.4 и заданиями на испытание.

Вслучае, если консолидационные кривые идентичных образцов с разными условиями фильтрации или уплотненных под разными ступенями нагрузки (нормального давления) пересекаются, испытания также следует повторить в соответствии 5.4 и с заданием на испытание.

5.4.28    В задании на испытание может быть предусмотрено проведение консолидационно-ком-прессионных испытаний с контролем изменения массы образца после уплотнения под каждой ступенью нагрузки (нормального давления).

5.4.29    С этой целью после достижения условий стабилизации деформации образца под очередной ступенью нагрузки (нормального давления) прибор следует разгрузить (см. 5.4.16.5.4.17). образец грунта с кольцом взвесить, снова установить в одометр. Затем собирают прибор в указанной выше последовательности (5.4.1—5.4.5).

5.4.30 Для продолжения испытания «образцу прикладывают ту же ступень нагрузки (нормального давления), под которой он уплотнялся, ивыдерживают до достижения условной стабилизации деформации. Записывают показания измерительных устройств, которые принимаются за начальные значения. Затем к образцу прикладывают следующую ступень нагрузки (нормального давления) и выдерживают до достижения условной стабилизации деформации.

Операции, описанные в 5.4.29. 5.4.30. повторяют до достижения максимально заданной ступени нагрузки (нормального давления), т.е. до завершения испытания.

По изменению массы влажного образца после каждой ступени нагрузки (нормального давления) и с учетом массы сухогообразца после окончания испытания рассчитывают изменения влажности грунта W в процессе всего испытания В результате компрессионных испытаний строят графики = f[P) и w£ - f{P). Пример графического оформления компрессионных испытаний приведен в приложении Ж.

5.5 Обработка результатов испытаний

5.5.1 Для определения компрессионных характеристик испытуемого фунта по результатам опре-деления деформации под каждой ступенью нагрузки вычисляют:

•    абсолютную вертикальную стабилизированную деформацию образца грунта ЛЛр,, мм. как среднеарифметическое показаний двух измерительных приборов минус поправка на деформацию компрессионного прибора (по тарировочной кривой);

•    относительную вертикальную деформацию образца грунта по формуле


гдвЛ0 — высота образца до испытания.

5.5.2    По вычисленным значениям ^ строят график зависимости \ - f{P). Через экспериментальные точки проводят осреднекную плавную кривую (см. приложение Ж).

5.5.3    Всоответствии с заданием на испытание может быть задано определение модуля осадки е„ и коэффициента пористости Значение ер| (сжатие в миллиметрах столба грунта высотой 1 м) рассчитывают по формуле

ew =Хр,-1000 мм/м.    (5.2)

При определении коэффициента пористости следует оценивать «активную» пористость грунта по формуле

(S.3)


С).

ло

гдвСд — начальный коэффициент пористости, рассчитываемый ло формуле

(1 ♦ 0.01 IV0) - 1.    <s<)

р

гдвр, — плотность частиц грунта;

1>— плотность фунта:

W0 — начальная влажность фунта.

Значение «активной» пористости может быть рассчитано через значения начальной и конечной влажности также по формуле [1].

5.5.4    Для определения значения структурной прочности фунта на сжатие необходимо кривую К, - ДР;) перестроить в виде с = /(IgP) (см. приложение Г)-

5.5.5    По полученным при консолидационных испытаниях значениям >, и (строят кривую консолидации видаХ=(!дО для каждогообраэца фунта. Если испытание проводили на двух идентичныхобраэцах с разными условиями дренирования, тостроят две консолидационные кривые наодном фафике (для Л1ф и й — разный путь фильтрации).

5.5.6    По характеру консолидационной кривой устанавливают расчетную модель консолидации для конкретных условий работы грунтов в системе «сооружение — фунт» на конкретном объекте.

5.5.7    С этой целью кривую консолидации рассматривают ло участкам, отличающимся друг от друга по геометрическим признакам. Каждый участок кривой отражает соответствующий этап консолидации:

- участок I — дофильтрационкая консолидация:

•    участок II — первичная фильтрационная;

•    участок III — вторичная фильтрационная;

•    участок IV — объемная ползучесть.

