Метод определения сопротивления срезу оттаивающих грунтов
Сущность метода
6.5.1.1 Испытания методом одноплоскостного среза оттаивающего грунта по поверхности мерзлого грунта проводят для определения следующих характеристик: сопротивления грунта срезу 
, угла внутреннего трения 
и удельного сцепления 
для песков мелких и пылеватых, глинистых и органоминеральных грунтов.
6.5.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов мерзлого грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига оттаивающей части образца относительно другой его части - мерзлого образца сдвигающей нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к площади среза.
6.5.1.3 Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец оттаивающего грунта срезают по фиксированной плоскости, проходящей на 2-4 мм выше поверхности мерзлого грунта при заданном нормальном напряжении. Для определения частных значений и необходимо проведение не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.
6.5.1.4 Оттаивание образцов мерзлого грунта проводят сверху вниз. Срез проводят на контакте оттаивающего грунта с мерзлым слоем ("приконтактный слой").
6.5.1.5 Испытания проводят по схеме неконсолидированного быстрого среза.
6.5.1.6 Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной плотностью, влажностью и льдистостью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности. Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой 0,7-1,0 диаметра.
|
|
|
Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы оттаивания грунта и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса промерзания - оттаивания и нагружения грунта.
Оборудование и приборы
6.5.2.1 В состав установки для испытаний оттаивающего грунта методом одноплоскостного среза по поверхности мерзлого грунта должны входить:
- срезной прибор с фиксированной плоскостью среза, состоящий из подвижной и неподвижной частей, включающий в себя рабочие кольца с внутренними размерами по 6.5.1.6;
- жесткий тепловой штамп с регулируемой постоянной температурой;
- устройство для создания и регулирования температуры теплового штампа;
- датчики (щупы и др.) для контроля границы раздела оттаивающего и мерзлого грунтов;
- механизм вертикального нагружения образца;
- механизм создания горизонтальной срезающей нагрузки;
- устройства измерения вертикальных и горизонтальных деформаций образца.
|
|
|
Принципиальная схема установки приведена в разделе Ц.1 приложения Ц.
6.5.2.2 Срезной прибор должен быть тарирован для установления поправки на преодоление трения подвижной части срезной коробки.
6.5.2.3 Для изготовления образцов мерзлого грунта нарушенного сложения необходимы:
- формы для замораживания грунта;
- уплотнитель.
6.5.2.4 Формы, в которых проводится замораживание грунта, должны быть изготовлены из нетеплопроводного материала (органическое стекло и др.) со стенками толщиной не менее 20 мм и обеспечивать возможность промораживания в заданном направлении, а также исключать возможность отжатия воды или утечки ее из грунта во время промораживания.
Схема формы для приготовления образца мерзлого грунта нарушенной структуры приведена в разделе Ц.2 приложения Ц.
Примечание - Для исключения радиального оттаивания изготавливаются рабочие кольца из нетеплопроводного материала или тепловой штамп, диаметр которого на 2 мм меньше диаметра рабочего кольца.
Подготовка к испытанию
6.5.3.1 Образцы грунта изготавляют с учетом требований 6.5.1.6.
6.5.3.2 Для образцов дополнительно к физическим характеристикам, указанным в 4.4, должны быть определены тип криогенной текстуры и льдистость.
|
|
|
6.5.3.3 Образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостью вырезают из монолита или керна так, чтобы при последующем испытании он имел по отношению к нагрузке ориентацию, соответствующую природному залеганию.
6.5.3.4 Образцы грунта нарушенного сложения изготавливают из талого грунта заданного состава, влажности и плотности. Требуемая плотность достигается уплотнением грунта при заполнении рабочих колец. Между рабочими кольцами помещают прокладки для создания зазора между кольцами.
6.5.3.5 Замораживание грунта проводят в холодильных камерах при заданной температуре в специальных формах из оргстекла. Крышку формы устанавливают в зависимости от заданных условий промораживания: при помещении крышки снизу - промораживание идет сверху; при помещении крышки сверху - промораживание идет снизу. Форму с образцом помещают в помещение или холодильный шкаф с заданной отрицательной температурой воздуха.
6.5.3.6 Во время замораживания измеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещают термодатчик. Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет заданного значения. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют в эксикаторах (со льдом или снегом) до испытаний. Время хранения - не более пяти суток.
|
|
|
6.5.3.7 Образец грунта в рабочих кольцах помещают в срезной прибор. На образец ставят тепловой штамп и центрируют его.
6.5.3.8 Температуру в тепловом штампе создают и регулируют с помощью ультратермостата (циркуляция антифриза или другой незамерзающей жидкости) или других нагревающих устройств. Температура на нижней поверхности штампа не должна превышать 50 °С.
6.5.3.9 Проводят регулирование механизма нагрузки. Закрепляют устройства для измерения вертикальных и горизонтальных деформаций, записывают время начала испытаний и начальные показания приборов.
Проведение испытания
6.5.4.1 На образец передают в одну ступень нормальное давление 
, при котором будет проводиться срез. Значение принимают по таблице 6.4.
Таблица 6.4 - Нормальные давления на образец в зависимости от показателя текучести и коэффициента водонасыщения
| Грунты | Нормальное давление , МПа
| |
глинистые и органо-минеральные с показателем текучести 
| мелкие и пылеватые пески с коэффициентом водонасыщения 
| |
 0,5
|  0,50
| 0,1; 0,15; 0,2 |
0,5  1,0
| 0,50  0,80
| 0,05; 0,1; 0,15 |
 1,0
|  0,80
| 0,025; 0,075; 0,125 |
6.5.4.2 В процессе оттаивания с помощью щупа (термодатчиков и др.) контролируют температуру грунта в зоне среза, т.е. на границе раздела оттаивающего и мерзлого грунтов, которая должна быть расположена на 1-3 мм ниже верхней части рабочего кольца в подвижной обойме (см. раздел Ц.1 приложения Ц). Устанавливают зазор 2 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.
6.5.4.3 Сразу после передачи нормальной нагрузки приводят в действие механизм создания срезающей нагрузки и проводят срез образца грунта не более чем за 2 мин с момента приложения вертикальной нагрузки.
При передаче срезающей нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10% значения нормального давления, при котором проводится срез, и приложение ступеней должно следовать через каждые 10-15 с.
При передаче непрерывно возрастающей срезающей нагрузки скорость среза принимают в интервале 2-3 мм/мин так, чтобы срез проходил не более чем за 2 мин.
6.5.4.4 Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени срезающей нагрузки происходит 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).
6.5.4.5 После окончания испытания образец следует разгрузить, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из зоны среза образца.
Обработка результатов
6.5.5.1 По измеренным в процессе испытания значениям срезающей и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения 
и 
, МПа, по формулам (5.3) и (5.4) подраздела 5.1.
Определение 
необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях , вычитая из каждого значения поправку на трение в приборе по заранее построенной тарировочной кривой.
По измеренным в процессе испытания значениям деформации среза 
, соответствующим различным напряжениям , строят график зависимости 
(см. приложение Б). Предельное сопротивление грунта срезу определяют в соответствии с 5.1.6.1. По полученным значениям строят график зависимости 
(см. приложение Б).
6.5.5.2 Угол внутреннего трения 
и удельное сцепление 
оттаивающего грунта на границе с мерзлым грунтом определяют в соответствии с 5.1.6.2 и 5.1.6.3.
Приложение А
(рекомендуемое)
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 416; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!