Срез грунта при консолидированно-дренированном испытании.

Оборудование:

установка для испытания грунта методом одноплоскостного среза ПСГ-2М который включает в себя

срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо, жесткие сплошной и перфорированный штамп;

механизм для вертикального нагружения образца;

механизм создания касательной нагрузки;

устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.

Рис. 7.4 Прибор для испытания грунтов на сдвиг ПСГ-2М

I-стол; II-механизм вертикального давления; III-срезыватель; IV-механизм горизонтального среза; V-выдвижной ящик.

1-верхняя подвеска; 2-стопорная шпилька; 3-секторный рычаг; 4-противовес;

5-рычаг противовеса; 6-упор; 7-противовес; 8-верхнее коромысло;

9-индикатор; 10-тяга; 11-маховичок; 12-нижнее коромысло;

13-натяжной винт; 14-палец; 15-направляющая ползуна; 16-сектор;

17-нижняя подвеска; 18-регулировочная муфта; 19-винт;

20-наконечник под противовесы.

Порядок работы:

После предварительного уплотнения, 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 испытания.

В случае предварительного уплотнения образцов грунта в условиях полного водонасыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.

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.

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

5 мин — для песков;

15 мин — для супесей;

30 мин — для суглинков и глин;

10 мин — при повторном срезе.

После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания касательной нагрузки и прибор для измерения деформаций среза грунта и записывают его начальное показание.

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5 % 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.

При непрерывно возрастающей касательной нагрузке скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице 7.3. Деформации среза фиксируют не реже чем через 2 мин.

Таблица 7.3 Скорость ср еза

Грунты	Скорость среза, мм/мин
Пески	£ 0,5
Супеси	£ 0,1
Суглинки	£ 0,05
Глины с Ip < 30 %	£ 0,02
Глины с Ip > 30 %	£ 0,01

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.

После окончания испытания следует разрушить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора.

Результаты определений заносят в таблицу 7.5.

Таблица 7.4. Результаты предварительного уплотнения грунтов

Номер образца __________________

Дата испыта­ния	Масса груза на подвеске рычага, кг	Давление на образец р, МПа	Время снятия отсчета ti, ч	Показа­ния ин­дикатора верти­кальных деформа­ций	Верти­кальная деформа­ция образца D h, мм	Относи­тельное сжатие (набуха­ние) e	Приме­чание

Таблица 7.5. Результаты определения сопротивления срезу грунта

Номер образца _____________________________

Дата испытания	Время снятия отсчета ti, ч	Время от начала опыта t, ч	Давление на образец грунта р, МПа	Касатель­ная нагрузка Q, кН	Касатель­ное напряжение t, МПа	Показания индикатора деформаций среза	Абсолют­ная дефор­мация среза l, мм	Абсолют­ная дефор­мация среза с учетом поправки на трение в приборе l - D, мм	Прираще­ние деформации среза D l, мм

Обработка результатов:

1. По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения t и s, МПа (1 кН/см² = 10 Мпа), по формулам 7.1 и 7.2

; (7.1)

, (7.2)

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

А — площадь среза, см².

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

Из каждого значения t вычитают поправку за счет трения в приборе по заранее построенной тарировочной кривой.

По измеренным в процессе испытания значениям деформаций среза D l, соответствующим различным напряжениям t, строят график зависимости D l = f (t)

Рис.7.5 График D l = f (t)

Масштаб графика: по горизонтали 10 мм — 1 мм для D l;

по вертикали 20 мм — 0,1 МПа для t.

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

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

2. Угол внутреннего трения j и удельное сцепление с определяют как параметры линейной зависимости по формуле 7.3

t = stgj + c (7.3)

где t и s определяют по формулам (7.1), (7.2).

Угол внутреннего трения j и удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам 7.4 и 7.5

; (7.4)

(7.5)

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.

Примечание — Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением tgj и с строят график зависимости t = f (s)

Рис.7.6 График t = f (s)

Масштаб графика: по горизонтали 20 мм — 0,1 МПа для s;

по вертикали 20 мм— 0,1 МПа для t.

Дата добавления: 2015-07-07