Методика определения

Необходимое оборудование: стабилометр, компрессор или гири, вода, образец грунта.

1. Образец цилиндрической формы с отношением сторон h к диаметру d, равным 2, заключается в тонкую резиновую оболочку и помещается в прозрачную камеру, заполненную водой. С помощью компрессора или гирь и плавающего поршня на воду передается заданное давление, равное боковому или вертикальному, σ₂, МПа.

2. Через шток с помощью гирь к образцу прикладывается вертикальное давление σ₁, которое должно превышать σ₂, поддерживаемое во время опыта постоянным.

3. Боковое давление создается постоянно с помощью воды.

4. Уравновешивается шток и замеряется индикатором вертикальная деформация образца за счет всестороннего обжатия, y, мм (см. рис. 7.2а).

Рис. 7.2. Схемы напряженного состояния грунтового образца

в стабилометре типа А:

а – компрессионное обжатие образца водой; б – приложение нагрузки к образцу ступенями; в – разрушение образца грунта по плоскости АВ.

5. К торцам грунта ступенями прикладывается вертикальная нагрузка Q=Σq, МПа (рис. 7.2б). Величина ступени принимается такой, чтобы возникающее давление составляло 0,01; 0,02 или 0,05МПа. Каждая ступень выдерживается до условной стабилизации.

Грунт сжимается до разрушения, которое происходит вследствие сдвига на наклонной площадке АВ (рис. 7.2в).

Затем таким же образом испытывается второй образец при другом значении бокового давления σ₂.

1. Для каждой ступени нагрузки определяется относительная вертикальная деформация:

λ_z=y/ ,

где: - высота образца, обжатого давлением σ₂, мм.

2. Определяется площадь поперечного сечения образца для каждой ступени нагрузки:

F₁= , см²

где: F₀ – площадь поперечного сечения образца до начала опыта, см².

3. Вычисляется дополнительное вертикальное давление для каждой ступени нагрузки:

q=Q/F₁, МПа

4. Строится график зависимости λ_z =f(q) (рис. 7.3а), по которому определяется q_пр (в конце прямолинейного наклонного участка) и соответствующего ему значения λ_пр.

Рис. 7.3. Графики результатов трехосного испытания грунта:

а – зависимость деформации образца от дополнительного вертикального давления (1 – кривая при боковом давлении q'; 2 – кривая при боковом давлении q''); б – предельные круги напряжений сжатия связного грунта.

5. Определяется модуль деформации при трехосном сжатии:

Е₀=q_пр/λ_пр

6. Строятся предельные круги напряжений (круги Мора), к ним проводится касательная, характеризующая явление среза для данного глинистого грунта (рис. 4.3б). С её помощью определяются угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с.

Для песков при с=0 угол внутреннего трения φ находится из выражения:

sinφ= ,

где: .

Литература

1. Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. - М.: Высшая школа, 1980.

2. Белый Л.Д. Инженерная геология. - М.: Высшая школа, 1985.

3. Зоценко М.Л., Коваленко В.И., Яковлев А.В., Петраков О.О., Швец В.Б., Школа А.В., Беда С.В., Винников Ю.Л. Инженерная геология. Механика грунтов, основания фундаментов. - Полтава: ПНТУ, 2004.

4. Митинский В.М, Новский А.В. Основы инженерных изысканий для строительства. Одесса: «Астропринт», 2000.

5. Митинский В.М., Барчукова Т.Н., Ересько Е.Г. Методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Инженерные изыскания» для строительных специальностей. - Одесса: Типография ОГАСА, 2000.

6. Митинский В.М., Карпюк И.А., Барчукова Т. Н., Ересько Е. Г. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Инженерная геология и основы механики грунтов» для подготовки студентов по направлению «Строительство» 6.092.100. Одесса: Типография ОГАСА, 2008.

39