График обработки кривойконсолидации логарифмическим методом

Масштабграфика: по горизонтали - время откладывается на логарифмической шкале;

по вертикали 10 мм - 0,01для e.

d ₀ - приведенный нуль

Рисунок Н. 2

График зависимости относительной деформации от логарифма времени (lg t) для определения вторичнойконсолидации

Масштабграфика: по горизонтали - время откладывается на логарифмической шкале;

по вертикали 20 мм - 0,01для e.

Рисунок Н. 3

График зависимости относительной деформации от логарифма времени (lg t) для определения параметровконсолидации для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности

Рисунок. Н. 4

ПРИЛОЖЕНИЕ П
(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ЗАСОЛЕННОГО ГРУНТА ПРИ СЖАТИИ ВКОМПРЕССИОННО-ФИЛЬТРАЦИОННОМ ПРИБОРЕ

Масштаб графиков: погоризонтали 20 мм - 0,025 МПа для р,

10 мм- 0,1 для b _t;

повертикали 10 мм - 0,01 для e.

График e = f (p) (по схеме «одной кривой»)

График e = f (p) (по схеме «трех кривых»)

1, 2, 3 - относительное сжатие e грунта соответственно: природной влажности, в водонасыщенном состоянии ивыщелоченного без нагрузки в зависимости от давления; 4 - относительноесжатие грунта в результате замачивания (относительная просадочность) призаданном давлении р; 5 -относительное суффозионное сжатие грунта при фильтрации воды и заданномдавлении р, 6 - деформациягрунта при набухании e _sv; 7 - зависимость относительного суффозионногосжатия e _sf от давления (р_sf - начальное давлениесуффозионного сжатия)

График e _sf = f (b _t)

1 - зависимость относительного суффозионного сжатия от степени выщелачиваниясолей, получаемая в процессе проведения испытания при D > D ₀; 2 - то же при D < D ₀; 3 - откорректированная зависимость

Рисунок П. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Р
(рекомендуемое)

РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯМЕРЗЛОГО ГРУНТА R ПОД ПОДОШВОЙ ФУНДАМЕНТА

В мегапаскалях

Грунты	R при температуре испытаний Т, °С
-0,3	-0,5	-1	-1,5	-1	-2,5	-3	-3,5	-4	-6	-8	-10
При льдистости грунтов ii < 0,2
1 Пески средней крупности	0,55	0,95	1,25	1,45	1,6	1,8	1,95	2,0	2,2	2,6	2,95	3,3
2 Пески мелкие и пылеватые	0,45	0,7	0,9	1,1	1,3	1,4	1,6	1,7	1,8	2,2	2,55	2,86
3 Супеси	0,3	0,5	0,7	0,8	1,05	1,15	1,30	1,40	1,5	1,9	2,25	2,5
4 Суглинки и глины	0,25	0,45	0,55	0,65	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,55	1,9	2,2
При льдистости грунтов ii ³0,2
Все виды грунтов, указанные в пп. 1 - 4	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,85	0,95	1,25	1,55	1,75

ПРИЛОЖЕНИЕ С
(рекомендуемое)

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМАУСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА ШАРИКОВЫМ ШТАМПОМ

1 - шариковый штамп; 2 -подвижной стержень с держателем шарика; 3 - ручка стопорного винта; 4 - стойки; 5 - рычажный пресс (с соотношением плеч рычага 5:1); 6 - опорная плита; 7 - подвижной столик; 8 - уравнительные винты; 9 - контргруз; 10 - гири; 11 - индикатор деформаций; 12 -образец грунта

Рисунок C. 1

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯМЁРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА ПО ПОВЕРХНОСТИ СМЕРЗАНИЯ

1 - мерзлый грунт; 2 -материал; 3 - рабочее кольцо; 4 - срезная каретка; 5 -корпус прибора; 6 - боковой штамп, 7 - опорная плита; 8 -динамометр

Рисунок Т. 1 - Схема одноплоскостного срезного прибора типа ПРС дляопределения сопротивления мерзлого грунта срезу по поверхности смерзания

