Статьи

ГОСТ 28984-91

УДК 721.013:006.354 Группа Ж02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МОДУЛЬНАЯ КООРДИНАЦИЯ РАЗМЕРОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Основные положения

Modular size coordination in building engineering.

Basic rules

ОКСТУ 5002

Дата введения 1991-07-01

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Центральным научно-исследовательским и проектно-экспериментальным институтом промышленных зданий и сооружений (ЦНИИпромзданий) Госстроя СССР

РАЗРАБОТЧИКИ

Я.П. Ватман, канд. техн. наук (руководитель темы); М.Р. Николаев; Г.П. Володин; М.И. Иванов; Л.С. Экслер; Д.М. Лаковский; Э.И. Пищик; Л.Г. Мовшович

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного строительного комитета СССР от 10.04.91 № 16

3. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка	Номер пункта
ГОСТ 21778-81	3.10
ГОСТ 21779-82	3.10
ГОСТ 21780-83	3.10
ГОСТ 26607-85	3.10

Настоящий стандарт распространяется на здания и сооружения различного назначения всех отраслей народного хозяйства.

Стандарт обязателен при разработке:

норм, стандартов и других нормативных документов, содержащих данные о регламентации размеров, применяемых для строительства;

проектов зданий и сооружений;

сортаментов, номенклатур, каталогов и проектов строительных конструкций и изделий;

сортаментов, номенклатур, каталогов и проектов оборудования зданий, заменяющего конструктивные элементы или составляющего с ними единое целое (шкафы-перегородки, встроенные шкафы, стеллажи в складах и др.), а также оборудования, размеры элементов которого .в отдельности и в сочетании с другими элементами или нормированными свободными проходами должны быть согласованы с размерами объемно-планировочных и конструктивных элементов зданий (лифты, эскалаторы, мостовые опорные, подвесные и иные краны, секционные шкафы, элементы оборудования кухонь, столы для аудиторий и др.).

Настоящий стандарт не обязателен при проектировании и строительстве зданий и сооружений:

уникальных;

экспериментальных, если такие отступления обусловлены особенностями эксперимента;

с применением изделий, размеры которых не приведены в соответствие с модульной координацией размеров в строительстве, при условии, что отступления не приведут к необходимости изменения установленных размеров других изделий;

с размерами, определяемыми специфическими видами оборудования, размеры и форма которых препятствуют применению правил модульной координации размеров в строительстве;

реконструируемых, построенных ранее без соблюдения правил модульной координации в строительстве (в том числе пристраиваемых к объектам) и реставрируемых;

проектируемых полностью или частично с косоугольными и криволинейными очертаниями, причем отступления в этих случаях допускаются только в той мере, в которой это необходимо в связи с особенностями формы;

с размерами, установленными специальными международными соглашениями.

Стандарт устанавливает основные положения модульной координации размеров в строительстве зданий и сооружений, являющейся одной из основ унификации и стандартизации размеров в строительстве для обеспечения взаимосогласованности, взаимозаменяемости и ограничения количества типоразмеров строительных изделий и элементов оборудования.

Принятые в стандарте специальные термины и пояснения приведены в приложении.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Модульная координация размеров в строительстве (МКРС) должна осуществляться на базе модульной пространственной координационной системы и предусматривать предпочтительное применение прямоугольной модульной пространственной координационной системы (черт. 1).

Прямоугольная модульная пространственная координационная система

- коэффициенты кратности модулей в плане и по высоте здания (сооружения)

Черт. 1

При проектировании зданий, сооружений, их элементов, строительных конструкций и изделий на основе модульной пространственной координационной системы применяют горизонтальные и вертикальные модульные сетки на соответствующих плоскостях этой системы.

1.2. МКРС устанавливает правила назначения следующих категорий размеров:

основных координационных размеров: шагов () и высот этажей () зданий и сооружений;

координационных размеров элементов: длины (), ширины (), высоты (), толщины, диаметра ();

конструктивных размеров элементов: длины (), ширины (), высоты (), толщины, диаметра ().

