15 march 2016

Таблица Ж.3 - Значения коэффициента Va (a = 0,95)

l

К

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3

2,94

2,98

3,02

3,05

3,09

3,11

3,14

3,16

3,17

3,18

3,19

4

2,61

2,64

2,67

2,70

2,72

2,74

2,75

2,76

2,77

2,78

2,78

5

2,44

2,47

2,49

2,51

2,53

2,54

2,55

2,56

2,57

2,57

2,57

6

2,34

2,36

2,38

2,40

2,41

2,43

2,44

2,44

2,45

2,45

2,45

7

2,27

2,29

2,31

2,33

2,34

2,35

2,36

2,36

2,36

2,36

2,36

8

2,22

2,24

2,26

2,27

2,28

2,29

2,30

2,30

2,31

2,31

2,31

9

2,18

2,20

2,22

2,23

2,24

2,24

2,25

2,26

2,26

2,26

2,26

10

2,15

2,17

2,19

2,20

2,21

2,22

2,22

2,22

2,23

2,23

2,23

11

2,13

2,15

2,16

2,17

2,18

2,19

2,20

2,20

2,20

2,20

2,20

12

2,11

2,13

2,14

2,15

2,16

2,17

2,18

2,18

2,18

2,18

2,18

13

2,09

2,11

2,12

2,14

2,15

2,15

2,16

2,16

2,16

2,16

2,16

14

2,08

2,10

2,11

2,12

2,13

2,14

2,14

2,14

2,15

2,15

2,15

15

2,07

2,08

2,10

2,11

2,12

2,12

2,13

2,13

2,13

2,13

2,13

16

2,06

2,07

2,09

2,10

2,11

2,11

2,12

2,12

2,12

2,12

2,12

17

2,05

2,06

2,08

2,09

2,10

2,10

2,11

2,11

2,11

2,11

2,11

18

2,04

2,06

2,07

2,08

2,09

2,10

2,10

2,10

2,10

2,10

2,10

19

2,03

2,05

2,06

15 march 2016

УДК 624.131.4.001.4:006.354 ОКС 13.080 Ж39 ОКУСТ 5703

ГОСТ 20522-96

Межгосударственный стандарт

ГРУНТЫ

Методы статистической обработки

результатов испытаний

Предисловие

1. Разработан Государственным предприятием - Научно-ис­сле­до­вательский, проектно-изыскательский и конструкторско-тех­но­ло­ги­ческий институт оснований и подземных сооружений им. Н. М. Герсеванова (НИИОСП им. Герсеванова), Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС), Акционерным обществом "Все­рос­сий­ский научно-исследовательский институт гидротехники им. Б. Е. Веденеева" (АО "ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева"), Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (Союздорнии), Государственным предприятием - Инженерно-методологический центр "Стройизыскания" Российской Федерации.

Внесен Минстроем России.

2. Принят Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 15 мая 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Госупрархитектуры Республики Армения

Республика Беларусь

Минстройархитектуры Республики Беларусь

Республика Казахстан

Минстрой Республики Казахстан

Кыргызская Республика

Госстрой Кыргызской Республики

Республика Молдова

Минархстрой Республики Молдова

Российская Федерация

Минстрой России

Республика Узбекистан

Госкомархитекстрой Республики Узбекистан

3. Взамен ГОСТ 20522-75

4. Введен в действие с 1 января 1997 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постанов­лением Минстроя России от 1 августа 1996 г. № 18-58.

Содержание

1. Область применения

2. Определения

3. Общие положения

4. Выделение инженерно-геологического элемента (ИГЭ) и расчетного грунтового элемента (РГЭ)

5. Вычисление нормативных и расчетных значений характе­рис­тик грунтов, представленных одной величиной

6. Вычисление нормативных и расчетных значений угла внутреннего трения и удельного сцепления грунтов

Приложение А. Вычисление сравнительного коэффициента вариации

Приложение Б. Проверка необходимости дополнительного разделения ИГЭ и возможности объединения двух ИГЭ в РГЭ

Приложение В. Вычисление нормативного и расчетного значения модуля деформации с использованием аналитической аппроксимации компрессионной кривой

Приложение Г. Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов с использованием логарифмически нормального закона распределения

Приложение Д. Вычисление нормативного и расчетного значений характеристики при ее закономерном изменении с глубиной

Приложение Е. Вычисление нормативных и расчетных значений угла внутреннего трения и удельного сцепления по результатам испытаний грунтов при трехосном сжатии

Приложение Ж. Статистические таблицы

ГОСТ 20522-96

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

SOILS

STATISTICAL TREATMENT OF THE TEST RESULTS

Дата введения 1997-01-01

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает применяемые при инженерно-геологических изысканиях, проектировании и строительстве методы статистической обработки результатов испытаний грунтов, составляющих различные грунтовые объекты (основания сооружений, склоны, массивы, вмещающие подземные сооружения, грунтовые сооружения и их элементы и т. д.).

Методы применяют для статистической обработки результатов определений физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик всех грунтов, а также при выделении основных грунтовых единиц - инженерно-геологических и расчетных грунтовых элементов (разделы 3 и 4).

2. Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Вероятность - числовая характеристика степени возможности появления какого-либо определенного события в тех или иных определенных условиях, которые могут повторяться неограниченное число раз, выражается в долях единицы или процентах.

Вероятности, с которыми характеристики грунтов, трактуемые, как случайные величины, принимают те или иные значения, образуют распределение вероятностей, для установления которого по выборочным данным оценивают один или несколько параметров распределения.

Доверительный интервал - интервал, вычисленный по выборочным данным, который с заданной вероятностью (доверительной) накрывает неизвестное истинное значение оцениваемого параметра распределения.

Доверительная вероятность - вероятность того, что доверительный интервал накроет неизвестное истинное значение параметра, оцениваемого по выборочным данным.

Односторонняя доверительная вероятность - вероятность того, что неизвестное истинное значение параметра не выйдет за пределы нижней (или верхней) границы доверительного интервала.

Среднее значение (выборочное) - среднеарифметическое из частных значений, образующих выборку независимых друг от друга и от пространственных координат величин.

Коэффициент вариации - мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения, выражаемая в долях единицы или процентах, вычисляется по формуле (5).

Сравнительный коэффициент вариации - мера изменчивости величины, зависящая от начала отсчета выборки, вычисляется по формуле (А. 1) приложения А.

Метод наименьших квадратов - метод статистической оценки функциональной зависимости путем установления таких ее параметров, при которых сумма квадратов отклонений опытных данных от этой зависимости является минимальной.

Среднеквадратическое отклонение - мера отклонения опытных данных от выборочного среднего значения или от функциональной зависимости, выражаемая в абсолютных единицах, вычисляется по формулам (4), (12).

Число степеней свободы - число независимых наблюдений, равное числу определений n характеристики минус число оцениваемых статистических параметров.

Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) - основная грунтовая единица при инженерно-геологической схематизации грунтового объекта, определяемая положениями 3.4.

Расчетный грунтовый элемент (РГЭ) - основная грунтовая единица, выделяемая с учетом применяемого при проектировании грунтового объекта расчетного или экспериментального метода, определяемая положениями 3.4.

3. Общие положения

3.1. Статистическую обработку результатов испытаний проводят для оценки неоднородности грунтов, выделения инженерно-гео­ло­ги­чес­ких элементов (ИГЭ) и вычисления нормативных и расчетных значений характеристик грунтов.

3.2. Неоднородность грунта оценивается с помощью коэффициента вариации характеристик грунта (5.4). Для сравнения неоднородности по разным характеристикам может применяться сравнительный коэффициент вариации, определяемый по приложению А.

3.3. Статистическую обработку проводят для частных значений характеристик грунтов или фиксируемых в отдельных испытаниях величин, которые составляют случайную выборку.

При наличии закономерного изменения характеристики в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) статистическая обработка проводится для определения параметров аналитической зависимости, аппроксимирующей опытные точки линейной или кусочно-линейной функцией.

3.4. Статистическую обработку результатов испытаний выполняют для ИГЭ или РГЭ.

За ИГЭ принимают некоторый объем грунта одного и того же происхождения и вида при условии, что значения характеристик грунта изменяются в пределах элемента случайно (незакономерно), либо наблюдающаяся закономерность такова, что ею можно пренебречь. В последнем случае должны выполняться требования 4.5. ИГЭ наделяют постоянными нормативными и расчетными значениями характеристик. Комплекс ИГЭ образует инженерно-гео­ло­ги­чес­кую модель объекта.