Схема испытания поповерхности смерзания мерзлого грунта, грунтового раствора и льда по материалу

Схема испытания по поверхности смерзания мерзлогогрунта по грунту, грунтовому раствору и льду

1 - подвижная часть прибора (срезная каретка); 2 - неподвижная частьприбора (корпус); 3 - образец; Q - касательная нагрузка; F - нормальная нагрузка

Рисунок T. 2 - Схемы испытаний на одноплоскостном срезном приборе типа ПРСдля определения сопротивления мерзлого грунта срезу по поверхности смерзания

ПРИЛОЖЕНИЕУ
(рекомендуемое)

РЕКОМЕНДАЦИИПО ИЗГОТОВЛЕНИЮ ОБРАЗЦОВ МАТЕРИАЛА И ГРУНТА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕТОДОМ ОДНОПЛОСКОСТНОГОСРЕЗА ПО ПОВЕРХНОСТИ СМЕРЗАНИЯ

1 Изготовление образцовматериала фундамента или других твердых материалов (скальных и полускальныхгорных пород, строительных материалов и др.) следует производить таким образом,чтобы их шероховатость по поверхности смерзания соответствовала требованиямзадания. При отсутствии задания шероховатость поверхности образца материаладолжна соответствовать шероховатости материала в естественных условиях.

Изготовление образцовматериала фундамента с такой же шероховатостью поверхности, как у фундамента(не подвергнутой специальной обработке), должно производиться с учетомследующих требований:

- деревянные образцы должныбыть изготовлены из необработанной древесины и их поверхность должна бытьостругана; при замораживании образцов древесина должна быть в водонасыщенномсостоянии;

- стальные образцы должныиметь «горячекатаную» или «холоднокатаную» поверхность в зависимости от видапроката, используемого для изготовления образцов на токарных, фрезерных илистрогальных станках без шлифования их поверхности, если образцы применяютвзамен горячекатаной стали, и со шлифованием - взамен холоднокатаной;

- бетонные образцы должныбыть изготовлены с виброуплотнением в гладкой металлической опалубке,поверхность которой перед бетонированием покрывают известковым или глинистымраствором; на поверхности образцов, смерзающихся с грунтом, не должно бытьраковин и зажелезненных участков.

При изготовлении образцовматериала фундамента, поверхности которого подвергают специальной обработке каким-либоспособом, поверхность образцов следует обрабатывать таким же способом.

Применение других способовобработки поверхностей образцов для придания им такой же шероховатости, как убоковой поверхности фундамента, допускается при условии инструментальной оценкикласса шероховатости в соответствии с ГОСТ 2789.Шероховатость допускается оценивать путем сравнения с эталонной поверхностью,изготовленной в соответствии с требованиями ГОСТ9378.

2 Образец вида «грунт(грунтовый раствор) - материал» готовят в следующей последовательности: вопорное кольцо формы первого типа помещают материал, затем на негоустанавливают рабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают зашитоекольцо формы. Рабочее кольцо заполняют заранее подготовленным грунтом илигрунтовым раствором заданного состава и влажности. При заполнении рабочего кольцагрунтом нарушенного сложения добиваются требуемой плотности грунта. Крышкуформы устанавливают в ее положение в зависимости от заданных условийпромораживания, а именно: при промораживании через грунт - снизу; припромораживании через материал - сверху. При отсутствии данных образецпромораживают через материал.

Форму с образцомустанавливают для промораживания в помещение или холодильный шкаф с заданнойотрицательной температурой воздуха.

3 Образецвида «лед - материал» подготавливают в следующей последовательности: образецматериала помещают в опорное кольцо формы первого типа, на него устанавливаютрабочее кольцо срезного прибора, на которое помещают защитное кольцо формы иснизу устанавливают крышку формы. Форму переносят в помещение с заданнойотрицательной температурой, где после ее охлаждения производят намораживаниельда на материал.

Лед намораживают слоямитолщиной до 5 мм, причем каждый новый слой намораживается после полногозамерзания предыдущего.

Для намораживания применяютводу, охлажденную до температуры замерзания.