Варианты сочетаний указанных этапов консолидации в зависимости от структуры, состояния и свойств грунтов приведены в приложении И.

5.5.8    Этапы I — IV консолидации в различных сочетаниях могут быть получены по результатам испытаний грунтов по открытой схеме. Этапы I. IV консолидации могут быть получены по результатам испытаний фунтов как по открытой, так и по закрытой схеме.

5.5.9    С учетом вида консолидационной кривой и варианта сочетания указанных выше этапов кон* солидации (см. 5.5.7) должна быть принята методика обработки результатов испытаний для получения значений показателей консолидации. Способы выделения характерных участков на кривой консолида* ции по геометрическим признакам приведены в приложении К.

5.5.10    Формулы расчетов консолидациокных параметров фунтов (см. 5.1.1 )на всех этапах консо* лидации, перечисленных в 5.5.7. имеют следующий вид:

_ х;-*;а

(5.5}

„ . N*>hl.

г* ’

(5.6}

„на, * <(*)

(5.7)

а-—

(5.6)

к -4«2-М. ' ЗЛ,

(5.9}

та- .

{5.10}

где ь; — заданная относительная деформация образца на этапе дофильтрационной консолидации: х;0 — относительная деформация образца, соответствующая условному началу сжатия V, — время достижения /.;:

с, — коэффициент консолидации на этапе первичной фильтрационной консолидации:

Nи — фактор времени, соответствующий степени консолидации о = 50 % от 100 % первичной фильт* рационной консолидации, определяемый по [1];

Лф — путь фильтрации отжимаемой воды из образца:

f50 — время достижения и - 50 % по кривой консолидации данного образца;

—    показатель степени консолидации на момент достижения заданной относительной деформа* ции /, на этапе вторичной фильтрационной консолидации;

(, и (2 — время достижения значения заде иной относительной деформации, устанавливаемое по кривой консолидации образца грунта с величиной пути фильтрации ft,. ft2 соответственно /?, й;

АуИ ^ — заданная относительная деформация образца наэтапеобъемнойползучестии время ее достижения;

\он — относительнаядеформация образца, соответствующая достижению условной стабилизации деформации на момент времени /ми;

—    обобщенные консолидационные параметры, отражающие переменность ползучести скелета грунта иегофильтрационных свойств соответственно на этапе фильтрационной консолидации.

Формулы (5.8) и (5.9) справедливы при условии /> = 2 й или Л=_|£-.

5.5.11 Требования к представлению результатов испытаний (конкретные показатели, форма представления результатов и др.) должны быть приведены в задании на испытание.

Запись данных при испытании, обработку результатов, графические построения следует автома* тизировать.

Журнал записи компрессионных и консолидаиионных испытаний

Форма первой страницы журнала (по ГОСТ 12243} (вариант 1)

Организаций (лаборатория)

Журнал испытаний грунта методом компрессионного сжатия

Объект {пун кт)_

Сооружение_

Шурф (скавжина) Ns_

Глубина отборе образца, м_

Лабораторный номер образца_

Наименование грунта_

Сложение грунта_

Визуальное описание грунта в лаборатории

Данные о рабочем кольце (образце):

высота, мм_

диаметр, мм_

площадь, см2_

объем.см3_

масса.г_

масса с грунтом, г_

масса образца.г_


Физические характеристики грунта

Характеристика

Значение

Примечание

до

опыта

лоспе

опыта


Вид испытания_

Прибор (тип. номер)_

Схема испытаний_

Схема фильтрации_

Сведенияо замачивании_

Жидкость для замачивания (фильтрации)_

Дата испытаний: начало_окончание


Форме записи компрессионных и консопидационных испытаний (вариант 2) Журнал компрессионных и консопидационных испытаний

Объект_

Место отбора образца_

Проба N»_

Наименование выработки_

Глубинаотборе_

Исходные данные для расчетов

Высота кольца ft0_

Площадь кольца Р_

Объем кольца V_

Масса кольца тй_

Масса грунта до опыта mft_

Масса грунта после опыта т,2_

Плотность грунта р_

Влажность грунта до опыта WH#ll_

Влажность грунта после опыта _

Коэффициент пористости до опыта, рассчитанный по влажности ^авч м Тожепослеопытам_

Таблица А.1— Показатели состава и состояния грунта

Потеря

при

прокали

вании

Плот*

ность

частиц

грунта

Волос

нистость.

