Компрессионные испытания грунта.

Цель. Определить коэффициент сжимаемости т , коэффициент относительной сжимаемости m , модуль линейной деформации Е .

Оборудование. Компрессионный прибор Гидропроекта, одометр К-1М, индикаторы часового типа, часы, бюксы, бумажные фильтры, грунтовый нож. набор гирь, оборудование для определения физических характеристик грунта.

Подготовка пробы.

1) предварительно определяют физические ха­рактеристики испытываемого грунта;

2) определяют диаметр компрессионного режущего кольца с точно­стью до 0,01 мм и взвешивают его;

3) образец грунта для испытания вырезают компрессионным режущим кольцом без образования зазоров между грунтом и кольцом, кольцо с грун­том взвешивают;

4) образец грунта в кольце покрывают с 2-х сторон влажными фильт­рами.

Ход работы. Образец грунта, заключённый в металлическое кольцо, помещают в цилиндрическую камеру - одометр. Нагрузка на образец переда­ётся через дырчатый поршень, допускающий свободный выход воздуха и во­ды из образца. Днище одометра имеет отверстия для пропуска воды, а непо­средственно под ним находится камера для подачи или отвода воды. Между торцами образца, поршнем и днищем одометра прокладывают фильтрован­ную бумагу, которая не допускает выдавливания грунта сквозь дырочки. На­грузка на поршень передаётся через центрирующий шарик.

Нагрузку прикладывают возрастающими ступенями, причём каждую ступень выдерживают до условной стабилизации деформации. Для грунтов ненарушенной структуры интенсивность первой ступени нагрузки принима­ют равной природной, т. е.

где h — высота образца; у — удельный вес грунта в естественном состоя­нии.

Последующие ступени нагрузки рекомендуется принимать равными: 0,5; 1,0; 0,15; 2,0; 0,25; 3,0; кгс/см². Конечная нагрузка должна превы­шать сумму природной и проектной нагрузок.

Величину очередной ступени нагрузки Рi на грунт вычисляют по фор­муле

где Q - груз, который необходимо положить на подвеску прибора, кг; F=60 см² - площадь образца; q=4,5 кг - собственная масса рамы:ƒ=10 - пе­редаточное число рычага.

Через 1, 2, 4, 8, 12, 16, и 20 минут после приложения нагрузки берут­ся отсчёты по красной шкале

индикатора и записываются в журнал. Через та­кие же интервалы времени берутся отсчёты и после приложения каждой по­следующей ступени нагрузки. В учебных испытаниях условно принимается, что стабилизация деформаций образца от каждой ступени нагрузки заверша­ется через 20 минут после её приложения. В испытаниях для производства, проводимых в соответствии со стандартом, стабилизация деформаций образ­ца от каждой ступени нагрузки считается наступившей, если приращение осадки по индикатору не превышает 0,01 мм за 16 часов для глинистых грунтов и за 4 ч для пылеватых и мелких песков. При этом испытания глинистых грунтов обычно длятся несколько суток.

Через 20 минут после приложения первой ступени нагрузки приклады­вается вторая ступень, а ещё через 20 минут - третья. Так же, как и при пер­вом загружении, снимаются отсчёты по индикатору и записываются в жур­нал.

Через 20 минут после приложения третьей ступени образец загружает­ся. Разгрузка осуществляется теми же ступенями. После снятая очередной ступени образец выдерживается 5 мин. Через это время берётся отсчёт по ин­дикатору и записывается в журнал.

После завершения разгрузки прибор разбирается. Если испытания ве­лись в водном окружении, то перед разборкой прибора из ванны удаляется вода.

Из образца грунта в бюкс отбирается проба для определения конечной влажности. В учебных испытаниях конечная влажность не определяется. Ре­зультаты испытаний заносят в журнал испытаний

Обработка результатов испытаний:

1 Определение величины абсолютной деформации грунта ∆hi мм, по разности конечного и начального показаний индикатора для каждой ступени давления.

2 Вычисление величины относительной деформации грунта εi, мм с точностью до 0,01 при соответствующих значениях давления по формуле

3 Вычисление начального коэффициента пористости по формуле

4 Определение значения коэффициента пористости eiпри каждой сту­пени давления piпо формуле

где е₀ - начальный коэффициент пористости грунта.

Журнал компрессионных испытаний

Верти­кальное давле­ние, МПа	Показа­ния ин­дикатора	Абсо­лютная дефор­мация грунта	Относи­тельная деформа­ция грунта	Коэффи­циент по­ристости	Коэф­фициент сжи­маемо­сти	Коэффици­ент относи­тельной сжимаемо­сти	Модуль общей ли­нейной деформа­ции грунта
0,00
0,025
0,05
0,1
0,2
0,3

5 Построение графиков зависимостей относительных деформаций от вертикального давления

ε=ƒ(Р) и коэффициента пористости от давления е = ƒ(Р) , т.е. компрессионную кривую

6 Определение коэффициента сжимаемости для каждого ин­тервала давлений вычисляется по формуле

где - коэффициент пористости при данной нагрузке - коэффици­ент пористости при предыдущей ступени нагрузки .

7 Вычисление коэффициента относительной сжимаемости , в каждом интервале давлений по формуле

8 Определение модуля общей деформации грунта для каждого интервала давлений определяется по формуле

Вывод: исследуемый грунт является

Лабораторная работа 11 (4)