Если заданием требуетсяиспытать лед природного сложения или лед, образованный в условиях, моделирующихприродные, то образец льда вырезают из монолита по форме рабочего кольцасрезного прибора, закладывают его в рабочее кольцо и смораживают с материаломчерез слой охлажденной до температуры замерзания воды толщиной до 3 мм, налитойна охлажденную контактную поверхность.

4 Образец вида «грунт -грунтовый раствор (грунт)» подготавливают в следующей последовательности:

- для грунта ненарушенногосложения - вырезают из монолита грунта образец по форме рабочего кольцасрезного прибора и помещают его в рабочее кольцо;

- для грунта нарушенногосложения - рабочее кольцо прибора заполняют заранее подготовленным грунтомзаданного состава и влажности, добиваясь требуемой плотности грунта, после чегогрунт замораживают. Условия охлаждения образца при замораживании определяютсязаданием. При отсутствии данных образец грунта промораживают в условияхвсестороннего охлаждения;

- мерзлый грунт в рабочемкольце срезного прибора устанавливают в опорное кольцо формы второго типа. Наэто рабочее кольцо устанавливают второе такое же рабочее кольцо и на негопомещают защитное кольцо формы второго типа. Верхнее рабочее кольцо заполняютпредварительно охлажденным до температуры замерзания грунтовым раствором илигрунтом заданного состава и влажности и производят смораживание образца черезверхний или нижний торец.

5 Образец вида «грунт - лед»подготавливают в следующей последовательности: сборку формы второго типа,подготовку и промораживание образца грунта производят в соответствии с 6.2.3.3.Лед намораживают на мерзлый грунт во втором кольце срезного прибора слоямитолщиной до 5 мм или примораживают образец природного льда через слойохлажденной до температуры замерзания воды толщиной до 3 мм. Все операциивыполняют в помещении с отрицательной температурой.

6 Во время промораживанияизмеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещаюттермодатчик термоизмерительного устройства.

Промораживание заканчивают,когда температура контрольного образца достигнет значения температуры воздуха впомещении. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют доиспытаний.

Форма типа I дляприготовления образцов вида «грунт (грунтовый раствор, лед) - материал»

Форматипа II для приготовления образцов вида «грунт - грунтовый раствор (лед,грунт)»

1 - рабочее кольцо срезного прибора; 2 - материал; 3 - грунт (лед,грунтовый раствор); 3 - а -грунт; 4 - опорное кольцо; 5 - крышка формы; 6 - защитное кольцо формы

Рисунок У. 1 - Схемы форм для приготовления образцов

ПРИЛОЖЕНИЕ Ф
(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГО ОФОРМЛЕНИЯРЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА ПО ПОВЕРХНОСТИСМЕРЗАНИЯ

Рисунок Ф. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Х
(рекомендуемое)

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМАУСТАНОВКИ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ

1 - образец грунта, 2 - неподвижная платформа; 3 - подвижнаяплатформа; 4 - шток, 5 - направляющее устройство; 6 -верхний штамп, 7 - нижний штамп; 8 - паровлагонепроницаемаяоболочка; 9 - резиновое прижимное кольцо; 10 - динамометр; 11 - измеритель продольных деформаций; 12 - измеритель поперечныхдеформаций; 13 - продольная тяга

Рисунок X. 1

ПРИЛОЖЕНИЕ Ц
(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГООФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ОДНООСНОГО СЖАТИЯ

Рисунок Ц. 1

Рисунок Ц. 2

ПРИЛОЖЕНИЕ Ш
(рекомендуемое)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКДЕФОРМИРУЕМОСТИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИСПЫТАНИЯ МЕТОДОМ ОДНООСНОГОСЖАТИЯ

1 Модуль линейной деформации Е и коэффициент нелинейной деформации А определяют по зависимости, устанавливающейсвязь между относительными продольными деформациями e, напряжениями s и временем действиянагрузки t

e(s, t) = f (s) t ^α, (Ш.1)

где f (s)- функция напряжений sдля времени t их действия, равного 1 ч,которую принимают в виде:

f (s) = s/ Е ₀ - для модели линейно деформируемого основания;

f (s) = (s/ А ₀)^{1/ m} - длямодели нелинейно деформируемого основания,

где Е ₀ и А ₀ -параметры функции f (s);

т -коэффициент нелинейности по напряжениям.

