ГОСТ 12248-2010 Грунты, МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ И ДЕФОРМИРУЕМОСТИ 

Сведения о стандарте 

1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н.М.Герсеванова - институтом Открытого акционерного общества "Научно-исследовательский центр "Строительство" (ОАО "НИЦ "Строительство") при участии ОАО "ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева", ОАО "Союздорнии", ОАО "Фундаментпроект", Института геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН (ИГЭ РАН), ООО "НПП "Геотек", геологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова (МГУ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (дополнение к приложению Д протокола N 37 от 6-7 октября 2010 г.)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости полускальных, дисперсных и мерзлых 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 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности
ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности
ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация
ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации
ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов на территории государств по соответствующему указателю стандартов, составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку. 

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100 и ГОСТ 30416, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 эффективное напряжение: Напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и поровым давлением.
3.2 поровое давление: Давление в поровой жидкости грунта.
3.3 противодавление: Внешнее давление, повышающее поровое давление в образце грунта в процессе испытания.
3.4 девиатор напряжений: Разность между главными эффективными напряжениями .
3.5 реконсолидация: Восстановление природной плотности и двухфазного состояния образца грунта, разуплотненного в результате паро-газовыделения в процессе его отбора при сохранении природной влажности.
3.6 бытовое давление : Вертикальное эффективное напряжение в массиве грунта на данной глубине от веса вышележащих слоев грунта.
3.7 среднее давление в условиях природного залегания : Среднее напряжение в массиве грунта на данной глубине, обусловленное воздействием бытового давления и бокового давления и вычисляемое по формуле , где - коэффициент бокового давления покоя.
3.8 сопротивление недренированному сдвигу: Максимальное касательное напряжение при нагружении грунта в условиях отсутствия дренирования.
3.9 структурная прочность грунта на сжатие: Прочность, обусловленная наличием структурных связей и характеризуемая напряжением, до которого образец грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой практически не деформируется.
3.10 коэффициент фильтрационной и вторичной консолидации: Показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном напряжении за счет фильтрации воды () и ползучести грунта ().
3.11 ползучесть: Процесс развития деформаций грунта (сдвиговых, объемных) во времени при действии постоянного напряжения.
3.12 стадия незатухающей ползучести: Процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при постоянном напряжении.
3.13 оттаивающий грунт: Грунт, в котором при переходе от мерзлого состояния в талое разрушаются криогенные структурные связи.
3.14 граница оттаивания: Граница раздела оттаивающего и мерзлого грунта, движущаяся сверху вниз в процессе оттаивания.
3.15 приконтактный слой грунта: Тонкий (2-4 мм) слой оттаявшего грунта вблизи границы оттаивания, имеющий наибольшие влажность, разуплотнение, водопроницаемость и поровое давление. 

4 Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторных испытаний грунтов для определения их характеристик прочности и деформируемости:

- полускальных - одноосное сжатие;
- дисперсных - одноплоскостной срез, одноосное сжатие, трехосное сжатие, компрессионное сжатие, суффозионное сжатие, испытание на набухание и усадку;
- мерзлых - испытание шариковым штампом, одноплоскостной срез по поверхности смерзания, одноосное сжатие, компрессионное сжатие, одноплоскостной срез оттаивающего грунта.

Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса нагружения грунта и условий его работы в основании, составе инженерного сооружения или в качестве среды его вмещающей.

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

4.3 Способы отбора монолитов и подготовки образцов для испытаний должны обеспечить практически полное сохранение их структуры и влажности в соответствии с ГОСТ 12071 и ГОСТ 30416.

4.4 Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажности на границах текучести и раскатывания, гранулометрический состав грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для связных дисперсных грунтов).

Дополнительные необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний настоящего стандарта.

4.5 Испытания мерзлых грунтов проводят при температурах ниже температуры начала замерзания: на 0,5 °С - для незасоленных и на 1 °С - для засоленных.

4.6 В процессе испытаний грунтов ведут журналы, формы приведены в приложении А, а при автоматизации процесса испытаний и обработки данных с помощью компьютерных программ результаты опыта выводятся на компьютер в форме паспорта (протокола) испытания.

4.7 Отчет об испытании должен включать в себя:

- идентификацию образца (номер буровой скважины, номер пробы, номер испытания, глубину отбора, номер инженерно-геологического элемента и т.п.);
- метод подготовки образца (ненарушенный или нарушенного сложения, предварительное водонасыщение);
- начальные размеры образца;
- физические характеристики грунта;
- использованный метод испытания;
- таблицу результатов испытания (нагрузки-деформации);
- графики испытаний;
- числовые значения полученных характеристик грунта.
При необходимости допускается приводить и другую дополнительную информацию. 