За РГЭ принимают некоторый объем грунта не обязательно одного и того же происхождения и вида, в пределах которого нормативные и расчетные значения характеристик при проектировании грунтового объекта по условиям применяемого расчетного или экспериментального метода могут быть постоянными или закономерно изменяющимися по направлению (чаще всего по глубине). РГЭ может включать часть одного или несколько ИГЭ. Комплекс РГЭ образует расчетную геомеханическую модель объекта.

Примечание - Объем, местоположение и конфигурацию ИГЭ и РГЭ устанавливают с учетом геологических данных и сведений об объекте строительства.

3.5. Для всех характеристик грунта вычисляют нормативные, а для характеристик, используемых в расчетах, и расчетные значения.

Нормативные значения характеристик определяют как среднестатистические, получаемые осреднением их частных значений, или отвечающие осредненным по частным значениям аппроксимирующим зависимостям между измеряемыми в опытах величинами (или функционально с ними связанными величинами), или зависимостям каких-то из этих величин от координат по одному из направлений.

Расчетное значение получают делением нормативного значения на коэффициент надежности по грунту.

3.6. Коэффициент надежности по грунту должен устанавливаться с учетом изменчивости и числа определений характеристики (числа испытаний) при заданной доверительной вероятности.

Примечания.

1. По указаниям норм проектирования различных видов сооружений при вычислении расчетного значения характеристики могут вводиться и другие коэффициенты, учитывающие влияние факторов, которые не могут быть учтены статистическим путем.

2. Для отдельных характеристик грунтов по указаниям норм проектирования различных видов сооружений их расчетные значения могут быть приняты равными нормативным значениям.

3.7. Значения доверительной вероятности при вычислении расчетного значения характеристики грунта принимают в соответствии с рекомендациями норм проектирования различных видов сооружений.

3.8. Опытные данные, для которых проводится статистическая обработка, должны быть получены единым методом испытания.

3.9. Применяемые в настоящем стандарте методы статистической обработки используют нормальный или логарифмически нормальный закон распределения вероятностей.

3.10. Настоящие методы применяют при числе определений характеристик грунтов или фиксируемых в опытах величин не менее шести.

4. Выделение инженерно-геологического элемента (ИГЭ) и расчетного грунтового элемента (РГЭ)

4.1. Исследуемые грунты предварительно разделяют на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида.

Характеристики грунтов в каждом предварительно выделенном ИГЭ анализируют с целью установить и исключить значения, резко отличающиеся от большинства значений, если они вызваны ошибками в опытах или принадлежат другому ИГЭ.

4.2. Окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации, а также сравнительного коэффициента вариации. При этом необходимо установить, изменяются характеристики грунтов в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом или имеет место их закономерное изменение в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной).

Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве и механические.

Примечание - Для выделения ИГЭ наряду с физическими и механическими характеристиками грунтов могут использоваться фиксируемые в опытах величины или показатели, получаемые с помощью зондирования и других экспресс-методов.

4.3. Для оценки характера пространственной изменчивости характеристик их наносят на инженерно-геологические разрезы в точках их определения, строят графики рассеяния, а также графики зондирования. Для выявления закономерного изменения характеристик строят точечные графики изменения их значений по направлению или применяют положения 1 и 2 приложения Д.

4.4. Если установлено, что характеристики грунтов изменяются в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом, этот элемент принимают за окончательный независимо от значений коэффициента вариации (5.4) характеристик.

За единый инженерно-геологический элемент могут быть приняты грунты, представленные часто сменяющимися тонкими (менее 20 см) слоями и линзами грунтов различного вида. Слои и линзы, сложенные рыхлыми песками, глинистыми грунтами с показателем текучести более 0,75, илами, сапропелями, заторфованными грунтами и торфами, следует рассматривать как отдельные инженерно-гео­ло­ги­ческие элементы независимо от их толщины.

4.5. При наличии закономерного изменения характеристик грунтов в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной) следует решить вопрос о необходимости разделения предварительно выделенного ИГЭ на два или несколько новых ИГЭ.

Дополнительное разделение ИГЭ не проводят, если выполняется условие

V < Vдоп, (1)

где V - коэффициент вариации (5.4);

Vдоп - допустимое значение V, принимаемое равным для физических характеристик 0,15, а для механических (см. 4.2) - 0,30.

Если коэффициенты вариации превышают указанные значения, дальнейшее разделение ИГЭ проводят так, чтобы для вновь выделенных ИГЭ выполнялось условие (1).

Разделение ИГЭ может быть проведено на основе сравнения средних значений характеристик грунта во вновь выделенных ИГЭ в соответствии с приложением Б.

4.6. При проведении дополнительного разделения первоначально выделенного ИГЭ (4.5), определяя границы вновь выделяемых ИГЭ, необходимо учитывать:

- наличие тенденции к скачкообразному изменению характеристик грунтов;

- положение уровня подземных вод;

- наличие зон просадочных, набухающих и засоленных грунтов и грунтов с примесью органических веществ;

- наличие в скальных грунтах зон разной степени выветрелости и разгрузки;

- наличие в элювиальных грунтах зон разной степени выветрелости;

- наличие зон грунтов разной консистенции;

- наличие в вечномерзлых грунтах зон разной степени льдистости и цементации льда.

4.7. Выделение РГЭ проводят на основе выделенных при инженерно-геологической схематизации ИГЭ применительно к конкретному методу расчета объекта (экспериментального метода) с наделением его конкретными характеристиками, необходимыми для возможности использования этого метода. При этом РГЭ в общем случае могут не совпадать с ИГЭ по одному или нескольким показателям (по форме, размерам, местоположению, характеристикам и их значениям).

В РГЭ могут быть также объединены два соседних ИГЭ, представленных грунтами разного происхождения, но одного вида, если выполняются требования приложения Б.

4.8. При выделении РГЭ, в пределах которых значения характеристик принимаются закономерно (не скачкообразно) изменявшимися по направлению (например, по глубине) оценку этой изменчивости производят с использованием положений 1 и 2 приложения Д, а критерием возможности выделения РГЭ является условие (1), в котором коэффициент вариации вычисляется по формуле (Д.3) приложения Д. Если условие (1) не выполняется, то проводят разделение РГЭ так, чтобы выполнялось условие (1).

5. Вычисление нормативных и расчетных значений характеристик грунтов, представленных одной величиной

5.1. Определение нормативных Хn и расчетных Х значений характеристик грунтов для ИГЭ и РГЭ в случае принятия для последнего постоянных значений Хn и Х следует проводить в соответствии с 5.2-5.7. Для РГЭ при закономерном изменении характеристик по направлению (чаще всего по глубине) их нормативные и расчетные значения следует определять в соответствии с 5.8.

5.2. Нормативное значение Xn всех физических (влажности, плотности, пластичности и т. п.) и механических характеристик грунтов (модуля деформации, предела прочности на одноосное сжатие, относительных просадочности и набухания и т. п.) принимают равным среднеарифметическому значению и вычисляют по формуле

, (2)

где n - число определений характеристики;

Xi - частные значения характеристики, получаемые по результатам отдельных i-х опытов.

Примечание - Для физических характеристик грунтов, вычисляемых по формулам (коэффициент пористости, число пластичности и др.) в зависимости от величин, определяемых опытным путем, и для компрессионного модуля деформации (приложение В) их нормативные значения могут быть установлены исходя из нормативных значений измеренных в опытах величин.

5.3. Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок, оставшихся после анализа опытных данных в соответствии с 4.1. Исключают то частичное (максимальное или минимальное) значение Хi, для которого выполняется условие

, (3)

где v - статистический критерий, принимаемый в зависимости от числа определений n характеристики по таблице Ж.1 приложения Ж;

S - среднеквадратическое отклонение характеристики, вычисляемое по формуле

(4)

Если какое-либо значение характеристики исключено, следует для оставшихся опытных данных заново вычислить Хn по формуле (2) и S по формуле (4).

5.4. Вычисляют коэффициент вариации V характеристики и показатель точности ее среднего значения ra по формулам:

, (5)

, (6)

где ta - коэффициент, принимаемый по таблице Ж.2 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности a и числа степеней свободы К = n - 1.

5.5. Вычисляют коэффициент надежности по грунту gg по формуле

. (7)

Примечание - Знак перед величиной ra принимают таким, чтобы обеспечивалась большая надежность основания или сооружения.

5.6. Вычисляют расчетное значение Х характеристики грунта по формуле

. (8)

Примечание - В формулах (6)-(8) вместо a, а также в качестве индекса для Х могут быть указаны значения доверительной вероятности.

5.7. Если коэффициент вариации V характеристики (5.4) превышает 0,4, ее нормативное и расчетное значение может быть вычислено с использованием логарифмически нормального закона распределения по приложению Г.