2 Предельно длительныезначения Е и А вычисляют по формулам:

Е = Е ₀ t ^α _u; (Ш.2)

А = А ₀ t ^α _u, (Ш.3)

где t_u - время, равное срокуслужбы здания или сооружения и принимаемое t_и = 50 лет = 4,38 × 10⁵ ч;

α - коэффициент нелинейностиво времени.

3 Для установлениязависимости (Ш.1) исходные данные испытаний (6.3.5)обрабатывают в соответствии с теорией наследственной ползучести. Используякривую ползучести (6.3.5.7), последовательно вычисляют рядзначений e _{i , j} ,имеющих смысл деформаций, которые развились бы под действием постоянногонапряжения (i = l, 2,...), соответствующегонапряжению i -й ступени нагружения, завремя t_j. Вычисления проводят поформуле

e _{i , j} = e _{i -1, j} + De _{i , j} . (Ш.4)

где e _{i -1, j} - полная относительнаяпродольная деформация предшествующей ступени нагружения в момент времени t_j, вычисленная по этойформуле ранее при e_{0, j} = 0;

De _{i , j} - приращение относительной деформации, определяемое по кривой ползучести (6.3.5.7)и представляющее собой разность между деформацией, накопленной к моменту, когда i -я ступень нагрузкидействовала в течение времени t_j, и деформацией, накопленной к началу действия i -й ступени нагрузки.

Моменты времени t_j назначают одинаковыми длякаждой ступени нагружения с учетом указаний 6.1.4.3.

Результаты представляют ввиде семейства кривых ползучести при постоянных напряжениях s (рисунок Ш.1).

4 Для определения параметра a и набора значений f (s _i) полученные значения e_i,j представляют в видесемейства параллельных прямых в координатах х = ln t, у = lns₁(рисунок Ш.2).Далее aи f (s _i) вычисляют по формулам:

a = b; (Ш.5)

f (s _i) = e^aj, (Ш.6)

где а_j и b -параметры, определяемые графически или способом наименьших квадратов (пункт 8).

5 Для модели линейнодеформируемого основания набор значений f (s _i)аппроксимируют прямой в координатах х = s _i; у = f (s _i) (рисунок Ш.3) ивычисляют значение Е ₀ по формуле

Е ₀ = 1/ с, (Ш.7)

где с - параметр, определяемый графическиили способом наименьших квадратов (пункт 9).

6 Для модели нелинейнодеформируемого основания набор значений f (s _i)аппроксимируют прямой в координатах х = lns _i; у = ln f (s _i)(рисунок Ш.4)и вычисляют значения А ₀ и т по формулам:

А ₀ = е^а; (Ш.8)

т = 1/ b, (Ш.9)

где а и b - параметры, определяемые графически или способом наименьших квадратов(пункт 10).

7 Коэффициент поперечногорасширения v определяют из зависимости,устанавливающей связь между относительными продольными e и поперечными e _х деформациями

e _х = v e. (Ш.10)

Для определения v экспериментальные данные(относительные продольные и поперечные деформации) в конце каждой ступенинагружения, определяемые по пункту 3, представляют в координатах х = e; у = e _х (рисунок Ш.3).Далее значения v вычисляют по формуле

v = l/ c, (Ш.11)

где с - параметр, определяемый графическиили способом наименьших квадратов (пункт 9).

8Параметры a_j и b уравнения семействапараллельных прямых у = a_j + bх определяют графически(рисунок Ш.2), при этом:

Рисунок Ш. 1

Рисунок Ш. 2

Рисунок Ш. 3

Рисунок Ш. 4

a_j - в масштабе чертежа равенотрезку, отсекаемому на оси ординат (у) j -й из семейства параллельныхпрямых наилучшего приближения к экспериментальным точкам;

b - в масштабе чертежа равентангенсу угла наклона семейства параллельных прямых к оси абсцисс (х).