5 Методы определения характеристик прочности и деформируемости полускальных и дисперсных грунтов

 
5.1.1 Сущность метода


5.1.1.1 Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: угла внутреннего трения и удельного сцепления 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 горизонтальной нагрузкой при предварительном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза. Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен срез образца по заранее сформированной поверхности - срез "плашка по плашке" для определения характеристик остаточной прочности грунта и .

Примечания

1 Характеристики и глинистого грунта ненарушенного и нарушенного сложения могут быть также определены на приборах кольцевого среза.

2 Не 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 частных значений и необходимо провести не менее трех испытаний идентичных образцов при различных значениях нормального напряжения.

5.1.1.4 Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированно-дренированный (медленный) срез - для песков, глинистых и органо-минеральных грунтов независимо от их коэффициента водонасыщения для определения эффективных значений и ;
- неконсолидированный быстрый срез - для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов, имеющих показатель текучести 0,5, и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки, для определения и в нестабилизированном состоянии.

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 том числе при полном водонасыщении), или образцы, отобранные из массива 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 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 1/3 до 1/2 диаметра. Максимальный размер фракции грунта (включений, агрегатов) в образце должен быть не более 1/5 высоты образца.

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 в себя рабочее кольцо внутренними размерами по 5.1.1.6, жесткие сплошные и перфорированные штампы;
- механизм для вертикального нагружения образца;
- механизм создания горизонтальной срезающей 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 Конструкция 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 проводить 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 приступают или к его предварительному уплотнению (консолидировано-дренированный срез), или сразу к испытанию на срез (неконсолидированный быстрый срез).

5.1.3.3 Предварительное уплотнение образца проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или 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, провести регулирование механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

5.1.3.5 Для испытаний образца грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образец до появления воды на поверхности, заполнив ванну уплотнителя водой.

При испытании просадочных грунтов, имеющих природную влажность менее , необходимо увлажнить образцы до влажности, равной .

Образцы набухающих грунтов, предназначенные для определения сопротивления срезу в условиях полного водонасыщения после стабилизации деформаций набухания при заданном нормальном давлении , нагружают до начала замачивания давлением .

Время насыщения образцов водой должно быть не менее: для песков - 10 мин; для глинистых грунтов, в том числе для просадочных: при 7% - 3 ч, при 12% - 6 ч, при 22% - 12 ч и при 22% и органо-минеральных грунтов - 36 ч; для набухающих грунтов - до достижения условной стабилизации деформации набухания - 0,1 мм за 24 ч. По окончании водонасыщения регистрируют вертикальные деформации образцов.

5.1.3.6 При проведении среза "плашка по плашке" (см. 5.1.1.2) образец грунта разрезают на две части острым ножом или леской, тщательно заравнивают торцевые поверхности обеих половин с предварительным их смачиванием, соединяют их между собой и помещают в рабочее кольцо срезного прибора.

5.1.4 Проведение консолидированно-дренированного (медленного) среза

5.1.4.1 Предварительное уплотнение образцов проводят при нормальных давлениях , при которых определяют сопротивление срезу .

Значение максимального нормального давления устанавливают в зависимости от предполагаемого напряженного состояния грунтового массива (с учетом передаваемых на основание нагрузок и бытового давления). Значения нормальных давлений и , при которых определяют сопротивление срезу , устанавливают как часть (например, 0,25, 0,5 и т.д.). При отсутствии указанных данных значения допускается принимать по таблице 5.1. Значения ступеней принимают в соответствии с таблицей 5.1 или равными удвоенным значениям предыдущей ступени. 

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

5.1.4.2 Для глинистых и органо-минеральных грунтов водонасыщенных в природном залегании или приведенных в водонасыщенное состояние предварительным замачиванием (см. 5.1.3.5), предварительное уплотнение образцов и испытание на срез проводят в соответствии с 5.1.4.3-5.1.4.10.

5.1.4.3 Предварительное уплотнение образцов до заданной нагрузки проводят ступенями в соответствии с таблицей 5.1. Каждую ступень выдерживают 10-15 мин, а конечную ступень - до завершения 100%-ной фильтрационной консолидации образца [1].

Показания приборов для измерения вертикальных деформаций образца регистрируют в конце приложения каждой ступени . На конечной ступени при выдерживании ее до завершения 100%-ной фильтрационной консолидации образца показания снимают в следующей последовательности: первое - сразу после приложения ступени, 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.