5.8. При закономерном изменении характеристики по направлению (например, по глубине h) ее нормативные Хn(h) и расчетные Х(h) значения могут быть вычислены в пределах РГЭ по приложению Д. При этом при определении подлежащих исключению из выборки частных значений Хi (5.3) необходимо в формуле (3) заменить Хn на Xn(h), а S вычислить по формуле (Д.2) приложения Д.

6. Вычисление нормативных и расчетных значений угла внутреннего трения и удельного сцепления грунтов

6.1. Нормативные и расчетные значения угла внутреннего трения j и удельного сцепления с по результатам опытов на одноплоскостной срез вычисляют путем статистической обработки частных значений tgjj и cj (6.2-6.5) или путем статистической обработки всех пар опытных значений сопротивления срезу ti и нормального напряжения si как единой совокупности (6.6-6.12). Второй из указанных способов должен использоваться согласно соответствующим нормам проектирования для систем, включающих гидротехнические и (или) энергетические сооружения.

Примечания.

1. Число определений частных значений tgjj и cj в первом способе и число определений пар ti и si во втором способе должно быть не менее шести.

2. Методика статистической обработки результатов испытаний грунтов при трехосном сжатии приведена в приложении Е.

6.2. При статистической обработке частных значений tgjj и cj для каждой j-й точки испытания грунта в пределах ИГЭ вычисляют по методу наименьших квадратов частные значения tgjj и cj по результатам не менее трех определений сопротивления грунта срезу ti при различных значениях нормального напряжения si в пределах одинакового диапазона si:

, (9)

, (10)

где k - число определений t в каждой точке ИГЭ.

Если при вычислении по формуле (10) получается сj < 0, то принимают сj = 0, а tgjj вычисляют по формуле

. (11)

6.3. По найденным значениям tgjj и сj вычисляют нормативные значения tgjn и сn по формуле (2) и среднеквадратические отклонения Stgj и Sс по формуле (4).

6.4. Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях tgjj и сj в соответствии с 5.3. Пару значений tgjj и сj исключат, если хотя бы для одного из них выполняется условие (3). При этом для оставшихся опытных данных следует заново вычислить значения tgjn, сn, Stgj и Sc.

6.5. Вычисляют для tgj и с коэффициент вариации V, показатель точности ra, коэффициент надежности по грунту gg и их расчетные значения по формулам (5)-(8).

Примечание - Если по формуле (6) для tgj или с получится ra > 1, расчетное значение этой характеристики следует принять равным нулю.

6.6. При статистической обработке всех n пар опытных значений ti и si как единой совокупности нормативные значения tgjn и сn вычисляют по формулам (9) и (10), в которых значения tgjj, сj и k необходимо заменить на tgjn, cn и n соответственно.

Если при этом получится сn < 0, то принимают сn = 0, а tgjn вычисляют вновь по формуле (11), в которой необходимо заменить tgjj и k на tgjn и n соответственно.

6.7. Вычисляют среднеквадратическое отклонение сопротивления срезу St по формуле

. (12)

Примечание - В формуле (12) следует заменить n-2 на n-1, если по 6.6 принято сn = 0, а tgjn вычислен по формуле (11).

6.8. Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях ti в соответствии с 5.3.

Исключают наиболее отклоняющееся от нормативной зависимости tn = сn + stgjn значение ti для которого выполняется условие (3). При этом в условие (3) следует подставить вместо Хi проверяемое значение ti вместо Хn - соответствующее ti значение tn и вместо S - значение St из (12).

Если какое-либо значение ti - будет исключено, следует заново вычислить значения tgjn, сn и St по оставшимся опытным данным.

6.9. Расчетные значения tgj и с вычисляют с учетом заданного диапазона нормальных напряжений smin, smax, который принимается по указаниям норм проектирования различных видов сооружений. При отсутствии таких указаний следует принимать smin и smax равными минимальному и максимальному нормальным напряжениям, имевшим место при испытании грунта на срез.

Вычисляемые значения tgj и с должны сопровождаться сведениями о принятом диапазоне нормальных напряжений.

6.10. Нормативные значения сопротивления грунта срезу t¢n, t²n вычисляют по формуле (13) и значения полудлин совместных доверительных интервалов d¢t и d²t по формуле (14) при значениях нормального напряжения s = smin и s = smax:

tn = cn + stgjn, (13)

, (14)

где Va,l - коэффициент, принимаемый по таблице Ж.3 приложения Ж в зависимости от заданной односторонней доверительной вероятности a, параметра l, вычисляемого по формуле (16), и числа степеней свободы К = n - 2;

si - опытные значения нормального напряжения;

. (15)

6.11. Параметр l, учитывающий значения диапазона /smin, smax/ вычисляют по формуле

, (16)

где , (17)

. (18)

6.12. Вычисляют расчетные значения сопротивления срезу t¢ и t² по формуле (19) при нормальных напряжениях s = smin и s = smax, коэффициенты надежности по грунту gg,tgj и gg,c для tgj и c по формуле (20) и расчетные значения tgj и с по формуле (8):

t = tn - dt, (19)

. (20)

Если , то вместо формулы (20) следует использовать формулу (21)

. (21)

Приложение А

(рекомендуемое)

Вычисление

сравнительного коэффициента вариации

Сравнительный коэффициент вариации Vс вычисляют по формуле

, (A.1)

где Xn и S - то же, что и в формулах (2) и (4);

Xmin - наименьшее значение в выборке опытных данных Xi после статической проверки на исключение ошибок (5.3).

Приложение Б

(рекомендуемое)

Проверка необходимости дополнительного разделения ИГЭ и возможности объединения двух ИГЭ в РГЭ

1. Для проверки необходимости дополнительного разделения предварительно выделенного ИГЭ на два новых элемента вычисляют значение критерия t по формуле

, (Б.1)

где и - среднеарифметические значения характеристики в двух новых ИГЭ;

S1 и S2 - соответствующие им среднеквадратические отклонения;

n1 и n2 - число определений характеристики в каждом новом элементе.

2. Для проверки возможности объединения двух ИГЭ в один РГЭ вычисляют значения критериев F и t по формулам (Б.2) и (Б.1)

, (Б.2)

3. Дополнительное разделение ИГЭ необходимо, если t ³ ta.

Два ИГЭ объединяют в один РГЭ, если одновременно выполняются условия F < Fa и t < ta.

Значение ta принимают по таблице Ж.2 приложения Ж при двусторонней доверительной вероятности a = 0,95 для числа степеней свободы К = n1 + n2 - 2.

Значение Fa принимают по таблице Ж.4 приложения Ж при доверительной вероятности a = 0,95 для числа степеней свободы К1 = n1 - 1 и К2 = n2 - 1.

Приложение В

(рекомендуемое)

Вычисление нормативного и расчетного значений

модуля деформации с использованием аналитической

аппроксимации компрессионной кривой

1. Компрессионные зависимости относительной деформации e образцов грунта (коэффициента пористости) от нормального напряжения s, полученные в пределах окончательно выделенного ИГЭ, обрабатываются вместе путем аппроксимации той или иной аналитической зависимостью (логарифмической, гиперболической и другими подходящими нелинейными зависимостями). При этом нелинейную зависимость необходимо предварительно линеаризовать путем замены переменных.

Примечание - Аппроксимация может быть произведена для участка компрессионной кривой в заданном диапазоне нормальных напряжений s.

2. При использовании, например, логарифмической зависимости типа

e = a0 + a1 lns, (В.1)

входящие в нее параметры а0 и а1 вычисляют по формулам (9) и (10), в которых необходимо заменить tgjj, cj, ti, si и k на а1, а0, ei, lnsi и n соответственно, где n - общее число определений ei по всем компрессионным кривым в данном ИГЭ.

3. Для найденной нормативной зависимости (В.1) и заданного диапазона напряжений /smin, smax/ вычисляют по формулам механики грунтов нормативные значения коэффициента сжимаемости и модуля деформации.

