Материал: 2060

Если после уплотнения образца внешним давлением произвести его разгрузку, то деформации восстановятся тем полнее, чем выше упругие свойства грунта (см. рис.2).

Для небольшого диапазона давлений p компрессионная кривая может быть заменена прямой. С приращением внешнего давления p произойдет изменение коэффициента пористости e (рис.3).

Тангенс угла наклона отрезка компрессионной кривой к оси давлений характеризует сжимаемость грунта в рассматриваемом диапазоне давлений и носит название коэффициента сжимаемости грунта

Таким образом, модуль деформацииДгрунта, определяемый по результатам компрессионных испытаний связан с изменением его ко-

поперечной деформации грунта и приблизительно равный: для песков

– 0,8; супесей – 0,7; суглинков – 0,5 и глин – 0,4.

эффициента пористости.

Модуль деформации грунта является важнейшим показателем его деформационных свойств. Он используется при расчете осадок

ствительного, т.к. извлечение грунта из глубины для компрессионных испытаний приводит к изменению его напряженного состояния.

6

Компрессионные испытания грунтов следует проводить на образцах ненарушенной структуры и при естественной влажности.

При испытании грунта в одометре образец грунта находится в металлическом кольце. Нагрузка на грунт передается через поршень с отверстиями. Если к поршню одометра приложить давление p, высота образца уменьшится вследствие уплотнения грунта (уменьшения его пористости). При увеличении давления образец получит дополнительное уплотнение из-за изменения объема пор.

Зависимость изменения коэффициента пористости от давления называют компресс онной – e=f(p).

Нагрузка на образец с помощью рычажной системы передается поршнем. Его вертикальное перемещение (осадка) регистрируется индикатором. Поршень и дно одометра имеют вертикальные отверстия для удаления воды, выжимаемой из пор грунта при его уплотнении под действием нагрузки.

Необходимоеоборудование

Компрессионный прибор, индикатор часового типа (2 шт.), весы, бюкса (1 шт.), грунтовый нож с прямым лезвием, бумажные фильтры, секундомер, журнал наблюдений.

7

В учебной лаборатории СибАДИ для компрессионных испытаний используется прибор системы КП, имеющий: отношение плеч рычага, передающего нагрузку, 1:10; площадь образца грунта А = 60 см2; диаметр образца d = 87,4 мм; начальную высоту образца, равную высоте кольца, h = 25 мм.

Выполнениеработы

СибАДИКольцо с грунтом устанавливается в компрессионный прибор p. Водонасыщенные грунты испытываются в водном окружении.

Взвешивается на весах рабочее кольцо одометра. Внутренняя

поверхность кольца покрывается очень тонким слоем машинного масла.

Про звод тся зарядка образца грунта в кольцо. Для этого кольцо режущ м краем устанавливается на зачищенную поверхность грунтового монол та. Грунт с внешней стороны кольца подрезается

на небольшую глу ну (5…10 мм) грунтовым ножом, чтобы из него образовался ц л ндр д аметром, несколько превышающим внутрен-

ний диаметр кольца. После чего кольцо надавливанием рук осторожно, строго верт кально осаживается вниз. Подрезка и осаживание кольца про зводятся до тех пор, пока поверхность образца в кольце не будет выступать над верхним краем кольца на 2…5 мм. Затем грунт вокруг кольца подрезается на конус и кольцо с образцом отделяется от монолита. Верхняя и нижняя поверхности образца зачищаются ножом заподлицо со стенками кольца.

Кольцо очищается с внешней стороны от приставших к нему

частиц грунта и взвешивается для определения плотности грунта.

Из остатков грунта, образовавшихся после врезки кольца в монолит, берется в бюкс проба для определения влажности грунта, мас-

Для этого в ванну прибора наливается вода. Трехфазные грунты испытываются в воздушном окружении. При этом принимаются меры по предотвращению высыхания образцов грунта во время опытов (обкладка влажной тканью, устройство паронепроницаемых оболочек, крышек и т.п.).

Часовые индикаторы прибора устанавливаются в нулевое положение. Правильность сборки прибора проверяется легким нажатием рычага, что вызывает смещение стрелок индикаторов. При снятии усилия стрелки должны вернуться в исходное положение.

8

Подвеска рычага загружается гирей массой 6 кг, что соответствует давлению на образец 0,0981 МПа, при площади образца 60 см2 и соотношении плеч рычага 1:10. Масса гирь на подвеске рычага прибора и время от начала приложения ступени нагрузки, показания по индикаторам записываются в журнал испытаний (табл. 1).

Через 1; 2; 5; 10 и 20 мин после приложения нагрузки берутся отсчеты по шкале индикаторов и записываются в журнал. Через такие

Снимается, что стаб л зация деформаций образца от каждой ступени нагрузки завершается через 20 мин после ее приложения. В испытадля про зводства, проводимых в соответствии со стандартом [3],

же интервалы времени берутся отсчеты и после приложения каждой последующей ступени нагрузки. В учебных испытаниях условно при-

нияхстабил зац я деформаций о разца от каждой ступени нагрузки считается наступ вшей, если приращение осадки образца по индикатору не превышает 0,01 мм за 16 ч для глинистых грунтов и за 4 ч для пылеватых мелк х песков.

Черезб20 м н после приложения первой ступени нагрузки прикладывается вторая ступень, а еще через 20 мин – третья. Для этого подвеска рычага загружается гирями массами по 6 кг на каждую сту-

Через 20 мин послеАприложения третьей ступени образец разгружается. Разгрузка осуществляется теми же ступенями. После снятия очередной ступени образец выдерживается 5 мин и в журнале

пень. Отсчеты по индикаторам снимаются так же, как и при первой ступени нагрузки, и записываются в журнал наблюдений.

фиксируют отсчеты по индикаторам.

Д После завершения разгрузки прибор разбираетсяИ, грунт удаляется,

прибор очищается влажной салфеткой. Если испытания велись в вод-

ном окружении, то перед разборкой прибора из ванны удаляется вода. Из образца грунта в бюкс отбирается проба для определения конеч-

ной влажности. В учебных целях конечная влажность не определяется.

9

Запись, обработкаиоформлениерезультатовиспытаний

Определение плотностигрунта по кольцу

Начальная плотность грунта по кольцу, г/см3, рассчитывается по формуле

Плотность частиц грунта ρs в учебных испытаниях рекомендуется принимать равной 2,69 г/см3 для супеси, 2,72 г/см3 для суглинка

2,75 г/см3 для глины.

Получение компрессионной зависимости, вычисление коэффициента сжимаемости и модуля деформации

Результаты измерений деформаций образца грунта (отсчеты по индикаторам) при нагрузке записываются в журнале испытаний табл. 1 в строках, соответствующих заданному интервалу времени; при разгрузке записываются в строках, где обозначены массы гирь 12, 6 и 0 кг, через 5 мин после снятия очередной ступени нагрузки.

10