Примечание - Время снятия показаний может быть несколько изменено для удобства построения кривой консолидации методом "квадратного корня из времени" (см. 5.1.4.4).

5.1.4.4 Для определения времени окончания 100%-ной фильтрационной консолидации в процессе испытания по аналогии с компрессионными испытаниями строят график зависимости деформации образца во времени - кривую консолидации, которую обрабатывают методом "квадратного корня из времени" (возможна также обработка логарифмическим методом) (см. приложение К). Значение используется далее для определения скорости деформации среза (см. 5.1.4.8, 5.1.4.9).

5.1.4.5 После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. В случае предварительного уплотнения образца в условиях полного водонасыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.

Далее проводят следующие операции: закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, регулируют механизм нагрузки, устанавливают зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки (0,5 мм для глинистых и органо-минеральных грунтов и 1 мм - для песков), устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца.

5.1.4.6 На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта.

Испытание на срез "плашка по плашке" выполняют при том же нормальном давлении, при котором был осуществлен первый срез.

Нормальную 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 срезе "плашка по плашке".

5.1.4.7 После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания горизонтальной сдвигающей нагрузки и устройство для измерения деформаций среза грунта и регистрируют его начальное показание.

Испытание на срез проводят при непрерывно возрастающей горизонтальной нагрузке с постоянной скоростью деформации образца (кинематический режим) или при возрастании нагрузки ступенями (статический режим).

Для глинистых грунтов допускается скорость деформации среза принимать в зависимости от числа пластичности в соответствии с таблицей 5.2.

Таблица 5.2 - Скорости среза для глинистых грунтов

Примечание - Если ожидаемая горизонтальная деформация образца при разрушении неизвестна из предыдущих испытаний, допускается в формуле (5.1) принимать значение , исходя из относительной деформации 10%.

5.1.4.10 При передаче срезающей нагрузки ступенями их значения должны составлять 5% значения нормальной нагрузки, при которой проводят срез. Критерием завершения ступени нагружения является достижение скорости деформации, определяемой по формуле (5.1) или таблице 5.2.

Деформации среза при кинематическом и статическом режимах нагружения фиксируют через 0,25-0,5 мм так, чтобы накопилось 15-20 отсчетов от начала до конца среза.

5.1.4.11 Для неводонасыщенных в природном залегании глинистых и органо-минеральных грунтов, а также песчаных, просадочных, набухающих и засоленных грунтов предварительное уплотнение образцов и испытание на срез проводят в соответствии с 5.1.4.12-5.1.4.17.

5.1.4.12 Предварительное уплотнение образцов до заданной нагрузки (см. 5.1.4.1) проводят ступенями в соответствии с 5.1.4.1.

5.1.4.13 Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в таблице 5.3, а конечную ступень - до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

Таблица 5.3 - Время выдерживания ступеней и критерий условной стабилизации деформаций образца

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,05% за время, указанное в таблице 5.3.

5.1.4.14 В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени фиксируют наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.

5.1.4.15 После предварительного уплотнения проводят операции в соответствии с 5.1.4.5-5.1.4.7.

5.1.4.16 При статическом режиме приложения горизонтальной нагрузки ее ступени должны составлять 5% значения нормальной нагрузки, при которой проводят срез. На 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.

5.1.4.17 При непрерывно возрастающей горизонтальной нагрузке (кинематический режим) скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 5.4. Горизонтальное сдвигающее усилие и деформацию среза фиксируют через 0,25-0,5 мм так, чтобы накопилось 15-20 отсчетов от начала среза до достижения максимальной срезающей нагрузки.

Таблица 5.4 - Скорости среза песков и глинистых грунтов

5.1.4.18 Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени срезающей нагрузки произойдет мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

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 относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

5.1.4.19 После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из средней части образца.

5.1.5 Проведение неконсолидированного быстрого среза

5.1.5.1 Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, регулируют механизм нагрузки, устанавливают зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки в соответствии с 5.1.4.5, устанавливают устройство для измерения деформации среза и записывают его начальное показание.

5.1.5.2 На образец грунта передают в одну ступень нормальное давление , при котором будет проводиться срез образца. Значения , , и принимают в соответствии с рекомендациями 5.1.4.1. При отсутствии указанных данных значения принимают по таблице 5.5. Если при каком-либо давлении происходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, то его необходимо уменьшить на 0,025-0,05 МПа.

Таблица 5.5 - Значения нормальных давлений при срезе

5.2 Метод одноосного сжатия

 
5.2.1 Сущность метода

5.2.1.1 Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения предела прочности на одноосное сжатие для полускальных и глинистых грунтов с 0,25.

