Проведение сдвиговых испытаний грунта

Неконсолидированно-недренированное испытание. Уплотненный образец грунта нагружался в одну ступень нормальным давлением, при котором производился сдвиг. Далее создавался зазор 2 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки и прикладывалась сдвигающая нагрузка ступенями не более 10% значения нормального давления. Каждая последующая ступень сдвигающей нагрузки прикладывалась через 10-15 с или после того, как скорость деформации сдвига становилась меньше 4 –5 мм/мин. Испытание считалось законченным, когда после приложения очередной ступени сдвигающей нагрузки происходило безостановочное перемещение подвижной части срезной коробки со скоростью, превышающей 5 мм/мин, или когда общая деформация сдвига превышала 2 см. По окончании испытания образец разгружался. Из зоны сдвига отбирались пробы на влажность.

Консолидированно-дренированное испытание. Образец грунта после загрузки в прибор подвергался предварительному уплотнению при нормальных давлениях, при которых производился сдвиг, до прекращения деформаций сжатия. За критерий условной стабилизации деформаций принималось ее приращение, не превышающее 0,01 мм за 3 часа. Сдвиг производился под действием касательных нагрузок, прикладываемых ступенями, величина которых не превышала 5% от значения нормальной нагрузки. Каждая последующая ступень прикладывалась после условной стабилизации деформаций среза, когда скорость деформации не превышала 0,04 мм/мин. Испытание считалось законченным в том случае, если после приложения очередной ступени сдвигающей нагрузки происходило безостановочное перемещение подвижной части срезной коробки со скоростью, превышающей 0,04 мм/мин, или когда общая деформация сдвига превышала 2 см. По окончании испытания образец разгружался. Из зоны сдвига отбирались пробы на влажность.

Обработка результатов сдвиговых испытаний грунтов выполнялась в соответствии с ГОСТ 20522-96.

Испытание грунтов шаровым штампом. Как указывается в [2], прочность грунта существенно зависит от времени нагружения. При этом сцепление грунта изменяется во времени весьма значительно в то время, как угол внутреннего трения меняется мало, и в ряде случаев его можно рассматривать как постоянную величину. Таким образом, для установления длительной прочности необходимо определить предельно-длительное сцепление грунта. Для этой цели весьма эффективен метод шаровой пробы Н.А. Цытовича [1], основанный на измерении осадки шарового штампа под действием некоторой постоянной нагрузки. Диаметр шара или нагрузка выбираются такими, чтобы отношение осадки к диаметру шарового штампа было больше 1/200 и не превосходило 1/10. В этом случае упругими деформациями грунта можно пренебречь и испытания штампами разного диаметра будут давать тождественные результаты.

Сцепление грунта определяется по формуле

(кг / см²)

в которой Р - нагрузка на штамп, кг; D - диаметр шара, см; S(t) - глубина вдавливания штампа под нагрузкой, см. Эта глубина меняется от начального S(0) до конечного стабилизированного значения, чему соответствует условно-мгновенное сцепление С₀ и предельно-длительное С∞.

Опыты по определению длительного сцепления выполнялись на образцах грунта после сдвига по открытой схеме. Применялся штамп с диаметром шара 12,4 см, нагруженный гирями общей массой 15 кг. Длительность опытов составляла от 3 до 24 часов.

Методика определения характеристик водопроницаемости грунта.

Водопроницаемость суглинков, содержащих в грансоставе карбонатные включения, определялась в двух компрессионно-фильтрационных приборах КФ-450, схема которых приведена на рис. 1.2. Данные приборы имеют цилиндрическую рабочую камеру диаметром 450 мм. Исследуемый образец грунта высотой 150 мм располагался между нижним однослойным дренажными фильтром из песка и верхним двухслойным дренажным фильтром из песка и гравия фракций 2-5 мм. Песчаные и гравийный фильтры отсыпались слоями толщиной 50 мм каждый.

Нормальное давление на образец создавалось с помощью гидростатической подушки и передавалось на грунт через перфорированный штамп.

Грунт для загрузки в фильтрационные приборы готовился по той же методике, что и для сдвиговых испытаний (см. п.1.1.2).

Грунт в прибор укладывался в 3 слоя и уплотнялся трамбовками до заданной плотности, которая контролировалась по массе навески и объему образца в уплотненном виде. После загрузки прибора прикладывалось нормальное давление и проводилось водонасыщение грунта.

Исследования водопроницаемости грунта проводились по схеме снизу-вверх. Фильтрационный расход измерялся по падению уровня воды в пьезометре верхнего бьефа.