Испытание глинистых грунтов

Вследствие того, что уплотнение глинистых грунтов под нагрузкой, растягивается во времени, вводятся два понятия:

1. сопротивление грунта сдвигу по методу консолидированного среза.

2. сопротивление грунта сдвигу по методу неконсолидированного среза.

В зависимости от решаемых задач применяется та или иная методика испытания.

Метод консолидированного среза следует применять для определения сопротивления срезу грунтов в условиях стабилизи­рованного состояния: глинистых грунтов с показателем консистенции I_L  1, коэффициен­том пористости для супесей и суглинков е  1 и для глин е  1.

Метод неконсолидированного среза следует применять для определения сопротивления срезу грунтов в условиях нестабили­зированного состояния: водонасыщенных суглинков и глин (при степени влажности . G>0,85), имеющих: I_L 0,5. Сопротивление срезу следует определять в результате ис­пытания образцов грунта на одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза, как было сказано выше. В процессе испытания надлежит производить срез одной части образца относительно другой его части постепенно возрастающей касательной нагрузкой при одновременной передаче на образец грунта нагрузки, нормальной к плоскости среза.

Примечание. Не допускается испытывать грунты, выдавливаемые в процессе испытания в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.

Сопротивление образцов грунта  следует определять как касательное напряжение:

при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при нормальном давлении , кгс/см²: где P и Q – соответственно нормальная и касательная нагрузки к плоскости среза, кгс; F – площадь среза, см². Определение  необходимо производить не менее чем при трех различных значениях  на образцах грунта, вырезанных из одного однородного по строению и составу монолита или, в необходимых случаях подготовленных в лабораториях.

Метод консолидированного среза.

В зависимости от вида грунта сопротивление срезу следует определять:

для песчаных грунтов— на подготовленных в лаборатории образцах с заданной плотностью сложения и влажностью или в условиях, полного водонасыщения; для глинистых грунтов—на образцах не нарушенного (природного) сложения при природной влажности или в условиях полного водонасыщения. Предварительное уплотнение образцов грунта, за иск­лючением просадочных, испытываемых в водонасышенном состоянии, надлежит производить при нормальных давле­ниях , при которых в последующем определяют сопротивление образцов срезу . Нормальное давление  при предельном уплотнении следует передавать на образец грунта последовательно ступенями . Величины  и  указаны в табл. 13,

таблица 13.

После переноса образца грунта из уплотнителя в срезной при­бор необходимо принять меры для сохранения влажности грунта в процессе среза. На образец грунта, установленный в срезной коробке, надлежит передать то же нормальное давление, при котором про­исходило предварительное уплотнение грунта. Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну сту­пень и выдерживать ее не менее: для песчаных грунтов— 5 мин для суглинков и глин—30 мин. После передачи нормальной нагрузки следует устано­вить индикатор деформаций среза l образца грунта, записать на­чальное показание. При передаче касательной нагрузки ступенями их величина должна составлять 5% величины нормальной нагрузки, при ко­торой производится срез. Не реже чем через каждые 2 мин после передачи ступени нагрузки необходимо регистрировать в журнале испытаний показания индикатора для измерения деформаций среза l, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформаций l до ее условной стабилизации. За условную стабилизацию деформации среза надлежит при­нимать скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

После достижения условной стабилизации деформации среза при данной ступени нагрузки следует передать следующую сту­пень касательной нагрузки.

При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в табл.2. Отсчеты по индикатору для измерения l следует произ­водить не реже чем через 2 мин. Испытания следует считать законченными, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5мм.

(см. рис. 37).

Метод неконсолидированного среза. Методом неконсолидированного среза следует испыты­вать образцы ненарушенного сложения суглинков и глин, которые в природном залегании находятся в водонасыщенном состоянии, а также образцы просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения на­грузки.

Рабочее кольцо с образцом грунта следует поместить в срезную коробку и закрепить в ней. Далее необходимо устано­вить штамп, произвести регулировку механизма нагруз­ки, установить зазор 0,5—1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, установить индикатор деформаций среза. На образец грунта необходимо передать сразу в одну ступень нормальное давление , при котором будет производиться срез образца. Величины  следует принимать по табл. 1

Таблица 14

Если при давлениях 1,25 и 1,5 кгс/см² происходит выдавлива­ние грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на 0,25 кгс/см².

Сразу после передачи нормальной нагрузки следует при­вести в действие механизм для создания касательной нагрузки и произвести срез образца грунта не более чем за 2 мин с момента приложения нормальной нагрузки.

При передаче касательной нагрузки в виде ступеней их вели­чина не должна превышать 10% величины нормального давления, при котором производится срез и приложение ступеней должно следовать через каждые 10—15 секунд.

При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза следует принимать в интервале 2—3 мм/мин, так чтобы срез происходил в течение указанного времени. Момент окончания испытания устанавливают в соответствии с указаниями консолидированного среза т.е. считаются законченными, если при приложении очередной ступени нагрузки происходит мгновенный срез или общая деформация превысит 5см (см. рис. 37). По окончании испытания следует записать в журнал максимальную касательную нагрузку в про­цессе испытания и вычислить сопротивление образца грунта сре­зу . Далее следует разгрузить образец, из­влечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать две про­бы на влажность из зоны среза образца.

Студенты проводят лабораторную работу по методу неконсолидированному срезу.