9.5 Контрольные вопросы

1. Чем обусловлена сжимаемость грунтов?

2. Какими параметрами можно охарактеризовать сжимаемость грунтов?

3. Какие недостатки имеет экспресс-метод по сравнению со стандартными испытаниями на компрессию?

4. Конструкция прибора К–1М.

5. Общий вид компрессионной кривой.

Лабораторная работа № 10

ФИЛЬТРАЦИОННАЯ КОНСОЛИДАЦИЯ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ

10.1 Общие положения

Консолидацией называется сжатие грунта без возможности бокового расширения в зависимости от времени при постоянной нагрузке.

При приложении внешней нагрузки на водонасыщенные грунты вначале наблюдается мгновенное сжатие (адиабатическое, обусловленное сжимаемостью поровой воды), затем процесс фильтрационного уплотнения (обусловленный выжиманием воды из пор), и, наконец, добавляется процесс вторичной консолидации или ползучести твёрдой фазы грунта (обусловленный невосстанавливающимися сдвигами частиц, их агрегатов, вводно-коллоидных оболочек и т.п., когда выжимание воды становится весьма незначительным).

Процесс фильтрационной консолидации недоуплотнённых полностью водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов в условиях одномерной задачи при равномерном распределении нагрузки описывается следующим уравнением:

,

где - давление на скелет грунта:

- коэффициент фильтрационной консолидации грунта:

- глубина залегания элементарного слоя в грунтовом массиве.

Если степень влажности грунта < 0.85, то фильтрационная консолидация не наступает.

Консолидацию грунтов в лабораторных условиях изучают на компрессионных приборах различных систем (типа КП, К-1, МГРИ и др.).

10.2 Необходимое оборудование

Компрессионный прибор К–1М (1); весы технические (2); штангенциркуль с точностью 0.1 мм (3); стаканчик металлический (2 шт.)(4); шпатель (5); индикатор часового типа с ценой деления 0.01 мм (6); сушильный шкаф; бумага фильтровальная (РИС. 10.1).

10.3 Проведение испытаний

10.3.1 Разобрать прибор К-1М.

10.3.2 Штангенциркулем замерить высоту и диаметр кольца. Взвесить кольцо с пластмассовой подставкой. Массу кольца и его размеры записать в журнал испытаний (таблица 10.1).

10.3.3 Необходимое количество грунта тщательно перемешать в чашке, добавляя воду до образования однородной массы текучепластичной консистенции. Установить кольцо на пластмассовую подставку широким фланцем к верху и заполнить кольцо грунтом, добиваясь одинаковой плотности грунта во всех частях кольца. Кольцо с грунтом и подставкой взвесить и массу записать в таблицу 10.1.

10.3.4 Из остатков грунта отобрать два бюкса на влажность, в соответствии с ГОСТ 5180-84. Масса грунта в бюксе должна быть 15-50 г. Взвесить их и поставить в сушильный шкаф. Результаты определения влажности записать в журнал (таблица 10.2).

Таблица 10.2 – Журнал определения влажности грунта

Визуальное описание грунта _________________________

№ бюкса	Масса бюкса , г	Масса бюкса с влажным грунтом , г	Масса бюкса с высушенным грунтом , г		Влажность , %
			1-е взвеш.	2-е взвеш.
1	2	3	4	5	6

Дата определения______________________ 2006 г.

Исполнитель ______________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

10.3.5 Покрыть поверхность грунта фильтровальной бумагой и установить кольцо на дно одометра. Снять пластмассовую подставку, установить режущую насадку,

Рис. 10.1 – Необходимое оборудование

Таблица 10.1 – Данные испытаний на консолидацию

Грунт – Дата отбора -

Структура – Дата начала опыта -

Место взятия - Дата окончания опыта -

Высота кольца _____ мм Масса кольца с влажным грунтом _____ г

Диаметр кольца _____ мм Плотность твёрдой фазы грунта = 2.70 г/см³

Масса кольца ______ г

Время опыта (часы, минуты, секунды)	Масса груза на подвеске , кг	Давление на грунт , МПа	Отсчёты по индикаторам, мм			Время от начала приложения ступени нагрузки , мин	Корень квадратный из времени , мин	Абсолютная деформация прибора , мм	Абсолютная деформация грунта = - - , мм	Относительная деформация грунта
			левый	правый	среднее
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
	0
	12

покрыть вторую поверхность грунта фильтровальной бумагой.

10.3.6 Собрать прибор, для чего на кольцо надеть резиновую прокладку: надеть и закрепить корпус одометра: установить штамп так, чтобы он достаточно плотно прилегал к поверхности грунта.

10.3.7 Закрепить в опорных бобышках два индикатора так, чтобы ножки индикаторов упирались в консоли (3) и были выдвинуты на 70 % свободного хода. Записать показания индикаторов при отсутствии груза на подвеске в таблицу 10.1.

10.3.8 Приготовить секундомер. Аккуратно установить на подвеску рычага груз массой 12 кг и брать отсчёты по индикатору через 30 с, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 30 мин, 1 час от начала опыта (далее опыт проводят в соответствии с требованиями ГОСТа до стабилизации деформации). Данные записывать в таблицу 10.1.

10.3.9 После окончания опыта прибор разобрать, грунт переложить в чашку, прибор тщательно протереть и передать лаборанту.