Проведение консолидированно-дренированного испытания

2.1 Предварительное уплотнение образца, за исключением образцов просадочных грунтов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, производят при нормальных давлениях р, при которых определяют сопротивление срезу . Нормальные давления передают на образец грунта ступенями p . Значения р и p приведены в табл. 8.

2.2 Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в табл. 9, а конечную ступень – до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.

Таблица 8. Значения величин нормальных давлений р и их ступеней p.

Грунты	Нормальное давление при предварительном уплотнении, МПа	Ступени давления, МПа
Пески средней крупности плотные; глины с I_L < 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 I_L £ 0,5; глины с 0 < I_L, £ 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 I_L > 0,5	0,1; 0,15; 0,2	0,025 до p = 0,1 и далее 0,05

Таблица 9. Время выдерживания ступеней давления при предварительном уплотнении.

Грунты	Время насыщения образцов водой, не менее	Время выдер- живания ступеней, не менее	Время условной стабилизации деформаций сжатия на конечной ступени, не менее
Пески	10 мин	5 мин	20 мин
Глинистые (непросадочные и ненабухающие):
супеси	3 ч		2 ч
суглинки с I_р < 12 %	6 ч		6 ч
«» с I_p ³ l2 %	12 ч	30 мин	12 ч
глины с I_p < 22 %	12 ч		12 ч
«» с I_p ³ 22 %	36 ч		12 ч
Просадочные	Как для непросадочных	30 мин	3 ч
Набухающие	До достижения условной стабили- зации деформации набухания – 0,1 мм за 24 ч	30 мин	Как для ненабухающих

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время, указанное в табл. 5.

2.3 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.

2.4 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 испытаний (приложение 6). На 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.

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

для песков – 5 мин;

для супесей – 15 мин;

для суглинков и глин – 30 мин.

2.6 При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5 % от значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На 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.

2.7 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.

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

2.9 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении 6.

Обработка результатов

3.1 По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения t и s, МПа, по формулам (здесь и далее 1 кН/см² = 10 МПа):

; (14)

, (15)

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

А – площадь среза, см².

Чем больше , тем больше сопротивление грунта сдвигу.

3.2 Определение t необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях р.

По измеренным в процессе испытания значениям деформаций среза Dl, соответствующим различным напряжениям t, строят график зависимости Dl= (t) ( см. приложение 5).

За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение t, полученное по графику Dl=f(t) или диаграмме среза на отрезке Dl, не превышающем 5 мм.

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

3.3 Угол внутреннего трения и удельное сцепление с вычисляют как параметры линейной зависимости (закон Кулона):

, (16)

где и вычисляют по формулам (14), (15).

3.4 Угол внутреннего трения и удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам:

; (17)

, (18)

где t_i – опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях s_i и относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при n ³ 3);

n – число испытаний.

Требования к отчету

1. Описать цель работы, оборудование, инструменты и материалы.

2. Изобразить схему сдвигового прибора.

3. Изложить методику испытания грунта методом одноплоскостного среза.

3. Заполнить журнал испытания грунта методом компрессионного сжатия, произвести обработку полученных результатов и сделать выводы по работе.

4. Графически оформить результаты испытания грунта (см. рис. 3, 4 приложение 5).

5. Сделать выводы (см. приложение 3)