Порядок проведения испытаний и обработка их результатов

 

Необходимое оборудование и методика определения те же, что и при компрессионных испытаниях грунтов в одометре.

Наибольшее распространение получили способы определения относительной просадочности грунта вкомпрессионных приборах по методу одной и двух кривых. По методу одной кривой (рисунок 2,а) испытывают одну пробу грунта естественной влажности W при заданном давлении. После стабилизации осадки грунт насыщают водой, замеряя просадку, и испытание продолжают уже для водонасыщенного грунта. По методу двух кривых (рисунок 2,б) компрессионным испытаниям подвергают две пробы грунта: одну - при естественной влажности, вторую - при полном водонасыщении, после чего строят графики зависимости коэффициента пористости от давления (ком­прессионные кривые), которые позволяют найти относительную просадочность грунта при любом заданном давлении.

 

1 — для грунта естественной влажности; 2 — для грунта, насыщенного водой

 

Рисунок 2 - Компрессионные кривые просадочного грунта:

а - по методу одной кривой; б - по методу двух кривых

 

Во время опытов принимают меры против высыхания образцов. Воду для замачивания образцов обычно подводят в прибор снизу, но можно и сверху.

Метод одной кривой применяют, когда заранее известно давление в грунте под подошвой фундамента. В противном случае прибегают к методу двух кривых. Относительную просадочность грунта в зависимости от коэффициентов пористости грунта можно определять по формуле

,

где - коэффициент пористости грунта естественной влажности, обжатого заданным давлением р;

- коэффициент пористости того же грунта при заданном давлении р после насыщения водой;

- коэффициент пористости грунта естественной влажности, обжатого природным давлением.

Просадка, как деформация, зависит (рисунок 3) от минералогического и гранулометрического составов грунта, его плотности, влажности и напряженного состояния, поэтому для каждого лессового грунта определяют просадочность при давлениях, которые он будет испытывать в основании под сооружением. Просадка сопровождается образованием трещин и понижением поверхности грунта.

 

Рисунок 3 - Графики зависимости относительной просадочности:

а - от числа пластичности; б - от коэффициента пористости; в - от степени влажности

 

Нагружение образцов в процессе испытаний просадочных лессовых грунтов производится ступенями нагрузки, соответствующие увеличению давления на образец = 50 кПа в интервале изменения давления от 0 до 400 кПа. Каждая ступень выдерживается до условной стабилизации осадки образца.

После приложения каждой ступени нагрузки через определенные промежутки времени производится отчет по индикаторам, регистрирующим осадку образца.

Первый отчет берется через 2мин. После передачи заданной ступени нагрузки, следующие 5, 7, 12, 15мин.

Целесообразнее замачивать образец снизу. При этом воду заливают в поддон через трубку с воронкой. В процессе замачивания уровень воды в воронке поддерживается приблизительно постоянным. С момента замачивания производится отсчет через 5 мин. Показания индикаторов записываются в журнал.

 

Результаты испытаний

 

Время	Давление на образец, кПа	Деформация образца , мм	Относительное сжатие	Первоначальная высота образца h 0, мм

Для испытаний просадочных грунтов применяем «упрощенный» метод, который представляет собой простую модификацию метода «двух кривых» и позволяет испытывать на одном образце грунт с природной влажностью и в водонасыщенном состоянии, который применяется в данной лабораторной работе.

Образец грунта с природной влажностью нагружается ступенями до заданного промежуточного давления на грунт , близкого к величине начального просадочного давления, но не менее 100 кПа. После стабилизации осадки образец грунта при этом давлении замачивается.

После достижений стабилизации просадки продолжается загружение образца ступенями до заданного давления при непрерывном замачивании. Деформации образца с природной влажностью при давлении большем и в водонасыщенном состоянии при давлении, меньшем , определяются экстраполяцией, при этом первый участок графика 1 продолжается в виде прямой линии в сторону увеличения давления, а второй участок 2 продолжается в сторону уменьшения давления до пересечения с первым участком (рисунок 4).

 

1 - относительное сжатие грунта с природной влажностью; 2 - относительная проса­дочность грунта при заданном промежуточ­ной давлении; 3 - относительное сжатие грунта в водонасыщенном состоянии; 4 - относительная просадочность грунта (раз­ность ординат кривых 3 и 1) при различ­ных давлениях

 

Рисунок 4 - График зависимости относи­тельного сжатия грунта от давления по испытаниям «упрощенным» методом

 

 

1 - относительное сжатие грунта с при­родное влажностью; 2 - относительное сжа­тие грунта в водонасыщенном состоянии; 3 - относительная просадочность грунта (разность ординат кривых 2 и 1); 4 -отно­сительная просадочность грунта на последней ступени нагрузки; Р_пр – начальное просадочное давление

 

Рисунок 5 - График зависимости относи­тельного сжатия просадочного грун­та от давления по испытаниям мето­дом «двух кривых».

 

Результаты вычисления относительного сжатия используют для построения графика зависимости с выделением на них просадочных деформаций.

Масштаб для графиков принимается для по горизонтали 100 кПа – 40 мм, для относительного сжатия (по вертикали вниз) 0,01- 10 мм.

График зависимости относительного сжатия грунта от давления по испытаниям «упрощенным методом» строится следующим образом:

- строят зависимость относительной деформации образца от давления с природной влажностью (1). При Р = 100 кПа производят замачивание грунта. Этот участок графика продолжается в виде прямой линии в сторону увеличения давления, во второй участок в сторону уменьшения давления до пересечения с первым участком. Кривая относительной просадочности строится по разности ординат кривых (3 и 1).

На графике проводят линию из точки = 0,01, параллельную оси абсцисс. Из точки пересечения ее с кривой относительной просадочности () восстанавливают перпендикуляр на ось Р и получают значение начального просадочного давления. Начальное просадочное давление колеблется в пределах 50 - 200 кПа.

 

СОДЕРЖЕНИЕ ОТЧЕТА

1. Основные теоретические положения.

2. Краткое описание приборов.

3. Методика выполнения работ.

4. Таблица результатов испытаний.

5. Графики зависимости относительного сжатия от давления.

6. Краткие выводы по результатам испытаний с определением типа грунтов по величине начального просадочного давления.

 

Лабораторная работа № 7