Лабораторная работа №3 Определение характеристик сжимаемости песка (компрессионные испытания)

1. Цель работы:

Определение компрессионных характеристик песка /кривые компрессии и декомпрессии, коэффициент сжимаемости, модуль деформации/. Песок тот же, что в работе №1.

2. Приборы и оборудование:

1. Контрольно-фильтрационный прибор «ЛЕНГИДЭП-53». Схема прибора изображена на рис. 3.1.

2. Деревянная трамбовка.

3. Технические весы.

3. Порядок выполнения работы.

1. Поместить в гнездо прибора /d= 70мм, h_к =16,3мм/ испытываемый грунт естественной плотности.

Ввиду трудности взятия образца песка естественной плотности поступают так: отвешивают количество песка Р=V_к γ_ск;

где V_к =62.6см³ – объем кольца, γ_ск – удельный вес сухого песка естественной плотности /из работы №1/. Засыпают этот песок слоями в прибор /с легким трамбованием/ так, чтобы кольцо было точно и без остатка заполнено.

2. Установить штамп, закрепить индикатор и приложить обжимающую нагрузку ступенями через рычаг с соотношением плеч 1:20 при интенсивности давления штампа = 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 и 0.5 МПа. После каждой ступени нагрузки замерить стабилизированную осадку S_i . По окончании нагружения произвести разгрузку в обратном порядке для получения кривой декомпрессии. Данные занести в таблицу.

3.Обработать полученные результаты. Зная осадку S_i и начальную высоту слоя грунта h_к =16,3мм, вычислить коэффициент пористости e_i , соответствующий нагрузке по формуле:

=

где , а - высота, которую имел бы абсолютно плотный грунт в кольце / = /

Значения и принимаются из работы №1.

Построить кривые компрессии и декомпрессии.

4. Вычислить коэффициент сжимаемости а в диапазоне измерения нагрузки от 0.15 МПа до 0.2 МПа по формуле:

то есть коэффициент сжимаемости равен отношению изменения коэффициента пористости к величине действующего давления.

В лабораторных условиях применяют компрессионные приборы (одометры), в которых образец грунта сжимается без возможности бокового расширения. Модуль деформации вычисляют на выбранном интервале давлений Δр = p₂ – p₁ графика испытаний по формуле:

где e₀ — начальный коэффициент пористости грунта; β — коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в приборе и назначаемый в зависимости от коэффициента Пуассона v (табл. 1.15); а — коэффициент сжимаемости (уплотнения).

5. Определить компрессионный модуль деформации по формуле:

Е=β

где β -безразмерный коэффициент, равный 0.8

Рис. 3.1. Схема компрессионного прибора:

1-кольцо; 2- штамп; 3- рычаг с рамкой; 4- индикатор

Рис. 3.2. Компрессионная кривая

Давление р₁ соответствует природному, а р₂ — предполагаемому давлению под подошвой фундамента.

Значения модулей деформации по компрессионным испытаниям получаются для всех грунтов (за исключением сильносжимаемых) заниженными, поэтому они могут использоваться для сравнительной оценки сжимаемости грунтов площадки или для оценки неоднородности по сжимаемости.

Рис. 1.4 Кривая испытания грунта на сжатие в компрессионном приборе