Способом наименьшихквадратов параметры a_j и b определяют по формулам:

(Ш.12)

(Ш.13)

где и (Ш.14)

- средние значения координатэкспериментальных точек соответственно x_{j , i} и y_{j , i} ;

n_j - число точек в j -й выборке;

k - число j -х выборок.

9Параметр с уравнения прямой,проходящей через начало координат у = сх, определяют графически (рисунок Ш.3), при этом с в масштабе чертежа равен тангенсу угланаклона к оси абсцисс (х) прямойнаилучшего приближения к экспериментальным точкам, проходящей через началокоординат.

Способом наименьшихквадратов параметр с определяют поформуле

(Ш.15)

где х _i и у _i- координаты экспериментальных точек;

n - число точек.

10Параметры а и b уравнения прямой у = а + bx определяют графически (рисунок Ш.4), при этом:

а -в масштабе чертежа равен отрезку, отсекаемому на оси ординат (у) прямой наилучшего приближения кэкспериментальным точкам;

b - в масштабе чертежа ранентангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс (х).

Способом наименьшихквадратов параметры а и b определяют по формулам:

(Ш.16)

(Ш.17)

где х_i, y_i и п - то же, что и в пункте 9.

11 Исходныеданные и результаты расчета записывают в таблицу. Ш.1

Таблица Ш.1.

ПРИЛОЖЕНИЕ Щ
(рекомендуемое)

ОБРАЗЕЦ ГРАФИЧЕСКОГООФОРМЛЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ КОМПРЕССИОННОГО СЖАТИЯ

Рисунок Щ. 1

Рисунок Щ. 2

Ключевые слова: грунты, прочность, деформируемость,методы лабораторного определения, строительство

СОДЕРЖАНИЕ

1 Область применения. 2 2 Нормативные ссылки. 2 3 Определения. 2 4 Общие положения. 2 5 Методы определения характеристик прочности и деформируемости немерзлых грунтов. 3 6 Методы определения характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов. 25 Приложение А Формы первой и последующих страниц журналов лабораторных испытаний грунтов. 28 Приложение Б Образец графического оформления результатов испытания грунта методом одноплоскостного среза. 28 Приложение В Определение площади деформированных образцов глинистых грунтов. 28 Приложение г Принципиальная схема установки для испытания грунта методом трехосного сжатия. 28 Приложение д Тарировка камеры трехосного сжатия. 28 Приложение Е Расширитель для заключения образца грунта в резиновую оболочку. 28 Приложение ж Образец графического оформления результатов испытания грунта методом трехосного сжатия. 28 Приложение и Определение модуля сдвига g и модуля объемной деформации k. 28 Приложение к Принципиальные схемы компрессионно-фильтрационных приборов. 28 Приложение л Образец графического оформления результатов испытания грунта методом компрессионного сжатия. 28 Приложение м Определение параметров компрессионной кривой. 28 Приложение н Определение коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации. 28 Приложение П Образец графического оформления результатов испытания засоленного грунта при сжатии в компрессионно-фильтрационном приборе. 28 Приложение р Расчетные сопротивления мерзлого грунта rпод подошвой фундамента. 28 Приложение с Принципиальная схема установки для испытания мерзлого грунта шариковым штампом. Принципиальная схема установки для испытания мёрзлого грунта методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания. 28 Приложение у Рекомендации по изготовлению образцов материала и грунта для испытания методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания. 28 Приложение ф Образец графического оформления результатов испытания грунта методом одноплоскостного среза по поверхности смерзания. 28 Приложение х Принципиальная схема установки для испытания мерзлого грунта методом одноосного сжатия. 28 Приложение Ц Образец графического оформления результатов испытания мерзлого грунта методом одноосного сжатия. 28 Приложение ш Определение характеристик деформируемости мерзлого грунта по результатам испытания методом одноосного сжатия. 28 Приложение щ Образец графического оформления результатов испытания мерзлого грунта методом компрессионного сжатия. 28