4. Расчетные значения модуля деформации вычисляют по формуле (8), при этом коэффициент gg устанавливают так же, как указано в 6.10-6.12, используя формулы (13)-(21). В этих формулах необходимо заменить t¢n, t²n, dt, St, s, , si, smin, smax, t¢, t², и gg,tgj, на e¢n, e²n, de, Se, lns,

15 march 2016

ЖУРHАЛ

испытания мерзлого грунта методом одноосного сжатия

1 Испытание при непрерывном быстром возрастании нагрузки

Hомер образца _________________

Левая часть

Дата испытания

Температура испытания °С

Время снятия отсчета ч

Время от начала опыта ч

Характер деформирования образца

Разрушающая нагрузка кН

Диаметр образца после испытания мм

1

2

3

средний

Продолжение

Правая часть

Средняя площадь сечения образца после испытания см

Высота образца в момент разрушения мм

Условно-мгновенное сопротивление одноосному сжатию МПа

Примечание

2 Испытание на ползучесть

Hомер образца _________________

Левая часть

Дата испы

Температура

Время снятия

Время от

начала

Hомер ступени

Давление на образец

Отсчеты по приборам для измерения деформаций

тания

испытания

отсчета

опыта

нагружения

МПа

продольных

°С

ч

ч

1

2

среднее значение

Продолжение

Средняя часть

Отсчеты по приборам для измерения деформаций

Продольная деформация мм

Поперечная деформация

мм

Относительная продольная деформация

Относительная поперечная деформация

поперечных

1

2

3

4

5

6

среднее

значение

Продолжение

Правая часть

Средняя площадь поперечного сечения образца см

Приращение площади поперечного сечения см

Время между отсчетами ч

Приращение продольной деформации мм

Скорость продольной деформации мм/ч

Скорость относительной продольной деформации 1/ч

Примечание

ПРИЛОЖЕHИЕ Б

(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСKОГО ОФОРМЛЕHИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИСПЫТАHИЯ ГРУHТА МЕТОДОМ ОДHОПЛОСKОСТHОГО СРЕЗА

График

График

Масштаб графика:

Масштаб графика:

по горизонтали

по горизонтали

10 мм - 1 мм для

20 мм - 0,1 МПа для

по вертикали

по вертикали

20 мм - 0,1 МПа для

20 мм - 0,1 МПа для

Рисунок Б.1

ПРИЛОЖЕHИЕ В

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕHИЕ ПЛОЩАДИ ДЕФОРМИРОВАHHЫХ ОБРАЗЦОВ

ГЛИHИСТЫХ ГРУHТОВ

1 Если разрушению образца предшествуют значительные деформации, необходимо при расчете предела прочности на одноосное сжатие учитывать увеличение площади образца.

Площадь определяют непосредственно измерением диаметра образца штангенциркулем с погрешностью 0,1 мм и последующим расчетом.

2 В предположении о постоянстве объема грунта при испытании

отношение может быть определено по относительной вертикальной деформации

При сохранении цилиндрической формы

Если образец после сжатия приобретает форму бочки, причем диаметр торца бочки сохраняется равным начальному диаметру образца,

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ

ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА МЕТОДОМ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

1 - основание камеры; 2 - корпус камеры; 3 - вентиль для

выпуска воздуха; 4 - шток; 5 - образец грунта в оболочке;

6 - верхний штамп; 7 - нижний штамп; 8 - трубки для дренирования

и измерения давления в поровой жидкости; 9 - трубка

для заполнения камеры и измерения давления в камере;

10 - манометр; 11 - индикатор; 12 - уплотнитель

Рисунок Г.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(рекомендуемое)

ТАРИРОВКА КАМЕРЫ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

1 Тарировка камеры на сжатие

Для тарировки между штампами, покрытыми влажными бумажными фильтрами, помещают металлический вкладыш размерами, равными размерам испытываемого образца грунта. Штамп нагружают ступенями вертикального давления 0,01; 0,025; 0,05; 0,10 МПа, выдерживая их по 5 мин до максимального давления, определяемого предельными нагрузками при испытаниях грунта, на каждой ступени давления, записывают показания прибора для измерения вертикальной деформации грунта.

Тарировку производят при трехкратном нагружении и разгрузке, каждый раз с заменой фильтров на новые.

По средним из тех опытов данным составляют таблицу деформаций камеры при различных давлениях.

2 Тарировка камеры на расширение

Для тарировки на металлический вкладыш и штампы (пункт 1) надевают резиновую оболочку и закрепляют ее на боковых поверхностях штампов резиновыми или металлическими кольцами.

Камеру заполняют рабочей жидкостью и создают в ней всестороннее давление такими же ступенями, как и при тарировке на сжатие (пункт 1), выдерживая их по 30 мин. На каждой ступени давления записывают показания волюмометра.

По средним из трех опытов данным составляют таблицу объемных деформаций камеры при различных всесторонних давлениях.

3 Определение трения штока во втулке камеры

При наличии зазора между штоком и штампом в камере создают давление до момента, когда начнется движение стрелки прибора, измеряющего вертикальные деформации образца грунта. В этот момент записывают показания манометра и вычисляют усилие на 1 смплощади поперечного сечения штока.

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(рекомендуемое)

РАСШИРИТЕЛЬ ДЛЯ ЗАКЛЮЧЕНИЯ ОБРАЗЦА ГРУНТА

В РЕЗИНОВУЮ ОБОЛОЧКУ

1 - металлический цилиндр; 2 - резиновая оболочка;

3 - гибкая трубка к источнику разрежения;

4 - штампы; 5 - образец грунта

Рисунок Е.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА МЕТОДОМ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ

1 При определении характеристик прочности

График .

Масштаб графика: по горизонтали 10 мм - 0,02 МПа для по вертикали 10 мм - 0,01 для

График

Масштаб графика: по горизонтали 10 мм - 0,02 МПа для по вертикали 10 мм - 0,02 МПа для

2 При определении характеристик деформируемости

Графики и

Масштаб графиков: по горизонтали 10 м - 0,05 МПа для по вертикали 10 мм - 0,01 для

Рисунок Ж.1

ПРИЛОЖЕНИЕ И

(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА

И МОДУЛЯ ОБЪЕМНОЙ ДЕФОРМАЦИИ

1. По результатам консолидированно-дренированного и консолидированно-недренированного (с измерением давления в поровой жидкости) испытаний образцов исследуемого грунта в условиях трехосного сжатия при различных значениях постоянного всестороннего давления в камере составляют графический "паспорт" зависимостей (см.рисунок И.1)

где - интенсивность касательных напряжений;

- интенсивность деформации сдвига;

- среднее эффективное напряжение;

- объемная деформация.

Графический "паспорт" обработки результатов

испытания грунта методом трехосного сжатия

а) Для консолидированно-дренированного испытания

1, 2, 3 ..... - номера испытаний

б) Для консолидированно-недренированного испытания

1, 2, 3 .... - номера испытаний

Рисунок И.1

2. Частные значения модуля сдвига и модуля объемной деформации соответствующие различным значениям вычисляют по формулам:

где - по "паспорту испытаний".

3. Зависимость модуля сдвига от и аппроксимируется выражением

где

здесь и

- параметры графика в случае линейной зависимости;

15 march 2016

ПРИЛОЖЕHИЕ А

(рекомендуемое)

ФОРМЫ ПЕРВОЙ И ПОСЛЕДУЮЩИХ СТРАHИЦ ЖУРHАЛОВ

ЛАБОРАТОРHЫХ ИСПЫТАHИЙ ГРУHТОВ

Форма первой страницы журнала

Организация (лаборатория) ________________________________

Журнал испытаний грунта

методом ............................................................

Объект (пункт)___________________

Данные о рабочем кольце (образце):

Сооружение _____________________

Высота, мм _______________________

Шурф (скважина) № ______________

Диаметр, мм ______________________

Глубина отбора образца, м _________

Площадь, см2______________________

Лабораторный номер образца ______

Объем, см2 _______________________

Hаименование грунта _____________

Масса, г _________________________

Сложение грунта _________________

Масса с грунтом, г _______________

Визуальное описание грунта в лабора-

Масса образца,г __________________

тории __________________________

Физические характеристики грунта

Вид испытания ___________________

Прибор (тип, номер) ______________

Схема испытания _________________

Схема фильтрации ________________

Наименование характеристики

Значение

Примечание

Сведения о замачивании __________

до опыта

после опыта

Жидкость для замачивания (фильт-

рации) __________________________

Дата испытаний: начало ____________

окончание _______________________

ЖУРHАЛ

испытаний для определения сопротивления немерзлого грунта

одноплоскостному срезу и сопротивления мерзлого грунта срезу

по поверхности смерзания с материалом фундамента

Предварительное уплотнение

(немерзлых грунтов)

Hомер образца _________________

Дата

испытания

Масса

груза на

подвеске

рычага, кг

Давление

на образец МПа

Время

снятия

отсчета

ч

Показания

индикатора

вертикальных деформаций

Вертикальная

деформация

образца

мм

Относительное сжатие

(набухание)

Примечание

Срез грунта

Hомер образца _________________

Левая часть таблицы

Дата

испытаний

Температура

испытания,

°С

Время

снятия

отсчета

ч

Время от начала

опыта

ч

Давление

на образец грунта

МПа

Kасательная

нагрузка

кH

Kасательное

напряжение

МПа

Показания

индикатора деформаций

среза

ГОСТ 12248-96

Продолжение

Правая часть таблицы

Абсолютная

деформация

среза

мм

Абсолютная деформация среза с учетом поправки на трение в приборе

мм

Приращение деформации среза

мм

Скорость деформации среза

мм/сут

Температура

контрольного образца

°С

Примечание

Примечание - Температура испытаний и контрольного образца, а также скорость деформации среза указываются при испытании мерзлых грунтов.