Степень

разло

жения

Золь

ность

Плот

ность

Содер

жание

СаСОа

Природ*

ная

влаж

ность

Степень водона-сыщения

Граница

теку*

чести

Граница

раскаты*

вания

Число

пластич

ности

Наиме

нование

грунта

по

класси

фикации

!

2

3

4

б

в

7

а

to

и

12

Таблице А.2 — Данные компрессионных и консопидационных испытаний

Дата

Время

Нагрузка

на

образец

МПа

(кгс/см*)

Показания нес сур

Дефор

мация

образца

Относи

тельная

дефор

мация

Модупь

осадки

Прира

щение

коэффи

циента

порис

тости

Коэффи

циент

порис

тости

№ 1

N>2

Среднее

значение

1

2

3

4

S

в

7

в

9

10

и

Методика изготовления образцов грунта с ненарушенной структурой

Для изготовления образцов грунта с ненарушенной структурой применяют следующее оборудование и материалы:

•    режущее кольцо (цилиндрическая форма с режущим краем), рабочее — кольцо прибора для испытаний.

•    стаканчики для взвешивания ВС-1 скрышкаыи;

•    винтовой пресс:

•    линейка длиной не менее 300 мм:

•    штангенциркуль:

•    нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм:

•    лабораторные весы;

•    электронные весы.

Размеры режущего кольца выбирают в зависимости от применяемого оборудования. Режущее кольцо перед употреблением должно быть проверено: при помещении кольца торцами на гладкую пластинку не должно быть видимых зазоров между краем кольца и пластинкой.

Монолит грунта очищают от парафина и подсохшего верхнего слоя. Кольцо устанавливают режущим краем на выровненную поверхность монолита (или стенку выработки), медленно вдавливают в грунт (для торфов с небольшим поворотом кольца) и срезают грунт по наружному диаметру кольца. При этом необходимо следить, чтобы кольцо погружалось вертикально, без перекосов, которые могут вызвать нарушение структуры грунта и исказить значение его плотности. 8 процессе вырезания и подготовки образца к испытанию необходимо следить, чтобы грунт не выкрашивался и образец вплотную прилегал к стенкам кольца. При нарушении естественной структуры образец бракуют. После заполнения кольца грунтом на него устанавливают насадку и вдавливают в монолит (или в грунт выработки) с превышением размера образца на 3—4 мм. Затем насадку снимают и осторожно срезают грунт в уровень скрвями кольца. Под кольцом грунт лодрезаютна кон ус иотделяют кольцо с грунтом от монолита (или грунтового массива). Для мягколлвстичных грунтов кольцо с грунтом отделяют от монолита упругой туго натянутой проволокой. Образец кладут на гладкую пластинку и зачищают грунт вровень с кольцом. Кольцо с грунтом взвешивают с точностью до 0.02 г.

Затем образец покрывают с торцов влажными фильтрами, повторно взвешивают и помещают в компрессионный прибор.

Методика изготовления образцов грунта с заданными значениями влажности

и плотности сухого грунта

Для изготовления образцов грунте сведанными значениями влажности и плотности сухого грунте а дополнение к оборудованию, перечисленному в приложении Б. используют:

•    растирочное устройство или фарфоровую ступку с пестиком;

•    набор сит с диаметром отверстий 20:10 и 5 мм;

•    посуду мерную лабораторную стеклянную:

•    эксикатор Э-250;

- весы для статического взвешивания.

8 соответствии с методикой по ГОСТ 30416 для подготовки образцов грунта нарушенного сложения с заданными значениями влажности и плотности сухого грунта, необходимо.