По специальному заданию для полускальных грунтов может быть определен модуль деформации, модуль упругости, коэффициент поперечной деформации и коэффициент Пуассона.

5.2.1.2 Предел прочности на одноосное сжатие определяют как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.

Примечание - Предел прочности образца глинистого грунта, имеющего относительную вертикальную деформацию в момент разрушения 0,1, определяют с учетом увеличения площади его поперечного сечения.

5.2.1.3 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения.

Для полускальных грунтов влажность образца должна соответствовать природной влажности, воздушно-сухому или водонасыщенному состоянию, для глинистых грунтов - природной влажности.

5.2.1.4 Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда (квадратного сечения) диаметром (стороной квадрата) от 40 до 100 мм и отношением высоты к диаметру, равным 1,8-2,0. Максимальный линейный размер зерен (неоднородностей) в образце должен быть не более 1/10 диаметра (стороны квадрата) образца. Образцы полускального грунта изготавливают в соответствии с ГОСТ 30416.

Для глинистых грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 38 мм и отношением высоты к диаметру, равным 1,8-2,5. Максимальный размер фракции грунта (включений, агрегатов) в образце должен быть не более 1/6 диаметра образца.

Примечания

1 Диаметр (сторона квадрата) образца трещиноватого или выветрелого полускального грунта должен(а) быть не менее 60 мм

2 Образец полускального грунта, имеющий сквозные трещины, видимые невооруженным глазом, к испытанию не допускается.

5.2.2 Оборудование и приборы

В состав установки для испытания грунта на одноосное сжатие должны входить:
- механизм для вертикального нагружения образца

- устройство для измерения вертикальной деформации образца;

- устройство для измерения поперечной деформации образца (по заданию).

Примечание - Плиты пресса для нагружения образца должны быть отполированы или применены другие способы для уменьшения трения.

5.2.3 Подготовка к испытанию

5.2.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.2.1.3 и 5.2.1.4.

Для всех образцов, помимо определения необходимых физических характеристик, должны быть отмечены характерные особенности (слоистость, трещиноватость, наличие включений и др.).

5.2.3.2 Образец глинистого грунта, изготовленный методом режущего кольца, извлекают из кольца с помощью выталкивателя.

5.2.3.3 Образец грунта помещают в центре опорной плиты пресса и приводят в соприкосновение с ним верхнюю площадку пресса.

5.2.3.4 Устанавливают устройства для измерения вертикальной нагрузки, вертикальной и поперечной деформации образца и записывают их начальные показания.

5.2.4 Проведение испытания

5.2.4.1 Нагружение образца полускального грунта проводят равномерно, без ударов, увеличивая нагрузку непрерывно с заданной скоростью нагружения или ступенями. Скорость непрерывного нагружения образца полускального грунта должна составлять в зависимости от значения 0,1-0,5 МПа/с, а при ступенчатом нагружении - приниматься равной 10% значения .

Нагружение образца глинистого грунта проводят с заданной скоростью приращения относительной вертикальной деформации образца, выбирая ее в зависимости от предполагаемой прочности грунта так, чтобы время проведения испытания составило 2-15 мин, что обычно соответствует скорости 0,5% - 2% за 1 мин. Более низкую скорость выбирают для образцов с меньшими деформациями при разрушении.

5.2.4.2 Вертикальные деформации образца измеряют с погрешностью 0,01 мм для глинистых грунтов и 0,001 мм - для полускальных грунтов и регистрируют их в процессе нагружения не менее чем при 10 значениях напряжения до разрушения.

5.2.4.3 Испытание проводят до разрушения образца, т.е. до достижения максимального значения вертикальной нагрузки. В случае испытания образца глинистого грунта при отсутствии видимых признаков разрушения испытание прекращают при относительной вертикальной деформации образца 15%.

5.2.4.4 Для определения модуля деформации и модуля упругости полускального грунта испытание не доводят до разрушения образца, останавливая его при напряжении 50% - 60% значения . При необходимости проводят разгрузку образца в той же последовательности, что и нагрузку.

5.2.4.5 Для определения коэффициента поперечной деформации и коэффициента Пуассона полускального грунта в процессе испытания измеряют поперечные деформации образца при нагружении и разгрузке.

5.3 Метод трехосного сжатия

5.3.1 Сущность метода


5.3.1.1 Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформируемости в соответствии с заданием и программой испытаний: угла внутреннего трения , удельного сцепления , сопротивления недренированному сдвигу , коэффициента фильтрационной консолидации , для водонасыщенных в природных условиях песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов и модуля деформации и коэффициента поперечной деформации для любых дисперсных грунтов.