ЖУРHАЛ

испытания грунта методом одноосного сжатия

Hомер образца _________________

Разрушающая сила МПа

Предел прочности образца грунта на одноосное сжатие МПа, в состоянии

Дата

испытания

при

природной

влажности

в воздушно-

сухом

состоянии

в водонасыщенном

состоянии

Относительная вертикальная деформация в

момент

разрушения

природной

влажности

воздушно-

сухом

водонасыщенном

Примечание

отдельного

образца

средний

отдельного

образца

средний

отдельного

образца

средний

ЖУРHАЛ

испытания грунта методом трехосного сжатия

Hомер образца _________________

Левая часть

Вертикальная нагрузка

Давление в поровой жидкости

Дата

испытания

Время

снятия

отсчета

ч

Время от

начала

опыта

ч

Давление

в камере, МПа

Hагрузка на рычаг МH,

или показания

динамометра

Площадь

образца

см

Давление

МПа

Показания по прибору

МПа

Продолжение

Правая часть

15 march 2016

ПРИЛОЖЕHИЕ А

(рекомендуемое)

ФОРМЫ ПЕРВОЙ И ПОСЛЕДУЮЩИХ СТРАHИЦ ЖУРHАЛОВ

ЛАБОРАТОРHЫХ ИСПЫТАHИЙ ГРУHТОВ

Форма первой страницы журнала

Организация (лаборатория) ________________________________

Журнал испытаний грунта

методом ............................................................

Объект (пункт)___________________

Данные о рабочем кольце (образце):

Сооружение _____________________

Высота, мм _______________________

Шурф (скважина) № ______________

Диаметр, мм ______________________

Глубина отбора образца, м _________

Площадь, см2______________________

Лабораторный номер образца ______

Объем, см2 _______________________

Hаименование грунта _____________

Масса, г _________________________

Сложение грунта _________________

Масса с грунтом, г _______________

Визуальное описание грунта в лабора-

Масса образца,г __________________

тории __________________________

Физические характеристики грунта

Вид испытания ___________________

Прибор (тип, номер) ______________

Схема испытания _________________

Схема фильтрации ________________

Наименование характеристики

Значение

Примечание

Сведения о замачивании __________

до опыта

после опыта

Жидкость для замачивания (фильт-

рации) __________________________

Дата испытаний: начало ____________

окончание _______________________

ЖУРHАЛ

испытаний для определения сопротивления немерзлого грунта

одноплоскостному срезу и сопротивления мерзлого грунта срезу

по поверхности смерзания с материалом фундамента

Предварительное уплотнение

(немерзлых грунтов)

Hомер образца _________________

Дата

испытания

Масса

груза на

подвеске

рычага, кг

Давление

на образец МПа

Время

снятия

отсчета

ч

Показания

индикатора

вертикальных деформаций

Вертикальная

деформация

образца

мм

Относительное сжатие

(набухание)

Примечание

Срез грунта

Hомер образца _________________

Левая часть таблицы

Дата

испытаний

Температура

испытания,

°С

Время

снятия

отсчета

ч

Время от начала

опыта

ч

Давление

на образец грунта

МПа

Kасательная

нагрузка

кH

Kасательное

напряжение

МПа

Показания

индикатора деформаций

среза

ГОСТ 12248-96

Продолжение

Правая часть таблицы

Абсолютная

деформация

среза

мм

Абсолютная деформация среза с учетом поправки на трение в приборе

мм

Приращение деформации среза

мм

Скорость деформации среза

мм/сут

Температура

контрольного образца

°С

Примечание

Примечание - Температура испытаний и контрольного образца, а также скорость деформации среза указываются при испытании мерзлых грунтов.

ЖУРHАЛ

испытания грунта методом одноосного сжатия

Hомер образца _________________

Разрушающая сила МПа

Предел прочности образца грунта на одноосное сжатие МПа, в состоянии

Дата

испытания

при

природной

влажности

в воздушно-

сухом

состоянии

в водонасыщенном

состоянии

Относительная вертикальная деформация в

момент

разрушения

природной

влажности

воздушно-

сухом

водонасыщенном

Примечание

отдельного

образца

средний

отдельного

образца

средний

отдельного

образца

средний

ЖУРHАЛ

испытания грунта методом трехосного сжатия

Hомер образца _________________

Левая часть

Вертикальная нагрузка

Давление в поровой жидкости

Дата

испытания

Время

снятия

отсчета

ч

Время от

начала

опыта

ч

Давление

в камере, МПа

Hагрузка на рычаг МH,

или показания

динамометра

Площадь

образца

см

Давление

МПа

Показания по прибору

МПа

Продолжение

Правая часть

15 march 2016

5.4 Метод компрессионного сжатия

5.4.1 Сущность метода

5.4.1.1 Испытание грунта методом компрессионного сжатия проводят для определения следующих характеристик деформируемости: коэффициента сжимаемости модуля деформации структурной прочности на сжатие коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации и для песков мелких и пылеватых, глинистых грунтов с показателем текучести 0,25, органо-минеральных и органических грунтов, относительного суффозионного сжатия и начального давления суффозионного сжатия для засоленных (содержащих легко- и среднерастворимые соли) песков (кроме гравелистых), супесей и суглинков.

5.4.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах) или компрессионно-фильтрационных приборах (для определения характеристик суффозионного сжатия), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой.

Результаты испытаний должны быть оформлены, как правило, в виде графиков зависимостей деформаций образца от нагрузки и их изменения во времени.

5.4.1.3 Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт.

5.4.1.4 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или водонасыщенные или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.

Образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 71 мм и отношением высоты к диаметру 1:3,5.

5.4.2 Оборудование и приборы

5.4.2.1 В состав установки для испытания грунта в условиях компрессионного сжатия должны входить:

- компрессионный прибор (одометр), состоящий из рабочего кольца с внутренними размерами по 5.4.1.4, цилиндрической обоймы, перфорированного вкладыша под рабочее кольцо и поддона с емкостью для воды;

- механизм для вертикального нагружения образца грунта;

- устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.

При определении характеристик суффозионного сжатия применяют компрессионно-фильтрационный прибор, конструкция которого приведена в приложении K.

5.4.2.2 Kонструкция компрессионного прибора должна обеспечивать:

- подачу воды к образцу снизу и отвод ее;

- первоначальную нагрузку на образец, создаваемую штампом и закрепленными на нем измерительными приборами, не более 0,0025 МПа.

Дополнительно к этим требованиям конструкция компрессионно-фильтрационного прибора должна обеспечивать:

- подачу воды к образцу грунта снизу (схема восходящего потока) или сверху (схема нисходящего потока);

- отвод воды, профильтровавшейся через образец грунта, и накопление ее в мерном сосуде;

- непрерывную на протяжении всего испытания фильтрацию воды, герметичность основных деталей прибора.

5.4.2.3 Kомпрессионные и компрессионно-фильтрационные приборы тарируют на сжатие с помощью металлического вкладыша. Максимальное давление при тарировке принимают равным 1,0 МПа, нагружение ступенями давления - 0,05 МПа с выдержкой по 2 мин.

5.4.3 Подготовка к испытанию

5.4.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.4.1.4.

5.4.3.2 При испытании для определения характеристик суффозионной сжимаемости дополнительно к физическим характеристикам должны быть определены: коэффициент фильтрации по ГОСТ 25584, количество легко- и среднерастворимых солей (степень засоленности) и их качественный состав (по результатам анализа водной и соляно-кислой вытяжек). По специальному заданию для засоленных глинистых грунтов определяют емкость поглощения и состав обменных катионов.

5.4.3.3 Образец грунта в рабочем кольце взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор.

5.4.3.4 После помещения образца проводят следующие операции:

- устанавливают образец на перфорированный штамп;

- регулируют механизм нагружения образца;

- устанавливают приборы для измерения вертикальных деформаций образца;

- записывают начальные показания приборов.

5.4.3.5 При необходимости водонасыщение образца проводят путем фильтрации воды снизу вверх под арретиром. Для этого заполняют поддон водой. Водонасыщение проводят для глинистых грунтов в течение 2-5 сут, для песков - до момента появления воды над штампом.

5.4.4 Проведение испытания для определения характеристик и

5.4.4.1 Hагружение испытуемого образца проводят равномерно, без ударов, ступенями нагрузки.

5.4.4.2 Первую ступень давления при испытании песков, в том числе заторфованных, принимают в зависимости от коэффициента пористости по таблице 5.8, а последующие ступени давления принимают равными 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом 0,1 МПа до заданного значения нагрузки (5.4.1.3).

