Определение показателей деформируемости грунта способом компрессии в одометре (гост 12248)
Оборудование: установка для компрессионных испытаний грунта с набором гирь, фильтровальная бумага, секундомер (часы с секундной стрелкой), нож, индикаторы для измерения деформаций, оборудование для определения физических характеристик грунтов (см. лабораторные работы 2–3).
Данные о приборе: В лаборатории ЧГУ используется компрессионная установка КПр 1 с высотой рабочего кольца h = 25 см, площадью поперечного сечения образца d = 60 см2, соотношением плеч рычагов L = 1:10
5
Рис. 6.1 Установка для компрессионных испытаний грунта.
1 – одометр с грунтом; 2 – рама для передачи нагрузки на грунт; 3 – рычажное устройство; 4 – гири; 5 – индикаторы
Порядок выполнения работы
1. Заполнить рабочее кольцо одометра грунтом. Работа может проводиться с образцом грунта естественной (ненарушенной) или нарушенной структуры.
1.1. При испытаниях грунта естественной структуры:
– поверхность монолита грунта выравнивают ножом и ставят на него острым краем режущее кольцо компрессионного прибора, массу которого определяют заранее. При этом столбик грунта должен быть несколько большего диаметра, чем диаметр кольца;
– слегка нажимая на края кольца и не допуская перекосов, насаживают компрессионное кольцо на столбик грунта, срезая излишки;
– затем удаляют избыток грунта, выступающий над кольцом, зачищают грунт вровень с краями кольца и прикрывают чистым стеклом;
– подрезают столбик грунта ниже кольца, перевертывают кольцо и зачищают, срезая излишки.
1.2. При испытаниях грунта нарушенной структуры:
– грунт доводят до воздушно-сухого состояния, размельчают и просеивают через сито с отверстиями 1 мм;
– а одни сутки до испытания из грунта делают замес с водой до консистенции предела текучести;
– далее, так же как при подготовке прибора для испытания грунта ненарушенной структуры, из приготовленного грунтового теста вырезают образец режущим кольцом, способом, описанным выше.
2. Определяют основные физические характеристики грунта (до сжатия):
– взвешивают кольцо с грунтом и, зная объем и массу кольца, определяют плотность грунта ρ = ............................. (см. лабораторную работу 1);
– определяют плотность частиц грунта ρs = ............................. (см. лабораторную работу 2);
– из монолита грунта в месте нарезки кольца отобрать не менее двух проб для определения влажности W = ............................. (см. лабораторную работу 3);
Примечание. Как правило, в связи с длительностью подготовки определение влажности и плотности частиц грунта в этой работе выполняется лаборантом, и эти характеристики выдаются студентам готовыми.
– по известным значениям ρ, ρs, W определяют начальный коэффициент пористости е0 по формуле
(6.1)
3. Далее приступают к сборке компрессионного прибора:
– грунт в рабочем кольце с обеих сторон покрывают фильтровальной бумагой, затем устанавливают его на перфорированное дно одометра 1 (см. рис.6.1), вворачивают верхнюю часть корпуса прибора, вставляют штамп и сверху прижимают его арретиром;
– устанавливают одометр на панель стола, таким образом, чтобы штифт в панели вошел в отверстие днища одометра;
– устанавливают и настраивают индикаторы, записывают начальные показания приборов;
– кладут в углубление штампа шарик и опускают раму, передающую нагрузку, так, чтобы сектор рычажного устройства 3 занял горизонтальное положение (регулируют механизм нагружения образца).
4. Испытание заключается в том, что образец грунта в рабочем кольце подвергается уплотнению постепенно возрастающим давлением, прикладываемым ступенями. Рост давления вызывает изменение высоты образца грунта, которое регистрируется индикатором и записывается в тетрадь.
Число и размер ступеней нагрузок устанавливается до начала опыта в зависимости от предъявляемых требований. Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт.
Обычно испытания производят при давлениях (нормальных напряжениях) σ равных 0,025; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3 МПа и т.д. с интервалом 0,1 МПа (до заданного значения нагрузки), с выдержкой каждого давления до стабилизации образца.
Вес груза Р, Н, для каждой ступени внешнего давления σ можно определить так:
а) вычислить по формуле
,
(6.2)
где F – площадь образца грунта практически равная площади рабочего кольца прибора, м2; g – общий вес штампа и рамки, Н; L – передаточное число плеч рычага компрессионного прибора;
б) воспользоваться готовой таблицей, интерполирующей формулу (8.2).
Таблица 6.1 составлена для испытания грунта на компрессионной установке КПр 1с учетом имеющегося набора гирь и характеристик прибора. (F = 60 см2; g = 24 Н; L = 10).
Таблица 6.1