Проведение консолидированно-дренированного испытания

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

Значения и (в МПа) приведены в таблице 7.2.

В отдельных случаях, предусмотренных программой испытаний, могут назначаться более высокие нормальные давления по сравнению с приведенными в таблице 7.2.

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

Таблица 7.2

Грунты	Hормальное давление при предварительном уплотнении	Ступени давления
Пески средней крупности плотные; глины с 0	0,1; 0,3; 0,5	0,1
Пески средней крупности и средней плотности; пески мелкие плотные и средней плотности; супеси и суглинки с 0,5; глины с 0 0,5	0,1; 0,2; 0,3	0,05
Пески средней крупности и мелкие рыхлые; пески пылеватые независимо от плотности; супеси, суглинки и глины с 0,5	0,1; 0,15; 0,2	0,025 дo = 0,1 и далее 0,05
Примечание - Hормальное давление при предварительном уплотнении образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии, должно составлять 0,3 МПа и возрастать ступенями = 0,05 МПа.

 

2. Kаждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в таблице 7.1, а конечную ступень - до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время, указанное в таблице 7.1.

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

При замачивании образца грунта вертикальные деформации следует фиксировать по окончании замачивания, а для набухающих грунтов фиксируют наступление условной стабилизации деформации набухания (таблица 7.1).

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

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

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

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

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

- 5 мин - для песков;

- 15 мин - для супесей;

- 30 мин - для суглинков и глин;

- 10 мин - при повторном срезе.

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

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

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

7. При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 7.3. Деформации среза фиксируют не реже чем через 2 мин.

Таблица 7.3

Грунты	Скорость среза, мм/мин
Пески	0,5
Супеси	0,1
Суглинки	0,05
Глины с 30%	0,02
Глины с 30%	0,01

 

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

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

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

10. В процессе испытания ведут журнал.

11. По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения τи σ МПа.

 

Дата испытаний	Температура испытания, °С	Время снятия отсчета ч	Время от начала опыта ч	Давление на образец грунта МПа	Kасатель-ная нагрузка кH	Kасатель-ное напряжение МПа	Показания индикатора деформаций среза

 

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

 

; , где

и – соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза, кН;

– площадь среза, см².

Определение τ необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях .

Из каждого значения τ вычитают поправку за счет трения в приборе по заранее построенной тарировочной кривой. При фиксации хода испытаний автоматическими приборами в полученную диаграмму среза также вносят поправку за счет трения в приборе.

По измеренным в процессе испытания значениям деформаций среза соответствующим различным напряжениям τ строят график зависимости .

За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение τ полученное по графику или диаграмме среза на отрезке не превышающем 5 мм.

Если τ возрастает монотонно, то за сопротивление грунта срезу следует принимать τ при = 5 мм.

 

 

12. Угол внутреннего трения и удельное сцепление определяют как параметры линейной зависимости

13. Угол внутреннего трения и удельное сцепление МПа, вычисляют по формулам:

; , где

- опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях и относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта.

Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением и строят график зависимости .

14. Результаты правильно проведенных испытаний пород на сдвиг должны удовлетворять следующим условиям. При построении диаграммы зависимости сдвигающих усилий от нормальной нагрузки (больше 0,05 – 0,07 МПа) все полученные точки должны лежать приблизительно на прямой, для неоднородной породы допускается отклонение точек от прямой, не превышающее 5% от сдвигающего усилия. Прямая диаграммы не должна пересекать ось ординат ниже начала координат. Для песчаных пород эта прямая обычно проходит через начало координат.