а)    грунт просушить, растереть пестиком с резиновым наконечником до исчезновения комков, просеять через сито с отверстиями 2 мм и определить влажность по ГОСТ 5160:

б)    для получения заданного значения влажности в грунт добавить расчетное количество воды О. см3, определяемое по формуле

0 . m,(W, -ИГ)    (В.1>

'    P„(1>W)

где mf — масса исследуемого грунта при влажности W. г.

WtHW — соответственно заданная и исходная влажности грунта, а долях единицы. р„ — плотность воды, равная 1 г/см3:

в)    после увлажнения грунт тщательно перемешать и поместить в эксикатор (для равномерного распределения влаги) не менее чем не 2 ч с последующим контрольным определением влажности.

Уплотнение подготовленного грунта до заданной плотности сухого грунта рЛ проводят в рабочих кольцах прибора, применяя один из следующих методов: послойное трамбование, обжатие под прессом, уплотнение в приборе стандартного уплотнения падающим грузом.

Для подготовки обрвзцв. не сохраняющего форму, рабочее кольцо должно быть с жестким дном.

При уплотнении послойным трамбованием или обжатием под прессом предварительно рассчитывают массу грунта, которая а объеме рабочего кольца обеспечит заданную плотность сухого грунта ptf). по формуле

т,яК' * И\>-    (8.2)

где Vt — внутренний объем рабочего кольца, см3.

При использовании прибора стандартного уплотнения для получения рЛ необходимо предварительно определить последовательным приближением число ударов.

Подготовку образцов насыпного грунта (т.е. с техногенной структурой) с заданными значениями влажности и плотности сухого грунта осуществляют по методике ГОСТ 30416.

Грунт подсушивают, растирают пестиком с резиновым наконечником до исчезновения комков, просеивают черезсито сотверстиями диаметром 10 мм. Определяют влажностьпо ГОСТ 5180. По формуле (8.1) рассчитывают количество воды, необходимое для получения заданного значения влажности Wt. Далее выполняют требования перечисления в).

Соотношение заданной влажности с плотностью сухого грунта устанавливают по правой ветви кривой стандартного уплотнения или в соответствии с заданием на испытание. Кривая стандартного уплотнения грунта должна быть получена в результате его уплотнения по ГОСТ 22733.

Массу грунта (при заданной влажности), которая в объеме рабочего кольца обеспечит создание заданной плотности сухого грунте, рассчитывают по формуле (8.2) или по формуле

~    (В.З)

'    1 * к, х

гдер4 — плотность частиц грунта;

е, — коэффициент пористости при заданных значениях плотности-влажности.

Рассчитанную по формуле (8.2) или (8.3) навеску грунта помещают в рабочее кольцо компрессионного прибора и формируют путем ее обжатия под прессом до полного заполнения грунтом объема кольца.

Методика определения структурной прочности грунта на сжатие

По результатам испытаний грунтов на компрессию могут быть получены три вида начального участка компрессионной кривой с; ■ /(IgPj): 1 — горизонтальный. 2 — слабо наклоненный; 3 — резко наклоненный к оси IgP, в первом случае (горизонтальный начальный участок) структурную прочность на сжатие Ретр определяют графически следующим способом (см. рисунок Г.1).

Рисунок Г.1 — График определения структурной прочности грунта на сжатие

Находят точку А — точку резкого изменения кривизны (перегиба) кривой е,ш фдР,). Через эту точку проводят касательную АВ и горизонтальную линию AD. затем биссектрису AM угла BAD. Прямолинейный участок компрессионной кривой экстраполируют до пересечения с биссектрисой AM и получают точку N. Значение Р. соответствующее этой точке, принимают за структурную прочность грунта на сжатие Рстр.

Во втором случае (слабо наклоненный начальный учвсток)структурнуюпрочностьгрунта на сжатие Petpопределяют аналогично первому случаю по изменению кривизны кривой с, ■ /{IgPj. пусть и не так явно выраженному. Ориентировочно значение Р. соответствующее точке перегиба, может быть принято за Р .

В третьем случае (резко наклоненный участок) структурная прочность на сжатие для данного грунта отсутствует и ее не определяют.

