Стандартный метод определения компрессионных характеристик

Необходимое оборудование: одометр К-1М (рис. 7), набор гирь, фильтровальная бумага, часы, штангенциркуль и оборудование для определения физических характеристик грунта.

Методика испытания: 1. Предварительно определяют физические характеристики испытываемого грунта.

2. Поддон 4 с вкладышем 3 устанавливают в лаборатории на жесткое основание, исключающее вибрацию (в данной работе используют металлический стол).

3. Определяют диаметр и высоту компрессионного режущего кольца 1 с

точностью до 0,01мм и взвешивают его. 4. Образец грунта для испытания вырезают компрессионным режущим кольцом 1 без образования зазоров между грунтом и кольцом. Кольцо с грунтом до опыта взвешивают. 5. Образец грунта в кольце покрывают с 2-х сторон влажными фильтрами (фильтровальная бумага), помещают в жесткую обойму 2, устанавливают на поддон 4 и закрепляют фиксационным кольцом 6. 7. К верхней поверхности образца грунта прикладывают жест-

Рис.7. Схема компрессионного прибора (одометра): 1 – режущее кольцо; 2 - жесткая обойма; 3 – перфорированный вкладыш под кольцо; 4 - поддон с емкостью для воды; 5 – жесткий штамп (перфорированный поршень); 6 – фиксационное кольцо; 7 – металлический шарик для передачи вертикальной нагрузки на образец грунта; 8 – патрубок подачи и отвода воды; 9 – муфта – крепеж; 10 – индикатор часового типа для измерения вертикальных деформаций образца грунта

кий штамп 5, к которому с помощью муфты 9 крепят индикатор часового типа 10. Стрелки индикатора 10 устанавливают в начальное положение.

8. К штампу 5 через металлический шарик 7 строго вертикально прикладывают сжимающую нагрузку Fv, под действием которой образец грунта в рабочем кольце подвергается уплотнению при постепенно возрастающем давлении, прикладываемом ступенями. Рост давления вызывает изменение высоты образца грунта Dh_i, которое регистрируется индикатором 10. Ступени давления при испытании грунтов должны быть равными 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом в 0,1 МПа до необходимых пределов (0,4-0,6 МПа). Учитывая учебный характер данной лабораторной работы, рекомендуется использовать следующие ступени нагружения: 0,05; 0,10; 0,15; 0,20; 0,25 МПа. 10. После приложения каждой ступени давления, показания индикатора 10 следует регистрировать через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 60 минут, далее через 1 час в течение рабочего дня, а затем в начале и в конце рабочего дня до достижения условной стабилизации деформаций согласно методике [ 9 ]. За критерий условной стабилизации деформаций грунта при данной ступени давления следует принимать деформацию не более 0,01 мм для глинистых грунтов за 16 часов; для пылеватых и мелких песков за 4 часа. В лабораторной работе каждую ступень давления следует выдерживать 5 минут. 11. Разгрузку образца грунта производят также ступенями давления в последовательности, обратной порядку нагружения.

Полученные данные испытаний заносятся в журнал (табл. 15).

Обработка результатов испытаний: 1. Определяют величину абсолютной деформации грунта Dh_i, мм, по разности конечного и начального показаний индикатора для каждой ступени давления.

Таблица 15

Результаты компрессионных испытаний грунта

Вертикальное давление, МПа	Показания индикатора hi, мм	Абсолютная деформация грунта Dhi, мм	Относительная деформация грунта ei , мм	Коэффициент пористости еi, д.е.	Коэффициент сжимаемости а0, МПа-1	Коэффициент относительной сжимаемости аV, МПа -1	Модуль общей деформации грунта, Е, МПа
0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

2. Вычисляют величину относительной деформации грунта e_i c точностью до 0,001 при соответствующих значениях давления по формуле

. ( 21 )

3. Определяют значение коэффициента пористости е_i при каждой ступени давления p_i по формуле

, ( 22 )

где е₀ - начальный коэффициент пористости грунта 0,6…0,8 д.е.

4. Строят графики зависимостей относительных деформаций от вертикального давления e = f(Р) и коэффициента пористости от давления е = f(Р), т.е. компрессионную кривую аналогично рис.6.

5. Определяют коэффициент сжимаемости а₀, МПа^-1, в каждом интервале давлений по формуле

. ( 23 )

6. Вычисляют коэффициент относительной сжимаемости а_V, МПа ^-1, в каждом интервале давлений по формуле

, ( 24 )

где е_i - значение коэффициента пористости при давлении p_i (начальное значение коэффициента пористости для i-го интервала давлений).

7. Определяют модуль общей деформации грунта Е , МПа, в соответствующих интервалах давлений по формуле

( 25 )

где b - коэффициент, принимаемый для пылеватых и мелких песков - 0,8; супесей - 0,7; суглинков - 0,5; глин - 0,4.

Результаты всех вычислений записывают в журнал.

По полученным результатам делают вывод о степени сжимаемости грунта с использованием данных табл. 16.

Таблица 16

Степень сжимаемости грунта

Степень сжимаемости грунта	Коэффициент сжимаемости аo, МПа-1	Модуль общей деформации Е, МПа
Несжимаемый Малосжимаемый Среднесжимаемый Повышенной сжимаемости Сильносжимаемый	< 0.01 0.01 - 0.05 0.05 - 0.1 0.1 - 1 >1	>100 30 - 1000 15 -30 5 -15 <5

Лабораторная работа № 9