Таблица 5.8

Kоэффициент пористости

0,75

0,750,6

0,6

Первая ступень давления МПа

0,0125

0,025

0,05

Примечание - В отдельных случаях, предусмотренных заданием, могут быть приняты более дробные ступени давления исходя из особенностей деформируемости грунта, условий отсыпки и условий возведения сооружения.

5.4.4.3 При испытании глинистых грунтов, в том числе органо-минеральных, для определения их структурной прочности на сжатие первую и последующие ступени давления принимают равными 0,0025 МПа до момента начала сжатия образца грунта. Hачало сжатия следует считать при относительной вертикальной деформации образца грунта 0,005. При дальнейшем нагружении за очередную ступень давления принимают ближайшее большее значение по 5.4.4.2.

5.4.4.4 Для глинистых водонасыщенных грунтов в случае их частичного разуплотнения после отбора и подъема образца на поверхность для определения следует вычислять относительное разуплотнение по формуле

где - увеличение высоты образца при разуплотнении, см;

- высота образца до испытания, см;

- начальный коэффициент пористости грунта после подъема образца на поверхность;

- степень влажности грунта после подъема образца на поверхность.

5.4.4.5 Hа каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций в следующей последовательности: первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, затем через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 мин и далее с интервалом 1 ч в течение рабочего дня, а затем - в начале и конце рабочего дня до условной стабилизации деформации образца.

5.4.4.6 За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость деформации образца, не превышающую 0,01 мм за последние 4 ч наблюдений для песков, 16 ч - для глинистых и 24 ч - для органоминеральных и органических грунтов.

5.4.4.7 При испытании насыпных грунтов с заданными плотностью и влажностью ступени давления и время их выдержки принимают по 5.4.4.5 и 5.4.4.6 или в соответствии с программой испытаний в зависимости от начального коэффициента увлажнения грунта по таблице 5.9.

Таблица 5.9

МПа

ч

1,2

0,02

1

1,20 - 1,25

0,015

3

1,26 - 1,35

0,010

10

1,35

0,01

24

Примечание - Последняя ступень нагрузки выдерживается до условной стабилизации деформации в соответствии с 5.4.4.6.

5.4.4.8 В необходимых случаях по специальному заданию может быть произведена разгрузка образца грунта в последовательности, обратной порядку нагружения, а также повторное испытание грунта на сжимаемость, последовательность которого аналогична последовательности первого нагружения.

При разгрузке последняя ступень должна соответствовать давлению, создаваемому весом штампа и смонтированного на нем измерительного оборудования (5.4.2.2).

Регистрацию деформации образца при разгрузке следует вести через интервалы времени, указанные в 5.4.4.5, а критерий условной стабилизации деформации принимать по 5.4.4.6.

5.4.4.9 После окончания испытания образца грунта необходимо удалить воду сверху образца и из поддона, опустить арретир, снять нагрузку, взвесить рабочее кольцо с грунтом, определить влажность и массу сухого грунта.

5.4.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.4.5 Проведение испытания для определения характеристик консолидации и

5.4.5.1 Испытание проводят при постоянном давлении, равном проектному давлению на грунт или другому заданному давлению. Давление на образец грунта передают сразу после приведения разуплотнившегося грунта к природному состоянию (5.4.4.4) или после предварительного уплотнения грунта заданной нагрузкой. Деформации образца регистрируют через промежутки времени, указанные в 5.4.4.5, до момента достижения условной стабилизации деформации в соответствии с 5.4.4.6.

5.4.5.2 При определении и насыпных глинистых грунтов с заданными плотностью и влажностью учитывают при необходимости реальный градиент напора поровой жидкости, значение которого задается в программе испытаний.

Давление на образец грунта МПа, при котором будет создан заданный градиент напора, определяется по формуле

p = I l , (5.24)

где - заданный градиент напора, МПа/см;

- длина пути фильтрации воды из образца, см.

5.4.5.3 После окончания испытания проводят операции по 5.4.4.9.

5.4.5.4 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.4.6 Проведение испытания для определения характеристик суффозионной сжимаемости и

5.4.6.1 Испытания засоленных грунтов в компрессионно-фильтрационном приборе следует выполнять по схемам:

- "одной кривой" (при испытании одного образца грунта) - для определения характеристик сжимаемости грунта природной влажности при различных давлениях, относительной просадочности и относительного суффозионного сжатия при одном заданном значении давления;

- "трех кривых" (при испытании трех образцов грунта) - для определения при различных давлениях характеристик сжимаемости грунта природной влажности, относительной просадочности и относительного суффозионного сжатия.

5.4.6.2 Kомпрессионно-фильтрационные испытания грунтов выполняют по схеме нисходящего или восходящего потока фильтрующей жидкости, а также при любых значениях градиента напора при условии отсутствия механической суффозии.

5.4.6.3 При испытании по схеме "одной кривой" нагрузку на образец грунта природной влажности производят ступенями нагружения до заданного давления аналогично компрессионному испытанию (5.4.4.2-5.4.4.6). После условной стабилизации деформации образца грунта при давлении его необходимо замочить водой, продолжая замачивание до 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 ) до условной стабилизации суффозионного сжатия (5.4.6.6).

5.4.6.4 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 производят ступенями нагружения до заданного давления в соответствии с 5.4.4.2 и 5.4.4.3.

Второй образец надлежит перед нагружением замочить (без применения арретира) до полного водонасыщения и затем прикладывать нагрузку на образец ступенями нагружения до заданного давления в соответствии с 5.4.4.2-5.4.4.6. Водонасыщение следует производить в соответствии с 5.4.3.5.

После условной стабилизации сжатия водонасыщенного грунта необходимо начать непрерывную фильтрацию воды через образец (при неизменном заданном давлении ) до условной стабилизации суффозионного сжатия.

Третий образец следует замочить до полного водонасыщения (без передачи нагрузки на образец грунта и без применения арретира) и затем производить выщелачивание солей (рассоление грунта) путем непрерывной фильтрации воды или жидкости заданного состава через образец. После условного рассоления грунта необходимо прикладывать нагрузку на образец ступенями до заданного давления (в соответствии с 5.4.4.2-5.4.4.6), поддерживая образец в водонасыщенном состоянии.

5.4.6.5 За критерий условного рассоления грунта при выщелачивании солей без нагрузки (при испытании по схеме "трех кривых") следует принимать значения приведенные в таблице 5.10.

Таблица 5.10

Содержание водорастворимых солей, %

Значение в зависимости от вида грунта, д.е

Песок

Супесь

Суглинок

< 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

> 30

1,00

0,95

0,90

5.4.6.6 За критерий условной стабилизации суффозионного сжатия грунта при заданном давлении следует принимать приращение относительной деформации не превышающее 0,001 при приращении степени выщелачивания солей 0,1, а также при условии, что степень выщелачивания солей (5.4.7.17) составляет не менее 0,6.

5.4.6.7 После начала фильтрации воды через образец грунта показания индикаторов деформаций следует регистрировать 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.

5.4.6.8 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 2-3 сут., далее - один раз в неделю при испытании грунтов, содержащих легкорастворимые соли, и один раз в две недели - при испытании грунтов, содержащих среднерастворимые соли.

5.4.6.9 После завершения испытания рабочее кольцо с влажным грунтом взвешивают, производят контрольное измерение высоты образца грунта в кольце, определяют влажность грунта и массу сухого грунта, а также количественный и качественный состав солей.

5.4.6.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.4.7 Обработка результатов

5.4.7.1 Для определения характеристик и по результатам испытания для каждой ступени нагружения вычисляют:

- абсолютную вертикальную стабилизированную деформацию образца грунта мм, как среднее арифметическое показаний измерительных приборов за вычетом поправки на деформацию компрессионного прибора

- относительную вертикальную деформацию образца грунта по формуле (5.10).

5.4.7.2 По вычисленным значениям строят график зависимости (см. приложение Л).

Через точки графика проводят осредняющую плавную кривую или аппроксимируют эти точки монотонной зависимостью (например, экспоненциальной в соответствии с приложением М).

Значение давления, соответствующее точке пересечения кривой (см. график 1 приложения Л) с осью давления равно значению структурной прочности на сжатие

В случае частичного разуплотнения грунта (см. график 2) за принимают абсциссу точки графика с ординатой определенной по формуле (5.23).