Способы назначения схемы испытания

В задании на испытание указывают схему испытания:

1)    с регламентируемым а ГОСТ 12248 режимом нагружения {ступени нагрузки):

2)    со специально рассчитанным режимом нагружения (ступени нагрузки, время их выдерживания);

3)    открытую с обеспечением оттока пороеой воды в вертикальном направлении вверх и вниз или только

вверх:

4)    закрытую, исключающую отток пороеой воды.

Схему по перечислению 1}назнвчают в случае, если режим нагружения образца не оказывает существенного влияния на показатели сжимаемости грунта (глинистые грунты туголлвстичной и мягкоплвстичной консистенции: оргакоминеральные с влажностью менее 150 %. органические с влажностью менее 200 %).

Схему по перечислению 2) назначают в случае, если режим нагружения образца следует приблизить к темпу отсыпки насыпи. Состояние грунта — не перечисленное в схеме по перечислению 1).

Для уточнения необходимости применения в испытании расчетного режима нагружения образца должно быть проведено предварительное испытание на консолидацию двух идентичных образцов с регламентируемыми ступенями нагрузки и временем их выдерживания и этими значениями, назначенными расчетом, близким к реальным. При расхождении двух значений X, на заданный момент сравниваемых кривых X « fllgf). превышающем допустимые значения, целесообразно принять схему по перечислению 2) и указать ее а задании не испытание.

Для назначения схемы по перечислению 3) и схемы по перечислению 4) следует оценить расхождение двух кривых консолидаций Xafl[lgr) идентичных образцов, уплотненных под расчетной нагрузкой    разными усло

виями фильтрации отжимаемой воды (путь фильтрации).

возможны три варианте взаимного расположения двух кривых консолидации:

•    вариант 1 — расхождение кривых консолидации до 100 % степени консолидации находится в пределах допустимой точности;

•    вариант 2 — расхождение кривых консолидации по времени достижения степени консолидации от 25% до 70 % находится в пределах t2 £ 2(,. где (2— время достижения заданной степени консолидации образца путем

фильтрации ft2. Г, — тоже, путем фильтрации ft,. При этом ft, •—h2;

•    вариант 3 — расхождение кривых консолидации повремени, указанному в варианте 2.составляет г2>2Г, и может достигнуть Г2« 4т,.

В вариантах взаимного расположения кривых консолидации по вариантам 1 и 2 схеме испытания должна быть назначена закрытая; по варианту 3 — открытая.

Примечание — Перечисленные выше предварительные компрессионные и консолидационные испытания грунтов с целью назначения схемы испытания должны быть предусмотрены в «проекте» при составлении сметы затрат на этапе инженерно-геологических изысканий.

Характеристики деформируемости грунтов, методы их определения в условиях компрессионного сжатия и регламентирующие документы

Таблица £.1

Характеристика деформируемости грунта

Метод определения

Грунты

Нормативный до гумен?

1 Коэффициент сжимаемости. Модульдеформации

Испытание на компрессию

Глинистые с числом пластичности более 0.25: органоминеральные и органические

По ГОСТ 12248

2 Относительная деформация. Модуль осадки

Испытание на компрессию

Глинистые с числом пластичности более 0.25: органоминеральные и органические

По настоящему стандарту

3 Структурная прочность

Испытание на компрессию

Глинистые с числом пластичности от 0.25 до 0.50; органомине-рвльные и органические с влажностью менее 150 % и 500 % соответственно

По ГОСТ 12248

на сжатие

Испытание на компрессию

Глинистые с числом пластичности более 0.50: оргвноминераль-ные и органические с влажностью более 150 % и 500 % соответственно

По настоящему стандарту

4 Относительная проса-дочность при заданном давлении

Испытание на компрессию по схеме «одной кривой»

Глинистые

По ГОСТ 12248

Относительная просадоч-ностьпри различных давлениях и начальное проселочное давление

Испытание на компрессию по схеме «двух кривых»

Глинистые

По ГОСТ 12248

S Относительное набухание при различных давлениях и давление набухания

Испытание на компрессию

Глинистые

По ГОСТ 12248

6 Относительное суффо-эионное сжвтие при заданном давлении

Испытание на компрессию по схеме «одной кривой»

