Метод кольцевого среза

В состав установки для испытания грунта кольцевым срезом должны входить:

- рабочий наконечник с распорным штампом и продольными лопастями;

- штанги;

- устройство для создания и измерения крутящего момента;

- устройство для создания и измерения нормального давления;

- устройство для измерения деформаций сжатия и среза грунта.

Конструкция установки должна обеспечивать:

- вдавливание продольных лопастей в грунт;

- фиксирование штанг на заданной глубине, исключающее самопроизвольное вертикальное перемещение продольных лопастей и штанг в процессе испытания;

- передачу и измерение нормального равномерного давления на распорный штамп;

- передачу и измерение ступенчатого или непрерывно возрастающего крутящего момента на продольные лопасти;

- градуировку измерительных устройств.

На установке монтируют приборы для измерения деформации сжатия и среза грунта. Распорный штамп нагружают ступенями нормальных давлений по 0,01 – 0,02 МПа до его соприкосновения со стенками скважины. При этом каждую ступень давления создают за 1 – 2 мин.

В момент соприкосновения распорного штампа определяют диаметр скважины после предварительного уплотнения грунта D₀.

При неконсолидированном режиме испытания необходимо передать сразу в одну ступень нормальные давления p, при которых будет производиться срез грунта. Значения p следует принимать по таблице 12-2 ГОСТ 20276-99.

Срез грунта при неконсолидированном режиме испытаний надлежит осуществлять за время не более 5 мин, считая с момента окончания приложения нормального давления.

При передаче касательной нагрузки ступенями они должны составлять не более 10 % нормального давления p, при котором производят срез, приложение ступеней должно следовать через каждые 15 – 30 с.

При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза следует принимать в интервале 5 – 20 мм/мин так, чтобы испытание было закончено в течение указанного времени.

В процессе испытания ведут журнал.

По данным испытания вычисляют максимальный крутящий момент М_max, кНсм по формуле M_max = nN_{max ,}где n – постоянная измерительного устройства, кН, N_max – максимальное показание измерительного устройства, см.

Сопротивление грунта срезу τ, МПа при каждом нормальном давлении вычисляют по формуле

τ = 2М_max/πD²H,

где D – диаметр кольцевой поверхности среза, см, определяемый по формуле

D = D₀+2m,

где D₀ – диаметр скважины после предварительного уплотнения грунта, см;

m – рабочая ширина лопасти, см;

H – высота распорного штампа.

Угол внутреннего трения φ и удельное сопротивление с определяют по графику τ=ƒ(p), построенному по результатам не менее чем трех испытаний грунта кольцевым срезом.

4.2.3. Испытания прочности пород в шурфах

Опытные сдвиги в горных выработках и строительных котлованах выполняют с целью определения:

- прочностных характеристик неоднородных пород, из которых затруднен отбор образцов ненарушенного сложения (трещиноватые или слабосвязанные песчано-глинистые образования);

- показателей прочности пород, для которых при лабораторных методах их получения эти показатели недостоверны (щебенистые и песчано-гравелистые отложения, неоднородные песчано-глинистые отложения и др.).

Показатели прочности применяют для расчета нормального давления по СНиП 2.02.01 – 83 (2000).