15.Структурная прочность грунта.

В еличина структурной прочности грунтов является весьма важной характеристикой грунтов. Величину ее можно определить по компрессионной кривой ненарушенной структуры, испытывая грунты (до достижения структурной прочности) весьма малыми ступенями нагрузки (примерно 0.002-0.010 МПа), тогда резкий перелом компрессионной кривой и будет соответствовать структурной прочности сжатия грунта.

Значение давления, соответствующее точке пересечения кривой с осью давления равно значению структурной прочности на сжатие .

Другой метод определения структурной прочности предложен профессором Е.Ю.Медковым по результатам испытания бокового давления грунта при трехосной компрессии и соответствует давлению, при котором практически отсутствует боковое давление грунта.Определение указанных выше давлений требует разработки специальной методики испытания, и в настоящее время величина структурной прочности может быть определена лишь с известным приближением, зависящим, главным образом, от точности измерений.

16.Методы определения модуля деформации грунта.

• Статическое и динамическое зондирование.

Зондированием грунта называется погружение в грунт конуса стандартного размера. Зондирование служит для оценки плотности песчаных грунтов и консистенции глинистых грунтов, выявления слабых прослоек грунта. При статическом зондировании измеряется усилие погружения (задавливания домкратом) конуса, при динамическом зондировании - количество ударов, необходимое для погружения конуса также на заданное расстояние по глубине.

В результате статического зондирования строятся графики зависимости удельного сопротивления погружению конуса с углом при вершине 60° в зависимости от глубины залегания грунтов, в которые он вдавливается. При этом боковое сопротивление погружению штанги, на которую насажен конус, исключается.

В результате динамического зондирования строятся графики зависимости количества ударов для погружения стандартного конуса (на 10 см) или пробоотборника в зависимости от залегания тех или иных пластов грунта .

Рис. Интерпретация результатов зондирования по глубине, м:

а - статического; б - динамического

После проведения зондирования выявляются слабые слои грунтов основания и дается не только качественная, но и количественная оценка сопротивления грунтов внедрению конуса.

Компрессионные испытания - наиболее распространенной вид лабораторных исследований грунтов. На компрессионное сжатие (одноосное сжатие) образец грунта испытывается в металлическом кольце. При действии вертикального давления p обеспечивается деформирование грунта только в вертикальном направлении, без возможности его бокового расширения. При такой схеме имеет место только компрессия, т.е. уплотнение образца без его разрушения. Одометр - прибор, служащий для определения сжимаемости грунта. Деформации в одометре

в озможны только в вертикальном направлении,

горизонтальные деформации отсутствуют.

Вертикальное напряжение изменяется ступенями и

является известным, боковые напряжения реактивные

Рис.Схема одометра (компрессионного прибора)

и остаются неизвестными. Деформации измеряются в зависимости от усилия, приложенного на штамп.

• Трехосное сжатие образцов.

Особенностью таких испытаний в стабилометрах является равномерное боковое сжатие образца, т.е. равенство боковых главных напряжений. В стабилометрах изменение объема образца определяется по объему жидкости, поступающей в камеру прибора или выходящей из нее, с помощью вольюметров.с помощью указанных приборов легко можно наблюдать развитие деформаций сдвига с уплотнением и разрыхлением грунта.

Рис. Стабилометр: а - условия нагружения; б - схема испытания (после достижения всестороннего давления свободное боковое расширение при увеличивающемся вертикальном давлении); в - после осуществления всестороннего обжатия давлением p0 испытание при отсутствии боковых деформаций по схеме одометра

• Штамповые испытания.

Рис. Штамповые испытания грунта в котловане в полевых условиях.

Штамповые испытания заключаются в том, что штамп - круглая плита - устанавливается на дно котлована на предварительно зачищенную и разровненную поверхность грунта, после чего загружается ступенями нагрузки. Последующая ступень нагрузки прикладывается после затухания осадки от предыдущей ступени. По линейному участку зависимости осадки , см, от нагрузки , МПа, устанавливается модуль деформации . Основным достоинством этого вида испытаний является то, что они ведутся непосредственно в грунтовом массиве. При испытаниях жесткими штампами требуется тщательная их установка на грунт с прилеганием по всей поверхности. Штамповые испытания производятся также в скважинах. В этом случае штамп устанавливается в забое скважины. Применяются также винтовые штампы.

Прессиометрические испытания.

П рессиометр представляет собой закрытый цилиндр с резиновой боковой поверхностью в который подается давление и измеряется увеличение диаметра цилиндра (после стабилизации). По отношению / устанавливается по линейному участку диаграммы величина модуля деформации . В обычных случаях для вычисления нужно знать коэффициент Пуассона грунта. Мы получаем при этом испытании модуль деформации в горизонтальном, а не в вертикальном направлении, в то время как в грунтах, являющихся природными образованиями, деформируемость в горизонтальном и вертикальном направлениях может быть разной (проявляется анизотропия).