16. Определение характеристик сопротивления сдвигу методом трехосного сжатия, лопастного испытания на сдвиг при кручении, шарового штампа.

Испытание грунта в стабилометре производится следующим образом: на поверхность фунтового образца, боковая поверхность которого закрыта тонкой резиновой оболочкой, могут действовать нормальные напряжения. Напряжения по боковой поверхности цилиндра создаются за счет давления в рабочей камере  прибора, заполненной жидкостью (вода) или газом. Напряжения по торцам цилиндра создаются либо давлением жидкости, либо передачей усилия F через шток  на штамп. Процесс испытания в трехосном приборе обычно состоит в изменении по заданной программе напряжений σ1 и σ2 = σ3 посредством увеличения или уменьшения давления в рабочей камере и усилия в штоке. При этом измеряются вертикальное сжатие и увеличение диаметра. Оценка сжимаемости грунтов в стабилометрахпроизводится по объемной деформации грунта:    где ∆V— изменение объема образца, V— его начальный объем. Испытание 4-лопастным прибором (крыльчатка).Такие испытания обычно проводятся с мобильных установок, позволяя заглублять штангу с лопастной крыльчаткой на заданную глубину. Испытания могут проводиться и из скважин, что позволяет существенно снизить сопротивление штанги вдавливанию и таким образом достичь необходимой заданной глубины.Подобных испытаний можно сделать достаточно много на пятне застройки сооружения (что является их основным достоинством), однако они могут быть применены лишь только для слабых оснований.  Четырёхлопастной прибор "крыльчатка", предназначенный для испытания слабых грунтов в скважинах. Полевые методы наиболее полно учитывают структурно-текстурные особенности грунта. Они незаменимы при исследовании торфов (крыльчатка), глинисто-щебеночных или песчано-гравелистых отложений (испытания в шурфе), взятие образцов ненарушенной структуры которых невозможно.Достоинства:Получение характеристик грунтов непосредственно на месте строительства объекта.Недостатки: дороговизна;большаятрудоёмкость;получение ограниченного числа характеристик. Существует метод шарового штампа, когда штамм, имеющий шаровую лобовую поверхность, задавливается в грунт. По нагрузке, осадке штампа и его геометрическим параметрам определяют на основании формулы сцепление Сш, которое включает в себя и внутреннее трение. Данный способ позволяет определять как в лабораторных условиях, так и непосредственно в полевых условиях. Выходные характеристики при данном методе испытания полностью сопоставимы без дополнительной обработки. Для испытания методом вдавливания шарового штампа грунта в лабораторных условиях и земляного полотна в полевых условиях разрабатываются испытательные установки. Методом математического моделирования оценивается влияние размеров сферического штампа на выходные данные и общую теорию проведения испытаний. Помимо этого, отрабатывается методика применения данного метода для определения коэффициента уплотнения грунта земляного полотна.

17. Испытания грунтов в стабилометре и в приборе с независимо регулируемыми главными напряжениями

Трехосное или всестороннее сжатие грунта в стабилометре соответствует истинному поведению его под сооружением.

Достоинствами стабилометра являются отсутствие фиксированной плоскости сдвига, возможность создания любого соотношения вертикальных и горизонтальных нагрузок в период опыта и возможность бокового расширения образца грунта. Испытания, проводимые в стабилометре, дают возможность получать более достоверные значения модуля общей деформации, коэффициентов бокового давления и расширения, удельного сцепления, угла внутреннего трения, коэффициентов сжимаемости и фильтрации для любого вида грунта.

Для того чтобы определить деформационную и прочностные характеристики грунта, характеризующие устойчивость оснований и сооружений, заключенный в стабилометр образец грунта в резиновой оболочке, подвергают всестороннему сжатию. Боковое давление на грунт создается водой, заполняющей камеру прибора; вертикальное давление - вертикальной нагрузкой, которая передается на образец через поршень прибора. Образец грунта доводится до разрушения путем увеличения вертикального давления при постоянном боковом.

При решении вопросов устойчивости склонов, подпорных стен, откосов насыпей и выемок, оснований гидротехнических сооружений можно использовать следующие схемы разрушений:

- при определенном всестороннем давлении прикладывают вертикальную нагрузку меньше разрушающей, затем путем уменьшения бокового давления доводят образец до разрушения;

- заданное боковое давление уменьшают, а вертикальное увеличивают так, чтобы сумма приложенных давлений оставалась постоянной.

В зависимости от возможности условий удаления сжатой воды из грунта выделяют две системы испытаний: закрытая (недренированное испытание) и открытая (дренированное испытание).