Определение коэффициентов фильтрационной (первичной) и вторичной консолидации

К.1 Для определения коэффициента фильтрационной (первичной) консолидации кривую консолидации (см. К.2) следует обработать методом "квадратного корня из времени" или логарифмическим методом, а при одновременном определении коэффициентов фильтрационной , и вторичной (за счет ползучести грунта) консолидации - логарифмическим методом.

На кривой консолидации выделяют участки фильтрационной и вторичной консолидации, а для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности - еще участок дофильтрационной консолидации.

К.2 Для определения коэффициента фильтрационной консолидации методом "квадратного корня из времени" по результатам испытаний грунта под постоянным давлением строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация (ордината) - корень квадратный из времени в минутах (абсцисса) (см. рисунок К.1).

Проводят прямую наилучшего приближения ab к начальной линейной части кривой (обычно в пределах первых 50% сжатия) и из точки пересечения ab с осью ординат проводят вторую прямую ас, абсциссы которой равны 1,15 соответствующих абсцисс прямой ab.

Пересечение прямой ас с экспериментальной кривой определяет время , соответствующее степени фильтрационной консолидации 0,90.

К.3 Коэффициент фильтрационной консолидации , (), вычисляют по формуле

, (К.1)

где - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,90, равный 0,848;

h - высота образца (средняя между начальной высотой и высотой после завершения опыта на консолидацию), см. При двухсторонней фильтрации принимается высота, равная h/2;

- время, мин;

- температурный поправочный коэффициент (см. К.4).

Для определения времени 100% фильтрационной консолидации предварительно вычисляют деформацию сжатия . Из точки проводят горизонтальную прямую до пересечения с кривой консолидации и находят соответствующее значение .

К.4 Если температура в лаборатории значительно отличается от 20°С, необходимо вводить температурную поправку для приведения результатов к 20°С в соответствии с таблицей К.1

Таблица К.1 - Значения температурной поправки

Температура, °С	10	15	20	25	30
Температурная поправка	1,3	1,15	1,0	0,9	0,8

К.5 Для определения значений и логарифмическим методом строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация (ордината) - время t, мин, откладываемое на логарифмической шкале (абсцисса) (см. рисунок К.2).

ГАРАНТ:

См. графический объект

К.6 На кривой консолидации следует найти значение относительной деформации, соответствующее нулевому первичному сжатию (откорректированный ноль компрессии ). Для этого на начальной части кривой выбирают точки с абсциссами 0,1 и 0,4. Разность ординат данных точек, отложенная выше начальной точки графика, определит приведенный ноль .

К.7 По кривой консолидации находят деформацию, соответствующую 100%-му фильтрационному сжатию при заданной нагрузке. Для этого проводят и продлевают две касательных: к самой крутой части кривой (т.е. в точке перегиба) и к конечному линейному участку кривой. Точка пересечения этих касательных соответствует 100%-му первичному сжатию грунта. Сжатие, следующее за 100%-ным первичным сжатием, определяется как вторичное сжатие за счет деформаций ползучести.

К.8 Для определения коэффициента фильтрационной консолидации логарифмическим методом определяют время, требуемое для 50%-го первичного сжатия. Для этого вычисляют деформацию, соответствующую 50%-му первичному сжатию . равную среднеарифметическому значению деформаций, соответствующих нулевому и 100%-му сжатию . Точку проецируют на кривую и тем самым находят соответствующее время .

Коэффициент фильтрационной консолидации , (), вычисляют по формуле

, (К.2)

где - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,5, равный 0,197;

h - то же, что и в формуле К.1;

- время, соответствующее 50%-му первичному сжатию, мин.

К.9 Коэффициент вторичной консолидации (безразмерная величина) определяют по тангенсу угла между линейным отрезком кривой на участке вторичной консолидации и прямой, параллельной оси абсцисс (см. рисунок К.2) по формуле

, (К.3)

где и - значения деформации образца на участке вторичной консолидации;

и - время, соответствующее деформациям и , мин.

К.10 Для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности кривая консолидации в зависимости от свойств грунтов может иметь три (кривая а) или два (кривая б) участка: дофильтрационной консолидации, фильтрационной консолидации и вторичной консолидации (см. рисунок К.3).

Коэффициент дофильтрационной консолидации (кривые а и б) вычисляют по тангенсу угла наклона касательной к первому участку кривых , окончание которого определяется пересечением касательных к первому и второму участкам кривой, по формуле (К.3), в которой разность деформаций в числителе заменяют на (), соответствующую времени и .