Засоленные {содержащие легко-и среднерастворимые соли) супеси и суглинки

По ГОСТ 12248

Относительное суффоз ионное сжатие при различных давлениях и начальное давление суффозионного сжатия

Испытание на компрессию по схеме «трех кривых»

Засоленные (содержащие легко-и сред нерастворимые соли) супеси и суглинки

По ГОСТ 12248

7 Коэффициент консолидации

Испытание не консолидацию по схеме «одной кривой»

Глинистые с числом пластичности 0.25 * 0.75: органоминеральные и органическиес влажностью более 150 % и 500 % соответственно

По ГОСТ 12248

8 Коэффициент консолидации на этапе первичной фильтрационной консолидации

Испытание на консолидацию по схеме «одной кривой»

Глинистые с числом пластичности 0.25 0,75: органоминеральные и органические

По настоящему стандарту

Окончание таблицы Е. 1

Характеристика деформируемости грунта

Метод определения

Грунты

Нормативный

документ

9 Обобщенные консолида-ционные параметры на этапе первичной и вторичной фильтрационной консолидации

Испытание на консолидацию по схеме «двух кривых»

Глинистые с числом пластичности более 0,75: органоминеральные и органические с влажностью более 200 % и 500 % соответственно

По настоящему стандарту

10 Показатель степени консопидации на этапе первичной и вторичной фильтрационной консолидации

Испытание на консолидацию по схеме «двух кривых»

Глинистые с числом пластичности более 0.50: органомикераль-ные и органические с влажностью более 200 % и 500 % соответственно

По настоящему стандарту

11 Угловой коэффициент на этапе дофильтрацион-ной консолидации и консолидации объемной ползучести

Можно по любой схеме а зависимости от способа определений других консолидационных параметров данного грунта

Глинистые грунты, органоминеральные и органические

По настоящему стандарту

Пример графического оформления результатов испытаний грунтов на компрессию

Нврумв Р, МПа

J. — относительная деформация. W — влажность. Р — нагрузка, / — функция Рисунок Ж.1 — Зависимость относительной деформации и влажности грунта от нагрузки

Варианты видов коисолидациониой кривой

I — дофилырационная консолидация. II — первичная фильтрационная консолидация. Ill — вторичная фильтрационная консолидация. IV — консолидация объемной ползучести,

й,ф — двухсторонняя фильтрация. ~ односторонняя фильтрация; X — относительная деформация, (см. ось о), i/до. и,ф. и2ф. 1/л — степень консолидации на момент завершения 1^. Т,ф. (2ф. 1„ — дофипьтрационной консолидации, первичной фильтрационной консолидации, вторичной фильтрационной консолидации и консолидации объемной ползучести соответственно

Рисунок И.1 — Варианты сочетания этапов консолидации для различных грунтов и условий их работы

в конструкции

Способы выделения характерных участков на кривой консолидации по геометрическим признакам

При прохождении консолидации а четыре этапа кривая консолидаций имеет следующие характерные учвстки. прямолинейный участок (дофильтрационная консолидация), два криволинейных участка с разным наклоном к оси времени (первичная и вторичная фильтрационная консолидация), прямолинейный участок (объемная ползучесть). Выделяют эти характерные участки по испытаниям на консолидацию двух идентичных образцов (по состоянию) одинаковой высоты, с разными путями фильтрации или разной высотой с одинаковыми условиями фильтрации. Получают следующее взаимное расположение консолидационных кривых: первые прямолинейные учвстки для двух идентичных образцов практически совпадают или параллельны друг другу: первые криволинейные участки расходятся, вторые криволинейные участки сближаются друг к другу; последние прямолинейные учвстки практически совпадают или параллельны друг другу (см. рисунок К.1). При других вариантах этапов консолидации взаимное расположение кривых консолидации будет аналогичным описанному выше.

Этапы консолидации по геометрическим признакам выделяют следующим образом. Если консолидация грунта проходит в четыре этапа, тодофильтрационную консолидацию и консолидацию объемной ползучести определяют путем проведения касательной к большинству экспериментальных точек на первом и последнем участках. Затем по изменению кривизны консолидационной кривой (по точке перегиба) выделяют первичную фильтрационную консолидацию и вторичную фильтрационные консолидации (см. кривую «в* на рисунке К.1).