2. МОДУЛИ И ПРЕДЕЛЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1. Для координации размеров принят основной модуль, равный 100 мм и обозначенный буквой М.

2.2. Для назначения координационных размеров объемно-планировочных и конструктивных элементов, строительных изделий, оборудования, а также для построения систематических рядов однородных координационных размеров должны применяться наряду с основным следующие производные модули (черт. 2):

укрупненные модули (мультимодули) 60М; 30М; 15М; 12М; 6М; 3М, соответственно равные 6000; 3000; 1500; 1200; 600; 300 мм;

дробные модули (субмодули) М; М; М; М; М; М, соответственно равные 50; 20; 10; 5; 2; 1 мм.

Укрупненный модуль 15М допускается при необходимости дополнения ряда размеров, кратных 30М и 60М, при наличии технико-экономических обоснований.

Взаимосвязь между модулями различной крупности

Черт. 2

2.3. Производные модули, указанные в п. 2.2, следует применять до следующих предельных координационных размеров объемно-планировочного элемента, строительной конструкции, изделия или элемента оборудования:

60М - в плане и по высоте без ограничения;

30М - в плане до 18000 мм, при технико-экономических обоснованиях - без ограничения; по высоте - без ограничения;

15М - в плане до 18000 мм; по высоте - без ограничения;

12М - в плане до 12000 мм; по высоте - без ограничения;

6М - в плане до 7200 мм; по высоте - без ограничения;

3М - в плане и по высоте до 3600 мм, при технико-экономических обоснованиях в плане - до 7200 мм, по высоте -без ограничения;

М - по всем измерениям в пределах до 1800 мм;

М - то же, до 600 мм;

М - то же, до 300 мм;

М - по всем измерениям в пределах до 150 мм;

М - то же, до 100 мм;

М - то же, до 50 мм;

М - то же, до 20 мм.

Принятые пределы применения модулей необязательны для аддитивных (слагаемых) координационных размеров конструктивных элементов.

Допускается применение высот этажей 2800 мм, кратных модулю М, за установленным для него пределом.

2.4. Укрупненные модули для размеров в плане каждого конкретного вида зданий, его планировочных и конструктивных элементов, проемов и т. д. должны составлять группу, выбранную из общего ряда, установленного п. 2.2, таким образом, чтобы каждый относительно больший модуль был кратен всем меньшим, чем достигается совместимость членений модульных сеток (черт. 3).

Пример группировки укрупненных модулей, обеспечивающей

совместимость модульных сеток

Черт.3

В зданиях, состоящих из отдельных связанных между собой корпусов или относительно самостоятельных частей, различных по объемно-планировочной структуре и конструктивной системе, для каждой из частей может применяться своя группа укрупненных модулей из указанных в п. 2.2.

3. КООРДИНАЦИОННЫЕ И КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ СТРОИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ

3.1. Координационные размеры конструктивных элементов и элементов оборудования принимают равными соответствующим размерам их координационных пространств.

3.2. Координационные размеры конструктивных элементов устанавливают в зависимости от основных координационных размеров здания (сооружения).

3.3. Координационный размер конструктивного элемента принимают равным основному координационному размеру здания (сооружения), если расстояние между двумя координационными осями здания (сооружения) полностью заполняют этим элементом (черт. 4).

Черт.4

Примечание. Вместо указанных на чертеже координационных размеров , (длина) могут быть соответственно приняты , (ширина) или , (высота).

3.4. Координационный размер конструктивного элемента принимают равным части основного координационного размера здания (сооружения), если несколько конструктивных элементов заполняют расстояние между двумя координационными осями здания (сооружения) (черт.5а, б).

Черт. 5

Примечание. На чертежах 5 и 6 и (где = 1, 2, 3) имеют тот же смысл, что и в п. 1.2 для и .

3.5. Координационный размер конструктивного элемента может быть больше основного координационного размера здания (сооружения), если конструктивный элемент выходит за пределы основного координационного размера здания (сооружения) (черт. 6).

