Испытания грунтов на консолидацию — КиберПедия 

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Испытания грунтов на консолидацию

2017-11-17 894
Испытания грунтов на консолидацию 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Испытание грунтов на консолидацию проводится для изу­чения процесса сжатия грунта постоянным давлением в зави­симости от времени.

В песчаных грунтах стабилизация деформаций при сжатии наступает быстро, в глинистых же грунтах для этого требуется значительное время. Поэтому такое испытание проводят для глинистых грунтов и, отчасти, пылеватых песков.

Для испытания берут, как правило, образцы грунта ненару­шенной структуры и естественной влажности при полном и ча­стичном заполнении водой. В отдельных случаях испытывают и образцы грунта нарушенной структуры определенной влаж­ности. Испытания проводят в компрессионных приборах.

По результатам испытания строят график консолидации, оп­ределяют степень консолидации U к для любого значения вре­мени после приложения давления, коэффициент консолидации Ск и коэффициент фильтрации Kф.

Коэффициенты Ск и Kф входят в формулы по расчету осадок оснований фундаментов во времени.

Приборы те же, что и для компрессионных испытаний, плюс секундомер.

Проведение опыта. Образец грунта ненарушенной структуры и естественной влажности отбирают так, как при компрессион­ных испытаниях. Определяют объемный вес g0, влажность W, вычисляют коэффициент пористости e о и степень влажности G.

Испытание проводят в компрессионном приборе при одной или нескольких ступенях давления.

После приложения к образцу давления, при котором изу­чается процесс консолидации (например р = 0,2 МПа или р = 0,1 МПа), отсчеты по индикатору, показывающие развитие деформации, снимают через следующие промежутки времени: 6, 15 и 30 сек; 1, 2, 4, 8, 15, 30 мин; 1, 2, 3, 6 и 12 час; а иногда и через 24 час.

При испытании нужно предохранять образец от высыхания.

Обработку результатов испытания проводят в следующем порядке.

Определяют деформацию образца грунта для указанных вы­ше значений времени с учетом деформации прибора при дан­ном давлении. Деформацию прибора получают по тарировочной кривой.

Строят кривую консолидации в полулогарифмическом масшта­бе в системе координат «деформация у - время (рис. 10.1).

Рис. 10.1. Кривая консолидации глинистого грунта в полулогарифмическом масштабе.

Выделяют на кривой участки первичной (фильтрационной) и вторичной (пластической) консолидации. На участке первичной консолидации деформация образца нарастает за счет выжимания воды из пор грунта, а скорость нарастания деформации определяется водопроницаемостью грунта.

На участке вторичной консолидации деформации увеличиваются за счёт явления ползучести грунтового скелета вследствие сдвига связанной воды, расположенной на поверхности минеральных частиц. В ряде случаев, а именно, когда грунт со­держит большое количество прочно свя­занной воды, боль­шая часть процесса консолидации или даже весь процесс может протекать в виде вторичной кон­солидации.

Для определения начала участка пер­вичной консолида­ции откладывают на оси ординат значе­ния деформации y, а на оси абсцисс - корень квадратный из времени и строят начальный участок кривой консолидации (рис. 10.2).

 

Рис. 10.2. Нахождение точки, соответствую­щей началу участка фильтрационной кон­солидации.

Продолжение прямолинейного участка полученной кривой до пересечения с осью ординат даст точку, которую при­ближенно можно рассматривать как на­чало участка первичной консолидации.

Положение точки l, характеризующей конец участка первичной консолидации (см. рис. 10.1), определяют, продолжая прямолинейные участки кривой консо­лидации в полулогарифмическом масшта­бе до их пересечения.

Полученные точки (к и l)соответствуют степеням первич­ной консолидации UК = 0 и UК = 1,0.

Степень консолидации для значений деформаций, полученных в процессе ис­пытания, определяют по формуле

где: yР - деформация образца за отрезок времени, для которого определяется консолидация в мм;

укр - конечная стабилизированная деформация образца в мм.

Степень консолидации показывает, какая часть конечной де­формации (в долях единицы или процентах) имеет место за оп­ределенное время.

Путем построения, показанного на рис. 10.1, находят по кри­вой консолидации время t0,5 для степени консолидации UК = 0,5.

По кривой консолидации определяют отношение

где tф - время, соответствующее концу участка первичной консолидации, в мин;

t1,0 - время, соответствующее полной консолидации, в мин.

По мере приближения величины этого отношения к 1,0 доля вторичной консолидации в общем процессе консолидации умень­шается.

Коэффициент консолидации определяют по формуле

где h - высота образца в см;

t0,5 - время, соответствующее Uк = 0,5 в сек;

0,197 - коэффициент, представляющий собой фактор времени Тв для UK = 0,5.

Коэффициент фильтрации вычисляют по формуле

где Ск - коэффициент консолидации в см2/сек;

gв - объемный вес воды, равный 0,001 кг/см3;

а - коэффициент сжимаемости в интервале давлений данного испытания в см2/кг;

eср - среднее значение коэффициента пористости в рассматриваемом интервале.

Результаты испытаний записывают в таблицу 10.1.

Значения коэффициента консолидации Ск и коэффициента филь­трации Кф, приведенные в табл.10.1, получают так: по кривой консолидации (см. рис. 10.1) для степени консолидации UК = 0,5 определяем время t0,5 = 510 сек.

Коэффициент консолидации


Таблица 10.1

Форма записи данных испытаний грунтов на консолидацию

Давление Р, Время снятия отсчетов по индикатору Показания индикаторов Суммарная деформация yc, мм Деформация прибора yП, мм Деформация грунта yР, мм Время действия дав-ления t, мин Степень консолидации Uк, % Коэффициент консолидации Ск, см2/cек   Коэффициент фи-льтрации Кф, см/cек
0,3 8 ч 00 м 2,00 -   0,126 -       3,86×10 - 4       1,54×10 - 8
        8 ч 00 м 06 с 2,405 0,405 0,279 0,1  
8 ч 00 м 15 с 2,453 0,453 0,327 0,25  
8 ч 00 м 30 с 2,479 0,479 0,353 0,5  
8 ч 01 м 2,544 0,544 0,418    
8 ч 02 м 2,639 0,639 0,513    
8 ч 04 м 2,750 0,750 0,624    
8 ч 08 м 2,963 0,963 0,837    
8 ч 15 м 3,165 1,165 1,039    
8 ч 30 м 3,503 1,503 1,377    
9 ч 00 м 3,651 1,651 1,525    
10 ч 00 м 3,703 1,703 1,577    
11ч 00 м 3,707 1,707 1,581    
14 ч 00 м 3,718 1,718 1,592    
20 ч 00 м 3,733 1,733 1,607    

Примечание: 1. Физические характеристики грунта: WT =34%; Wo = 20%; WП =14; gу =2,7 г/см3; g0= 1,98 г/см3; W = 24,2%; e0 = 0,69; G = 0,95.

2. Начальный отсчет по индикатору 2,0; h0 =20 мм; hотб = 1,5 м.

 

По кривой консолидации определяем также величину деформа­ций, соответствующих началу и концу первичной консолидации:

y1 = 0,15 мм, у2 =1,57 мм.

Коэффициенты пористости для этих значений деформаций равны:

Cреднее значение коэффициента пористости

Определяем коэффициент сжимаемости в интервале давле­ний 0,3 - 2 кг/см2;

тогда коэффициент фильтрации будет равен

или Кф = 1,54×10 -8× 86400 = 1,33×10 –3 см/сут.

 


Поделиться с друзьями:

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...

История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.018 с.