Если консолидация грунта проходит в два этапа (дофильтрационная консолидация и консолидация объемной ползучести), то проводят касательную к первому прямолинейному участку и ко второму, который имеет другой угол наклона коси времени (см кривую «б» на рисунке К.1). Может иметь место и такой случай: первичная фильтрационная консолидация и консолидация объемной ползучести. Касательная, проведенная к прямолинейному учвстку. выделяет этап объемной ползучести. Затем проводят касательную к средней части кривой, что позволяет выделить первичную фильтрационную консолидацию (см. кривую «в» на рисунке К.1).

Если консолидация грунта проходите три этапа, то порядок выделения характерных участков состоит из описанных выше действий.

Точки перехода от одного этапа консолидации к другому определяют следующим образом. Проводят биссектрисы углов, образующихся при проведении касательных к прямолинейным и криволинейным участкам консолидационной кривой >. ■ фд1) Пересечения биссектрис с кривой консолидации и будут точками перехода одного этапа консолидации в другой. 8 качестве примере на графике (см. рисунок К.2)локвзаны точки А. Б. 8. Г. полученные на консолидационной кривой, отражающей четыре этапа консолидации. Окончание вторичной фильтрационной консолидации (или первичной, если нет вторичной) соответствует точке устойчивого выхода консолидационной кривой на прямолинейный участок. На рисунке К.2 этой точке соответствует точка 8.

Примечание — Масштаб графика: по горизонтали откладывают время по логарифмической шкале Igf; по вертикали — относительную деформацию X 0.01— 20 мм

Рисунок К.1 — Графики зависимости относительной деформации от логарифма времени (для определения параметров консолидации) на атапах консолидации и способы их выделения

Окончание консолидации объемной ползучести соответствует моменту достижения условной стабилизации деформации образца <0.02 мм за 24 ч). На рисунке К.2 этому моменту соответствует точка Г.

Рисунок К.2 — Определение границ этапов консолидации

Условное время начала деформации ((«) и условно мгновенную относительную деформацию (Х,'а) получают интерполяцией опытной кривой консолидации до пересечения с осью X (ось относительной деформации)(см. рисунок К.2).

Степень консолидации на этапах рассчитывают от начала этапа до его окончания. За 100 %-иую степень консолидации каждого этапа принимают окончание этвла (точки А. Б. В. Г). За 100 %-ную степень консолидации всего процесса консолидации (до момента достижения условной стабилизации деформации) принимают точку Г.

Библиография

(1) Пособие по проектированию земляного полотне автомобильных дорог на слабых грунтах. Информаетодор.М..

2004

[2} СНиП 2.0S.02—86

(3} СНиП 11-02—96 [4} СП 11-105—97


Автомобильные дороги. Проектирование (издание 2001 г. с изменениями е конце документе)

Инженерные изыскания для строительстве. Основные положения Инженерно-геологические изыскания для строительства. Честь III

УДК 624.131:006.354    ОКС 13.080    Ж39    ОКСТУ5709

Ключевые слова: система «сооружение — грунт». компрессионно-коноолидационные параметры и испытания, слабые фунты, насыпь, основание, деформационные свойства, осадка конечная и во времени. одометр, стабилометр. открытая схема испытаний, закрытая схема испытаний, этапы консолидации

Редактор В.Н. Копы сое Технический редактор В.Н. Прусакова Корректор U.H. Паршина Компьютерная оерстка И.А. Напейконои

Сдано а набор 06.12.2011. Подписано а печать 24.01.20f2. Формат 60 » 64^£ Гарнитура Ариал. Уел. печ. л. 3.26. Уч.'Иад. л. 2.75. Тираж 106 экэ. Зак. 79.

ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». 123995 Москва. Гранатный лер.. 4. ww4v.90sbnto.ru    inlo@9oslin!o ги

Набрано во ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» на ПЭВМ.

Отпечатано в филиале ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ* — тип. «Московский печатник». 10S062 Москва. Пялим пер., 6.