В этом случае

; (1)

. (2)

Черт. 6

3.6. Координационные размеры проемов окон, дверей и ворот, аддитивные размеры конструктивных элементов в плане и по высоте, а также размеры шагов и высот этажей в некоторых зданиях, не требующих больших объемно-планировочных элементов, назначают предпочтительно кратными укрупненным модулям 12М, 6М и 3М.

3.7. Координационные размеры, не зависящие от основных координационных размеров (например, сечения колонн, балок, толщины стен и плит перекрытий), назначают предпочтительно кратными основному модулю М или дробным модулям М, М.

3.8. Координационные толщины плитных изделий и тонкостенных элементов назначают кратными дробным модулям М, М, а ширину швов и зазоров между элементами - кратной также М и М.

3.9. Координационные размеры, кратные 3М/2 и М/2, допускаются при членении пополам координационных размеров, равных нечетному числу модулей 3М и М.

3.10. Конструктивные размеры () строительных элементов следует определять, исходя из их координационных размеров за вычетом соответствующих частей ширины зазоров (черт. 7), то есть

. (3)

Черт. 7

Размеры зазоров следует устанавливать в соответствии с ГОСТ 21778, ГОСТ 21779, ГОСТ 21780, ГОСТ 26607.

4. ПРИВЯЗКА КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

К КООРДИНАЦИОННЫМ ОСЯМ

4.1. Расположение и взаимосвязь конструктивных элементов следует координировать на основе модульной пространственной координационной системы путем привязки их к координационным осям.

4.2. Модульная пространственная координационная система и соответствующие модульные сетки с членениями, кратными определенному укрупненному модулю, должны быть, как правило, непрерывными для всего проектируемого здания или сооружения (черт. 8а).

Прерывную модульную пространственную координационную систему с парными координационными осями и вставками между ними, имеющими размер , кратный меньшему модулю (черт. 8б, в), допускается применять для зданий с несущими стенами в следующих случаях:

1) в местах устройства деформационных швов;

2) при толщине внутренних стен 300 мм и более, особенно при наличии в них вентиляционных каналов; в этом случае парные координационные оси проходят в пределах толщины стены с таким расчетом, чтобы обеспечить необходимую площадь опоры унифицированных модульных элементов перекрытий (черт. 8в);

3) когда прерывная система модульных координат обеспечивает более полную унификацию типоразмеров индустриальных изделий, например, при панелях наружных и внутренних продольных стен, вставляемых между гранями поперечных стен и перекрытий.

4.3. Привязку конструктивных элементов определяют расстоянием от координационной оси до координационной плоскости элемента или до геометрической оси его сечения.

4.3.1. Привязку несущих стен и колонн к координационным осям осуществляют по сечениям, расположенным в уровне опирания на них верхнего перекрытия или покрытия.

4.3.2. Конструктивная плоскость (грань) элемента в зависимости от особенностей примыкания его к другим элементам может отстоять от координационной плоскости на установленный размер или совпадать с ней.

Расположение координационных осей в плане зданий

с несущими стенами

- непрерывная система с совмещением координационных осей с осями несущих стен;

- прерывная система с парными координационными осями и вставками между ними;

- прерывная система при парных координационных осях, проходящих в пределах толщины стен

Черт. 8

4.4. Привязку конструктивных элементов зданий к координационным осям следует принимать с учетом применения строительных изделий одних и тех же типоразмеров для средних и крайних однородных элементов, а также для зданий с различными конструктивными системами.

4.5. Привязку несущих стен к координационным осям принимают в зависимости от их конструкции и расположения в здании.

4.5.1. Геометрическая ось внутренних несущих стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9а); асимметричное расположение стены по отношению к координационной оси допускается в случаях, когда это целесообразно для массового применения унифицированных строительных изделий, например, элементов лестниц и перекрытий.

4.5.2. Внутренняя координационная плоскость наружных несущих стен должна смещаться внутрь здания на расстояние от координационной оси (черт. 9б, в), равное половине координационного размера толщины параллельной внутренней несущей стены /2 или кратное М, М или М. При опоре плит перекрытий на всю толщину несущей стены допускается совмещение наружной координационной плоскости стен с координационной осью (черт. 9г).

