Стандартный метод определения компрессионных характеристик

Необходимое оборудование: одометр К-1М (рис. 7), набор гирь, фильтровальная бумага, часы, штангенциркуль и оборудование для определения физических характеристик грунта.

Методика испытания: 1. Предварительно определяют физические характеристики испытываемого грунта.

2. Поддон 4 с вкладышем 3 устанавливают в лаборатории на жесткое основание, исключающее вибрацию (в данной работе используют металлический стол).

3. Определяют диаметр и высоту компрессионного режущего кольца 1 с

точностью до 0,01мм и взвешивают его. 4. Образец грунта для испытания вырезают компрессионным режущим кольцом 1 без образования зазоров между грунтом и кольцом. Кольцо с грунтом до опыта взвешивают. 5. Образец грунта в кольце покрывают с 2-х сторон влажными фильтрами (фильтровальная бумага), помещают в жесткую обойму 2, устанавливают на поддон 4 и закрепляют фиксационным кольцом 6. 7. К верхней поверхности образца грунта прикладывают жест-

Рис.7. Схема компрессионного прибора (одометра): 1 – режущее кольцо; 2 - жесткая обойма; 3 – перфорированный вкладыш под кольцо; 4 - поддон с емкостью для воды; 5 – жесткий штамп (перфорированный поршень); 6 – фиксационное кольцо; 7 – металлический шарик для передачи вертикальной нагрузки на образец грунта; 8 – патрубок подачи и отвода воды; 9 – муфта – крепеж; 10 – индикатор часового типа для измерения вертикальных деформаций образца грунта

кий штамп 5, к которому с помощью муфты 9 крепят индикатор часового типа 10. Стрелки индикатора 10 устанавливают в начальное положение.

8. К штампу 5 через металлический шарик 7 строго вертикально прикладывают сжимающую нагрузку Fv, под действием которой образец грунта в рабочем кольце подвергается уплотнению при постепенно возрастающем давлении, прикладываемом ступенями. Рост давления вызывает изменение высоты образца грунта Dh_i, которое регистрируется индикатором 10. Ступени давления при испытании грунтов должны быть равными 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом в 0,1 МПа до необходимых пределов (0,4-0,6 МПа). Учитывая учебный характер данной лабораторной работы, рекомендуется использовать следующие ступени нагружения: 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 МПа. 10. После приложения каждой ступени давления, показания индикатора 10 следует регистрировать через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 60 минут, далее через 1 час в течение рабочего дня, а затем в начале и в конце рабочего дня до достижения условной стабилизации деформаций согласно методике [ 9 ]. За критерий условной стабилизации деформаций грунта при данной ступени давления следует принимать деформацию не более 0,01 мм для глинистых грунтов за 16 часов; для пылеватых и мелких песков за 4 часа. В лабораторной работе каждую ступень давления следует выдерживать 5 минут. 11. Разгрузку образца грунта производят также ступенями давления в последовательности, обратной порядку нагружения.

Полученные данные испытаний заносятся в журнал (табл. 15).

Обработка результатов испытаний: 1. Определяют величину абсолютной деформации грунта Dh_i, мм, по разности конечного и начального показаний индикатора для каждой ступени давления.

Таблица 15

Результаты компрессионных испытаний грунта

Вертикальное давление, МПа	Показания индикатора hi, мм	Абсолютная деформация грунта Dhi, мм	Относительная деформация грунта ei, мм	Коэффициент пористости еi, д.е.	Коэффициент сжимаемости а0, МПа-1	Коэффициент относительной сжимаемости аV, МПа -1	Модуль общей деформации грунта, Е, МПа
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

 

2. Вычисляют величину относительной деформации грунта e_i c точностью до 0,001 при соответствующих значениях давления по формуле

. (21)

3. Определяют значение коэффициента пористости е_i при каждой ступени давления p_i по формуле

, (22)

где е₀ - начальный коэффициент пористости грунта 0,6…0,8 д.е.

4. Строят графики зависимостей относительных деформаций от вертикального давления e = f(Р) и коэффициента пористости от давления е = f(Р), т.е. компрессионную кривую аналогично рис.6.

5. Определяют коэффициент сжимаемости а₀, МПа^-1, в каждом интервале давлений по формуле

. (23)

6. Вычисляют коэффициент относительной сжимаемости а_V, МПа ^-1, в каждом интервале давлений по формуле

, (24)

где е_i - значение коэффициента пористости при давлении p_i (начальное значение коэффициента пористости для i-го интервала давлений).

7. Определяют модуль общей деформации грунта Е, МПа, в соответствующих интервалах давлений по формуле

(25)

где b - коэффициент, принимаемый для пылеватых и мелких песков - 0,8; супесей - 0,7; суглинков - 0,5; глин - 0,4.

Результаты всех вычислений записывают в журнал.

По полученным результатам делают вывод о степени сжимаемости грунта с использованием данных табл. 16.

Таблица 16

Степень сжимаемости грунта

Степень сжимаемости грунта	Коэффициент сжимаемости аo, МПа-1	Модуль общей деформации Е, МПа
Несжимаемый Малосжимаемый Среднесжимаемый Повышенной сжимаемости Сильносжимаемый	< 0.01 0.01 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 1 >1	>100 30 - 1000 15 -30 5 -15 <5

 

Лабораторная работа № 9