Цель. Определить коэффициент сжимаемости т, коэффициент относительной сжимаемости m, модуль линейной деформации Е.
Оборудование. Компрессионный прибор Гидропроекта, одометр К-1М, индикаторы часового типа, часы, бюксы, бумажные фильтры, грунтовый нож. набор гирь, оборудование для определения физических характеристик грунта.
Подготовка пробы.
1) предварительно определяют физические характеристики испытываемого грунта;
2) определяют диаметр компрессионного режущего кольца с точностью до 0,01 мм и взвешивают его;
3) образец грунта для испытания вырезают компрессионным режущим кольцом без образования зазоров между грунтом и кольцом, кольцо с грунтом взвешивают;
4) образец грунта в кольце покрывают с 2-х сторон влажными фильтрами.
Ход работы. Образец грунта, заключённый в металлическое кольцо, помещают в цилиндрическую камеру - одометр. Нагрузка на образец передаётся через дырчатый поршень, допускающий свободный выход воздуха и воды из образца. Днище одометра имеет отверстия для пропуска воды, а непосредственно под ним находится камера для подачи или отвода воды. Между торцами образца, поршнем и днищем одометра прокладывают фильтрованную бумагу, которая не допускает выдавливания грунта сквозь дырочки. Нагрузка на поршень передаётся через центрирующий шарик.
Нагрузку прикладывают возрастающими ступенями, причём каждую ступень выдерживают до условной стабилизации деформации. Для грунтов ненарушенной структуры интенсивность первой ступени нагрузки принимают равной природной, т. е.
где h — высота образца; у — удельный вес грунта в естественном состоянии.
Последующие ступени нагрузки рекомендуется принимать равными: 0,5; 1,0; 0,15; 2,0; 0,25; 3,0; кгс/см2. Конечная нагрузка должна превышать сумму природной и проектной нагрузок.
Величину очередной ступени нагрузки Рi на грунт вычисляют по формуле
где Q - груз, который необходимо положить на подвеску прибора, кг; F=60 см2 - площадь образца; q=4,5 кг - собственная масса рамы:ƒ=10 - передаточное число рычага.
Через 1, 2, 4, 8, 12, 16, и 20 минут после приложения нагрузки берутся отсчёты по красной шкале
индикатора и записываются в журнал. Через такие же интервалы времени берутся отсчёты и после приложения каждой последующей ступени нагрузки. В учебных испытаниях условно принимается, что стабилизация деформаций образца от каждой ступени нагрузки завершается через 20 минут после её приложения. В испытаниях для производства, проводимых в соответствии со стандартом, стабилизация деформаций образца от каждой ступени нагрузки считается наступившей, если приращение осадки по индикатору не превышает 0,01 мм за 16 часов для глинистых грунтов и за 4 ч для пылеватых и мелких песков. При этом испытания глинистых грунтов обычно длятся несколько суток.
Через 20 минут после приложения первой ступени нагрузки прикладывается вторая ступень, а ещё через 20 минут - третья. Так же, как и при первом загружении, снимаются отсчёты по индикатору и записываются в журнал.
Через 20 минут после приложения третьей ступени образец загружается. Разгрузка осуществляется теми же ступенями. После снятая очередной ступени образец выдерживается 5 мин. Через это время берётся отсчёт по индикатору и записывается в журнал.
После завершения разгрузки прибор разбирается. Если испытания велись в водном окружении, то перед разборкой прибора из ванны удаляется вода.
Из образца грунта в бюкс отбирается проба для определения конечной влажности. В учебных испытаниях конечная влажность не определяется. Результаты испытаний заносят в журнал испытаний
Обработка результатов испытаний:
1 Определение величины абсолютной деформации грунта ∆hi мм, по разности конечного и начального показаний индикатора для каждой ступени давления.
2 Вычисление величины относительной деформации грунта εi, мм с точностью до 0,01 при соответствующих значениях давления по формуле
3 Вычисление начального коэффициента пористости по формуле
4 Определение значения коэффициента пористости eiпри каждой ступени давления piпо формуле
где е0 - начальный коэффициент пористости грунта.
Журнал компрессионных испытаний
| Вертикальное давление, МПа | Показания индикатора | Абсолютная деформация грунта | Относительная деформация грунта | Коэффициент пористости | Коэффициент сжимаемости | Коэффициент относительной сжимаемости | Модуль общей линейной деформации грунта | |
| 0,00 | ||||||||
| 0,025 | ||||||||
| 0,05 | ||||||||
| 0,1 | ||||||||
| 0,2 | ||||||||
| 0,3 |
5 Построение графиков зависимостей относительных деформаций от вертикального давления
ε=ƒ(Р) и коэффициента пористости от давления е = ƒ(Р), т.е. компрессионную кривую
6 Определение коэффициента сжимаемости для каждого интервала давлений вычисляется по формуле
где - коэффициент пористости при данной нагрузке - коэффициент пористости при предыдущей ступени нагрузки.
7 Вычисление коэффициента относительной сжимаемости, в каждом интервале давлений по формуле
8 Определение модуля общей деформации грунта для каждого интервала давлений определяется по формуле
Вывод: исследуемый грунт является
Лабораторная работа 11 (4)