4.5.3. При стенах из немодульного кирпича и камня допускается размер привязки корректировать в целях применения типоразмеров плит перекрытий, элементов лестниц, окон, дверей и других элементов, применяемых при иных конструктивных системах зданий и устанавливаемых в соответствии с модульной системой.

Привязка стен к координационным осям

Черт.9

Примечания:

1. Размеры привязок указаны от координационных осей до координационных плоскостей элементов.

2. Наружная плоскость наружных стен находится с левой стороны каждого изображения.

4.6. Внутренняя координационная плоскость наружных самонесущих и навесных стен должна совмещаться с координационной осью (черт. 9д) или смещаться на размер с учетом привязки несущих конструкций в плане и особенностей примыкания стен к вертикальным несущим конструкциям или перекрытиям (черт. 9е).

4.7. Привязка колонн к координационным осям в каркасных зданиях должна приниматься в зависимости от их расположения в здании.

4.7.1. В каркасных зданиях колонны средних рядов следует располагать так, чтобы геометрические оси их сечения совмещались с координационными осями (черт. 10а). Допускаются другие привязки колонн в местах деформационных швов, перепада высот (п. 4.8) и в торцах зданий, а также в отдельных случаях, обусловленных унификацией элементов перекрытий в зданиях с различными конструкциями опор.

4.7.2. Привязку крайних рядов колонн каркасных зданий к крайним координационным осям принимают с учетом унификации крайних элементов конструкций (ригелей, панелей стен, плит перекрытий и покрытий) с рядовыми элементами; при этом в зависимости от типа и конструктивной системы здания привязку следует осуществлять одним из следующих способов:

1) внутреннюю координационную плоскость колонн смещают от координационных осей внутрь здания на расстояние, равное половине координационного размера ширины колонны средних рядов /2 (черт. 10б);

2) геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью (черт. 10в);

3) внешнюю координационную плоскость колонн совмещают с координационной осью (черт. 10г).

4.7.3. Внешнюю координационную плоскость колонн допускается смещать от координационных осей наружу на расстояние (черт. 10д), кратное модулю 3М и, при необходимости, М или М.

В торцах зданий допускается смещать геометрические оси колонн внутрь здания на расстояние (черт. 10е), кратное модулю. 3М и, при необходимости, М или М.

Привязка колонн каркасных зданий к координационным осям

Черт. 10

Примечания:

1. Внутренние координационные плоскости стен (на чертеже показаны условно) могут смещаться наружу или внутрь в зависимости от особенностей конструкции стены и ее крепления.

2. Размеры привязок от координационных осей указаны до координационных плоскостей элементов.

4.7.4. При привязке колонн крайних рядов к координационным осям, перпендикулярным к направлению этих рядов, следует совмещать геометрические оси колонн с указанными координационными осями; исключения возможны в отношении угловых колонн и колонн у торцов зданий и деформационных швов.

4.8. В зданиях в местах перепада высот и деформационных швов, осуществляемых на парных или одинарных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к двойным или одинарным координационным осям, следует руководствоваться следующими правилами:

1) расстояние между парными координационными осями (черт. 11а, б, в) должно быть кратным модулю 3М и, при необходимости, М или М; привязка каждой из колонн к координационным осям должна приниматься в соответствии с требованиями п. 4.7;

2) при парных колоннах (или несущих стенах), привязываемых к одинарной координационной оси, расстояние от координационной оси до геометрической оси каждой из колонн (черт 11г) должно быть кратным модулю 3М и, при необходимости, М или М;

3) при одинарных колоннах, привязываемых к одинарной координационной оси, геометрическую ось колонн совмещают с координационной осью (черт. 11д).

Примечание. При расположении стены между парными колоннами одна из ее координационных плоскостей совпадает с координационной плоскостью одной из колонн.

Привязка колонн и стен к координационным осям в местах

деформационных швов

Черт. 11

4.9. В объемно-блочных зданиях объемные блоки следует, как правило, располагать симметрично между координационными осями непрерывной модульной сетки.

4.10. В многоэтажных зданиях координационные плоскости чистого пола лестничных площадок следует совмещать с горизонтальными основными координационными плоскостями (черт. 12а).

