Метод испытания шариковым штампом

Сущность метода

6.1.1.1 Испытание мерзлогогрунта шариковым штампом проводят для определения предельно длительногозначения эквивалентного сцепления с мелких и пылеватых песков и глинистыхгрунтов, кроме заторфованных засоленных и сыпучемерзлых разностей этих грунтов.

6.1.1.2 Предельно длительноезначение эквивалентного сцепления определяют по глубине погружения шариковогоштампа в образец грунта от заданной нагрузки при температуре испытаний не нижеминус 5 °С.

6.1.1.3Значение нагрузки определяют из условия, что давление в образце на первойступени нагружения должно быть равным напряжению от собственного веса грунта нагоризонте отбора образца, а на последней - расчетному сопротивлению грунта подподошвой фундамента R, задаваемому программой испытаний.

Примечание - Приотсутствии данных значение R допускается принимать по приложению Р.

6.1.1.4Для испытаний используют образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения сприродной влажностью и льдистостью. Толщина прослоек льда в образце должна бытьне более 2 мм, а льдистость i £ 0,4.

Образцы должны иметь формуцилиндра диаметром не менее 71 мм и отношение высоты к диаметру 1:3,5.

Оборудование и приборы

6.1.2.1 В состав установкидля испытаний мерзлого грунта шариковым штампом должны входить:

- шариковый штамп диаметром(22 ± 2) мм с опорной плитой и подвижным столиком;

- плоский штамп дляпредварительного обжатия образца грунта;

- рабочее кольцо для отборагрунта;

- механизм для вертикальногонагружения образца грунта;

- устройство для измеренияглубины погружения шарикового штампа.

Принципиальная схемаустановки приведена в приложении С.

Подготовка к испытанию

6.1.3.1 Образец грунтаизготавливают с учетом требований 6.1.1.4.

6.1.3.2 После выдерживанияобразца в рабочем кольце в течение 12 ч при температуре испытания проводятпредварительное обжатие образца через плоский штамп давлением, равнымнапряжению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, в течение15 с. После обжатия образец разгружают.

6.1.3.3 Образец грунта врабочем кольце помещают на подвижный столик установки и производят следующиеоперации:

- покрывают образец защитнымкружком из глянцевой или парафинированной бумаги, в котором должно бытьвырезано отверстие диаметром, на 2 - 3 мм превышающим диаметр шариковогоштампа;

- устанавливают на образецгрунта шариковый штамп и центрируют его, фиксируя момент касания шарикомповерхности грунта по показаниям приборов для измерения деформаций образцагрунта;

- закрепляют стержень штампастопорным винтом;

- записывают начальныепоказания приборов.

Проведение испытания

6.1.4.1 К образцу грунтаплавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, увеличивая ее ступенями,общее число которых должно быть не менее пяти.

6.1.4.2 Нагрузку F, кН, на последней ступенинагружения вычисляют по формуле

F = 0,18 d_b ² R, (6.1)

где d_b - диаметр шарикового штампа, см;

R - расчетное сопротивлениегрунта под подошвой фундамента, МПа, принимаемое по 6.1.1.3.

При назначении нагрузкидолжно соблюдаться условие

0,005 d_b < S ₁₅< 0,05 d_b, (6.2)

где S ₁₅ - глубина погруженияшарикового штампа в образец грунта через 15 мин после приложения нагрузки, см.

При несоблюдении условия (6.2)следует произвести корректировку нагрузки.

6.1.4.3На каждой ступени нагружения снимают отсчеты по всем приборам для измерениявертикальной деформации образца грунта через 5, 10, 20, 30 и 60 мин послеприложения нагрузки, затем через 2 ч в течение рабочего дня и далее два раза всутки (в начале и конце рабочего дня) до условной стабилизации деформации.

6.1.4.4За критерий условной стабилизации деформации принимают приращение вертикальнойдеформации, не превышающее 0,01 мм за 12 ч.

В обоснованных случаях можетбыть проведено испытание в ускоренном режиме продолжительностью 8 ч.

6.1.4.5 Испытаниезаканчивают после достижения условной стабилизации глубины погружения шариковогоштампа (6.1.4.4)или, если испытание проводят в ускоренном режиме, через 8 ч после началаиспытания.

6.1.4.6 Может быть проведеноповторное испытание на том же образце при соблюдении условия: центр следующегопогружения шарикового штампа должен отстоять от границ предыдущих отпечатковшарика и от края образца не менее чем на половину диаметра шарика.

6.1.4.7 В процессе испытанияведут журнал, форма которого приведена в приложении А.

Обработка результатов

6.1.5.1 По показаниямустройств для измерения деформаций определяют глубину погружения шариковогоштампа в грунт в конце испытания (по достижении условной стабилизациидеформации или через 8 ч - при ускоренном режиме испытания).

6.1.5.2 Предельно длительноезначение эквивалентного сцепления мерзлого грунта с_eq, МПа, определяют с точностью 0,01 МПа по формуле

(6.3)

где F -нагрузка на шариковый штамп, кН;

d_b - диаметр шариковогоштампа, см;

S_b - глубина погруженияшарикового штампа в грунт в конце испытания, см;

k - безразмерный коэффициент,равный 1 при испытаниях до условной стабилизации деформации и 0,8 - приускоренном режиме.