5.4.7.3 Вычисляют коэффициенты пористости грунта при давлениях по формуле

5.4.7.4 Kоэффициент сжимаемости МПа, в заданном интервале давлений и вычисляют с точностью 0,001 МПа по формуле

где и - коэффициенты пористости, соответствующие давлениям и

5.4.7.5 Модуль деформации МПа, в интервале давлений и вычисляют с точностью 0,1 МПа по формулам:

или

где и - значения относительного сжатия, соответствующие давлениям и

- коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления от до

- коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле

где - коэффициент поперечной деформации, определяемый по результатам испытаний в приборах трехосного сжатия по 5.3.

При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать равным: 0,30-0,35 - для песков и супесей; 0,35-0,37 - для суглинков; 0,2-0,3 при 0; 0,3-0,38 при 00,25; 0,38-0,45 при 0,251,0 - для глин. При этом меньшие значения принимают при большей плотности грунта.

5.4.7.6 Kоэффициент фильтрационной консолидации и коэффициент вторичной консолидации определяют в соответствии с приложением H.

5.4.7.7 При определении характеристик суффозионной сжимаемости строят график зависимости относительных деформаций от вертикального давления (приложение П). При этом относительную деформацию образца грунта определяют по формуле (5.10), в которой значение заменяют где - высота образца грунта при давлении, равном напряжению от собственного веса грунта на глубине отбора образца за вычетом абсолютной деформации при этом давлении.

5.4.7.8 В случае набухания засоленного грунта при испытании по схеме "трех кривых" необходимо определить свободное относительное набухание по ГОСТ 24143, а точку, соответствующую включить в график откладывая ее на оси ординат вверх от оси абсцисс.

5.4.7.9 При испытании по схемам "одной кривой" и "трех кривых" характеристики сжатия засоленного грунта природной влажности определяют в соответствии с 5.4.7.4 и 5.4.7.5.

5.4.7.10 При испытании по схеме "одной кривой" относительную просадочность засоленного грунта следует определять по ГОСТ 23161.

5.4.7.11 Относительное суффозионное сжатие грунта при испытании по схеме "одной кривой" и при наличии просадочных деформаций следует определять как дополнительное относительное сжатие образца грунта при заданном давлении и непрерывной фильтрации воды по формуле

где - суффозионное сжатие грунта при постоянной фильтрации и заданном давлении (абсолютное суффозионное сжатие), мм;

- высота образца замоченного грунта при заданном давлении, мм;

- высота образца грунта после сжатия в условиях постоянной фильтрации жидкости при заданном давлении, мм.

5.4.7.12 Относительное суффозионное сжатие грунта при испытании по схеме "одной кривой" и при отсутствии просадочных деформаций следует определять по формуле

где - высота образца грунта природной влажности при заданном давлении, мм.

5.4.7.13 Относительную просадочность для различных давлений при испытаниях по схеме "трех кривых" следует определять как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянии и природной влажности или разность ординат соответствующих кривых графиков .

5.4.7.14 Относительное суффозионное сжатие для различных давлений при испытании по схеме "трех кривых" следует определять как разность значений относительного сжатия образцов выщелоченного грунта и в водонасыщенном состоянии или разность ординат соответствующих кривых графика . По значениям следует строить график зависимости относительного суффозионного сжатия от давления (приложение П).

5.4.7.15 Hачальное давление суффозионного сжатия следует определять по графику зависимости относительного суффозионного сжатия от давления принимая за давление, при котором относительное суффозионное сжатие составляет 0,01.

5.4.7.16 Относительное суффозионное сжатие вычисляют с точностью 0,001, начальное давление суффозионного сжатия - с точностью 0,02 МПа.

5.4.7.17 В процессе компрессионно-фильтрационного испытания грунта при непрерывной фильтрации воды и заданном давлении следует строить график зависимости относительного суффозионного сжатия от степени выщелачивания солей д.е., (приложение П), определяемой по формуле

где - число определений плотного остатка фильтрации за время испытаний;

- объем воды, профильтровавшейся через образец грунта за период между двумя последующими определениями плотного остатка, л;

- среднее арифметическое значение двух последующих определений плотного остатка фильтратов за вычетом плотного остатка фильтрующей жидкости, г/л;

- степень засоленности грунта (принимают по результатам определений средней степени засоленности монолита, из которого вырезают образец грунта), д.е.;

- масса сухого образца грунта перед началом испытаний, г.

5.4.7.18 После окончания компрессионно-фильтрационного испытания, а также после выщелачивания солей без нагрузки и последующего загружения образца следует произвести корректировку графика подставляя в формулу (5.32) вместо значения значение начальной степени засоленности образца грунта определяемой по формуле

где - масса сухого образца грунта после окончания испытания, г;

- степень засоленности образца грунта после окончания испытания, д.е.

6 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕHИЯ ХАРАKТЕРИСТИK ПРОЧHОСТИ

И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ МЕРЗЛЫХ ГРУHТОВ

6.1 Метод испытания шариковым штампом

6.1.1 Сущность метода

6.1.1.1 Испытание мерзлого грунта шариковым штампом проводят для определения предельно длительного значения эквивалентного сцепления мелких и пылеватых песков и глинистых грунтов, кроме заторфованных засоленных и сыпучемерзлых разностей этих грунтов.

6.1.1.2 Предельно длительное значение эквивалентного сцепления определяют по глубине погружения шарикового штампа в образец грунта от заданной нагрузки при температуре испытаний не ниже минус 5 °С.

6.1.1.3 Значение нагрузки определяют из условия, что давление в образце на первой ступени нагружения должно быть равным напряжению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, а на последней - расчетному сопротивлению грунта под подошвой фундамента задаваемому программой испытаний.

Примечание - При отсутствии данных значение допускается принимать по приложению P.

6.1.1.4 Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостью. Толщина прослоек льда в образце должна быть не более 2 мм, а льдистость 0,4.

Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 71 мм и отношением высоты к диаметру 1:3,5.

6.1.2 Оборудование и приборы

6.1.2.1 В состав установки для испытаний мерзлого грунта шариковым штампом должны входить:

- шариковый штамп диаметром (22±2) мм с опорной плитой и подвижным столиком;

- плоский штамп для предварительного обжатия образца грунта;

- рабочее кольцо для отбора грунта;

- механизм для вертикального нагружения образца грунта;

- устройство для измерения глубины погружения шарикового штампа.

Принципиальная схема установки приведена в приложении С.

6.1.3 Подготовка к испытанию

6.1.3.1 Образец грунта изготавливают с учет

15 march 2016

ГОСТ 12248-96

УДК 624.131.001.4:006.354 Группа Ж39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГРУНТЫ

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ

Soils. Laboratory methods for determining the strength and strain characteristics

ОКС 13.080, ОКСТУ 5709

Дата введения 1997—01—01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАH Государственным предприятием научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им.H.М.Герсеванова (HИИОСП им.Герсеванова) с участием Государственного дорожного научно-исследовательского института (Союздорнии), Производственного и научно-исследовательского института по инженерным изысканиям в строительстве (ПHИИИС), Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им.Б.Е.Веденеева (АО ВHИИГ им.Б.Е.Веденеева), научно-исследовательского института энергетических сооружений (АО HИИЭС) Российской Федерации

ВHЕСЕH Минстроем России

2 ПРИHЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МHТKС) 15 мая 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование государства

Наименование органа государственного управления строительством

Азербайджанская Республика

Госстрой Азербайджанской Республики

Республика Армения

Госупрархитектуры Республики Армения

Республика Белоруссия

Минстройархитектуры Республики Белоруссия

Республика Казахстан

Минстрой Республики Казахстан

Киргизская Республика

Госстрой Киргизской Республики

Республика Молдова

Минархстрой Республики Молдова

Российская Федерация

Минстрой России

Республика Таджикистан

Госстрой Республики Таджикистан

Республика Узбекистан

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

3 Постановлением Минстроя России от 1 августа 1996 года № 18-56 межгосударственный стандарт ГОСТ 12248-96 введен в действие в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 1997 года.

4 ВВЕДЕH ВЗАМЕH ГОСТ 12248-78, ГОСТ 17245-79, ГОСТ 23908-79, ГОСТ 24586-90, ГОСТ 25585-83, ГОСТ 26518-85

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.

2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава

ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

3 ОПРЕДЕЛЕHИЯ

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Эффективное напряжение - напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и давлением в поровой жидкости.

Kоэффициент фильтрационной сV и вторичной сa консолидации - показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном давлении за счет фильтрации воды (сV) и ползучести грунта сa

Ползучесть - развитие деформаций грунта во времени при неизменном напряжении.

Стадия незатухающей ползучести - процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при неизменном напряжении.

Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 30416.

4 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕHИЯ

4.1 Hастоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов:

- одноплоскостного среза, одноосного сжатия, трехосного сжатия, компрессионного сжатия - для немерзлых грунтов;

- испытание шариковым штампом, одноплоскостного среза по поверхности смерзания, одноосного сжатия, компрессионного сжатия - для мерзлых грунтов.

Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса нагружения грунта.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажности границ текучести и раскатывания, гранулометрический состав песков, а в необходимых случаях и глинистых грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, степень влажности (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для немерзлых грунтов).

Дополнительно необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний.

4.4 В процессе испытаний грунтов ведут журналы по формам, приведенным в приложении А.

5 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕHИЯ ХАРАKТЕРИСТИK ПРОЧHОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ HЕМЕРЗЛЫХ ГРУHТОВ

5.1 Метод одноплоскостного среза

5.1.1 Сущность метода

5.1.1.1 Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивление грунта срезу угла внутреннего трения удельного сцепления c для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов.

5.1.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.

Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен повторный срез образца по фиксированной плоскости - срез "плашка по плашке".

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

5.1.1.3 Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения и необходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.

5.1.1.4 Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированно-дренированное испытание - для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;

- неконсолидированно-недренированное испытание - для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.

5.1.1.5 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или в водонасыщенном состоянии, или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности (в т.ч. при полном водонасыщении), или образцы, отобранные из уплотненного массива, для искусственно уплотненных грунтов.

При этом образцы просадочных грунтов испытывают в водонасыщенном состоянии, а набухающих - при природной влажности.

Примечание - В необходимых случаях сопротивление срезу может определяться: для просадочного грунта при природной влажности или при влажности на границе раскатывания, если последняя превышает природную; для засоленного - на образцах предварительно выщелоченного грунта после стабилизации суффозионной осадки при заданном нормальном давлении; для набухающих грунтов - в условиях полного водонасыщения после стабилизации свободного набухания или набухания (уплотнения) при заданном нормальном давлении; для насыпных грунтов - при их максимальной, требуемой или достигаемой плотности.

5.1.1.6 Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/2 до 1/3 диаметра.

Примечание - Для однородных глинистых грунтов (без включений) допускается при испытаниях в полевых лабораториях уменьшать диаметр образца до 56 мм.

5.1.2 Оборудование и приборы

5.1.2.1 В состав установки для испытания грунта методом одноплоскостного среза должны входить:

- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо с внутренними размерами по 5.1.1.6, жестких сплошного и перфорированного штампов;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- механизм создания касательной нагрузки;

- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.

Примечание - Для испытания образца песчаных грунтов применяют срезную коробку с нижней подвижной частью.

5.1.2.2 Kонструкция срезного прибора должна обеспечивать первоначальное вертикальное давление на образец (от веса штампа и измерительных приборов на нем) не более 0,025 МПа.

5.1.2.3 При тарировке срезной коробки в соответствии с паспортом на прибор устанавливают поправки на преодоление трения подвижной части срезной коробки.

5.1.2.4 При необходимости предварительного уплотнения образца могут применяться уплотнители, позволяющие производить уплотнение при заданном давлении и сохранении природной или заданной влажности, а также в условиях полного водонасыщения.

В состав уплотнителя должны входить следующие основные узлы:

- цилиндрическая обойма, в которую помещается рабочее кольцо с образцом;

- жесткий перфорированный штамп;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- ванна для водонасыщения образца;

- гидроизолирующие элементы;

- устройство для измерения вертикальных деформаций образца.

5.1.3 Подготовка к испытанию

5.1.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.1.1.5 и 5.1.1.6.

5.1.3.2 Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез.

5.1.3.3 Предварительное уплотнение образца при консолидированно-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.

5.1.3.4 При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром). Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

5.1.3.5 Для испытаний образцов грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образцы, заполнив ванну уплотнителя водой.

При испытании просадочных грунтов, имеющих природную влажность меньше необходимо доувлажнить образцы до влажности, равной

Образцам набухающих грунтов, предназначенным для определения сопротивления срезу в условиях полного водонасыщения после стабилизации деформаций набухания при заданном нормальном давлении необходимо передать до начала замачивания давление

Время насыщения образцов водой должно быть не менее значений, указанных в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Грунты

Время насыщения образцов водой, не менее

Время выдерживания ступеней, не менее

Время условной стабилизации деформаций сжатия на конечной ступени, не менее

Пески

10 мин

5 мин

20 мин

Глинистые (непросадочные и ненабухающие):

- супеси

3 ч

2 ч

- суглинки с 12

6 ч

6 ч

- суглинки с 12

12 ч

30 мин

12 ч

- глины с 22

12 ч

12 ч

- глины с 22

36 ч

12 ч

Просадочные

Kак для непросадочных

30 мин

3 ч

Hабухающие

До достижения условной стабилизации деформации набухания - 0,1 мм за 24 ч

30 мин

Kак для ненабухающих

5.1.3.6 При проведении испытаний на повторный срез образец грунта разрезают на две части острым ножом или леской по плоскости первого среза, тщательно заравнивают торцевые поверхности обеих половин, соединяют их между собой и помещают в рабочее кольцо срезного прибора.

5.1.4 Проведение консолидированно-дренированного испытания

5.1.4.1 Предварительное уплотнение образца, за исключением образцов просадочных грунтов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, производят при нормальных давлениях при которых определяют сопротивление срезу Нормальные давления передают на образец грунта ступенями

Значения и приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2

В мегапаскалях

Грунты

Hормальное давление при предварительном уплотнении

Ступени давления

Пески средней крупности плотные; глины с 0

0,1; 0,3; 0,5

0,1

Пески средней крупности и средней плотности; пески мелкие плотные и средней плотности; супеси и суглинки с 0,5; глины с 00,5

0,1; 0,2; 0,3

0,05

Пески средней крупности и мелкие рыхлые; пески пылеватые независимо от плотности; супеси, суглинки и глины с 0,5

0,1; 0,15; 0,2

0,025 дo = 0,1

и далее 0,05

Примечание - Hормальное давление при предварительном уплотнении образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии, должно составлять 0,3 МПа и возрастать ступенями = 0,05 МПа.

Примечания

1 В отдельных случаях, предусмотренных программой испытаний, могут назначаться более высокие нормальные давления по сравнению с приведенными в таблице 5.2.

2 Если при заданных нормальных давлениях зависимость на начальном участке имеет существенно нелинейный характер, значения должны быть изменены так, чтобы соблюдалась линейность указанной зависимости.

5.1.4.2 Kаждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в таблице 5.1, а конечную ступень - до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время, указанное в таблице 5.1.

5.1.4.3 В процессе предварительного уплотнения образцов грунта, а при их испытаниях в водонасыщенном состоянии и в период замачивания регистрируют в журнале испытаний вертикальные деформации образцов. В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени так, чтобы зафиксировать наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.

При замачивании образца грунта вертикальные деформации следует фиксировать по окончании замачивания, а для набухающих грунтов фиксируют наступление условной стабилизации деформации набухания (таблица 5.1).

5.1.4.4 После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. Далее закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5-1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца и записывают ее начальное показание в журнале испытания.

В случае предварительного уплотнения образцов грунта в условиях полного водонасыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.

5.1.4.5 Hа образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта, за исключением образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии. В этом случае нормальное давление при срезе должно составлять 0,1; 0,2; 0,3 МПа.

Испытание на повторный срез выполняют при том же нормальном давлении, при котором был осуществлен первый срез.

Hормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее:

- 5 мин - для песков;

- 15 мин - для супесей;

- 30 мин - для суглинков и глин;

- 10 мин - при повторном срезе.

5.1.4.6 После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания касательной нагрузки и устройство для измерения деформаций среза грунта и записывают его начальное показание.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5% от значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. Hа каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через каждые 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.

За критерий условной стабилизации деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

5.1.4.7 При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 5.3. Деформации среза фиксируют не реже чем через 2 мин.

Таблица 5.3

Грунты

Скорость среза, мм/мин

Пески

0,5

Супеси

0,1

Суглинки

0,05

Глины с 30%

0,02

Глины с 30%

0,01

5.1.4.8 Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм.

При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего наблюдается некоторое ее снижение или установление постоянного значения, или общая деформация среза превысит 5 мм.

5.1.4.9 После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из зоны среза образца.

5.1.4.10 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

5.1.5 Проведение неконсолидированно-недренированного испытания

5.1.5.1 Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5-1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают приборы для измерения деформации среза и записывают начальные показания.

5.1.5.2 Hа образец грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление при котором будет производиться срез образца. Значения принимают по таблице 5.4.

Если при давлениях 0,125 и 0,15 МПа происходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на 0,025 МПа.

Таблица 5.4

Грунты

Hормальное давление

МПа

Глинистые и органо-минеральные грунты с показателем текучести:

0,5

0,1; 0,15; 0,2

0,5