4.11. В одноэтажных зданиях координационную плоскость чистого пола следует совмещать с нижней горизонтальной основной координационной плоскостью (черт. 12б).

В одноэтажных зданиях, имеющих наклонный пол, с нижней горизонтальной основной координационной плоскостью следует совмещать верхнюю линию пересечения пола с координационной плоскостью наружных стен.

4.12. В одноэтажных зданиях с верхней горизонтальной основной координационной плоскостью совмещают наиболее низкую опорную плоскость конструкции покрытия (черт. 12б).

4.13. Привязку элементов цокольной части стен к нижней горизонтальной основной координационной плоскости первого этажа и привязку фризовой части стен к верхней горизонтальной основной координационной плоскости верхнего этажа принимают с таким расчетом, чтобы координационные размеры нижних и верхних элементов стен были кратными модулю 3М и, при необходимости, М или М.

Модульная (координационная) высота этажа

1 - координационная плоскость чистого пола; 2 - подвесной потолок

Черт. 12

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

Термины и пояснения

Термин	Пояснение
1. Модульная координация размеров в строительстве (МКРС)	Взаимное согласование размеров зданий и сооружений, а также размеров и расположения их элементов, строительных конструкций, изделий и элементов оборудования на основе применения модулей
2. Модуль	Условная линейная единица измерения, применяемая для координации размеров зданий и сооружений, их элементов, строительных конструкций, изделий и элементов оборудования
3. Основной модуль	Модуль, принятый за основу для назначения других, производных от него модулей
4. Производный модуль	Модуль, кратный основному модулю или составляющий его часть
5. Укрупненный модуль (мультимодуль)	Производный модуль, кратный основному модулю
6. Дробный модуль (субмодуль)	Производный модуль, составляющий часть основного модуля
7. Модульная пространственная координационная система	Условная трехмерная система плоскостей и линий их пересечения с расстояниями между ними, равными основному или производным модулям
8. Координационная плоскость	Одна из плоскостей модульной пространственной координационной системы, ограничивающих координационное пространство
9. Основная координационная плоскость	Одна из координационных плоскостей, определяющих членение зданий на объемно-планировочные элементы
10. Координационная линия	Линия пересечения координационных плоскостей
11. Координационное пространство	Модульное пространство, ограниченное координационными плоскостями, предназначенное для размещения здания, сооружения, их элемента, конструкции, изделия, элемента оборудования
12. Модульная сетка	Совокупность линий на одной из плоскостей модульной пространственной координационной системы
13. Координационная ось	Одна из координационных линий, определяющих членение здания или сооружения на модульные шаги и высоты этажей
14. Привязка к координационной оси	Расположение конструктивных и строительных элементов, а также встроенного оборудования, по отношению к координационной оси
15. Модульный размер	Размер, равный или кратный основному или производному модулю
16. Координационный размер	Модульный размер, определяющий границы координационного пространства в одном из направлений
17. Основные координационные размеры	Модульные размеры шагов и высот этажей
18. Модульный шаг	Расстояние между двумя координационными осями в плане
19. Модульная высота этажа (координационная высота этажа)	Расстояние между горизонтальными координационными плоскостями, ограничивающими этаж здания
20. Конструктивный размер	Проектный размер строительной конструкции, изделия, элемента оборудования, определенный в соответствии с правилами МКРС
21. Вставка	Пространство между двумя смежными основными координационными плоскостями в местах разрыва модульной координационной системы, в том числе в местах деформационных швов

Таблица Ж.3 - Значения коэффициента V_a (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

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 < V_доп, (1)

где V - коэффициент вариации (5.4);

V_доп - 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 Х_n и расчетных Х значений характеристик грунтов для ИГЭ и РГЭ в случае принятия для последнего постоянных значений Х_n 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 X_n 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;

X_i - 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 Х_i, 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 Х_n по формуле (2) и S по формуле (4).

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

, (5)

, (6)

где t_a - 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 g_g по формуле

. (7)

Примечание - Знак перед величиной r_a 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 Х_n(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 Х_i (5.3) необходимо в формуле (3) заменить Х_n на X_n(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 tgj_j и c_j (6.2-6.5) или путем статистической обработки всех пар опытных значений сопротивления срезу t_i и нормального напряжения s_i 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 tgj_j и c_j в первом способе и число определений пар t_i и s_i 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 tgj_j и c_j для каждой j-й точки испытания грунта в пределах ИГЭ вычисляют по методу наименьших квадратов частные значения tgj_j и c_j по результатам не менее трех определений сопротивления грунта срезу t_i при различных значениях нормального напряжения s_i в пределах одинакового диапазона s_i:

, (9)

, (10)

где k - число определений t в каждой точке ИГЭ.

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

. (11)

6.3. По найденным значениям tgj_j и с_j вычисляют нормативные значения tgj_n и с_n по формуле (2) и среднеквадратические отклонения S_tgj и S_с по формуле (4).

6.4. Выполняют статистическую проверку для исключения возможных ошибок в значениях tgj_j и с_j в соответствии с 5.3. Пару значений tgj_j и с_j исключат, если хотя бы для одного из них выполняется условие (3). При этом для оставшихся опытных данных следует заново вычислить значения tgj_n, с_n, S_tgj и S_c.

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

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

6.6. При статистической обработке всех n пар опытных значений t_i и s_i как единой совокупности нормативные значения tgj_n и с_n вычисляют по формулам (9) и (10), в которых значения tgj_j, с_j и k необходимо заменить на tgj_n, c_n и n соответственно.

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

6.7. Вычисляют среднеквадратическое отклонение сопротивления срезу S_t по формуле

. (12)

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

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

Исключают наиболее отклоняющееся от нормативной зависимости t_n = с_n + stgj_n значение t_i для которого выполняется условие (3). При этом в условие (3) следует подставить вместо Х_i проверяемое значение t_i вместо Х_n - соответствующее t_i значение t_n и вместо S - значение S_t из (12).

Если какое-либо значение t_i - будет исключено, следует заново вычислить значения tgj_n, с_n и S_t по оставшимся опытным данным.

6.9. Расчетные значения tgj и с вычисляют с учетом заданного диапазона нормальных напряжений s_min, s_max, который принимается по указаниям норм проектирования различных видов сооружений. При отсутствии таких указаний следует принимать s_min и s_max 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, t^²_n вычисляют по формуле (13) и значения полудлин совместных доверительных интервалов d^¢_t и d^²_t по формуле (14) при значениях нормального напряжения s = s_min и s = s_max:

t_n = c_n + stgj_n, (13)

, (14)

где V_a,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;

s_i - опытные значения нормального напряжения;

. (15)

6.11. Параметр l, учитывающий значения диапазона /s_min, s_max/ вычисляют по формуле

, (16)

где , (17)

. (18)

6.12. Вычисляют расчетные значения сопротивления срезу t^¢ и t^² по формуле (19) при нормальных напряжениях s = s_min и s = s_max, коэффициенты надежности по грунту g_g,tgj и g_g,c для tgj и c по формуле (20) и расчетные значения tgj и с по формуле (8):

t = t_n - d_t, (19)

. (20)

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

. (21)

Приложение А

(рекомендуемое)

Вычисление

сравнительного коэффициента вариации

Сравнительный коэффициент вариации V_с вычисляют по формуле

, (A.1)

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

X_min - наименьшее значение в выборке опытных данных X_i 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 t_a.

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

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

Значение F_a 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 tgj_j, c_j, t_i, s_i и k на а₁, а₀, e_i, lns_i и n соответственно, где n - общее число определений e_i по всем компрессионным кривым в данном ИГЭ.

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

4. Расчетные значения модуля деформации вычисляют по формуле (8), при этом коэффициент g_g устанавливают так же, как указано в 6.10-6.12, используя формулы (13)-(21). В этих формулах необходимо заменить t^¢_n, t^²_n, d_t, S_t, s, , s_i, s_min, s_max, t^¢, t^², и g_g,tgj, на e^¢_n, e^²_n, d_e, S_e, lns,

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;

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

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

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