Предварительное уплотнение образцов грунта

Составители: канд. техн. наук Б.С. Юшков, А.С. Сергеев

УДК 624.131.137 П71

Рецензент

канд. техн. наук, доцент А.М. Бургонутдинов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

П71 Предварительное уплотнение образцов грунта : метод. указания к выполнению лабораторных работ / сост. Б.С. Юшков, А.С. Сергеев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2015. – 14 с.

Даются рекомендации по доведению давления на образец грунта до напряжения, которое было в природном состоянии, для дальнейших испытаний методом одноплоскостного среза по консолидированнодренированной схеме.

Предназначено для студентов, магистров, аспирантов, преподавателей строительных специальностей «Строительство автомобильных дорог», «Мосты и транспортные тоннели».

УДК 624.131.137

© ПНИПУ, 2015

3

ВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология и инженерно-геологические изыскания – это ряд исследований, обеспечивающих изучение инженерногеологических условий района (площадки, участки, трассы) предполагаемого места строительства, включая рельеф местности, сейсмотектонические, геоморфологические и гидрогеологические процессы, геологическое строение и составление прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий при взаимодействии данных объектов с геологической средой. Инженерно-геологические изыскания необходимы также для получения материалов для обоснования проектной подготовки строительства.

В состав инженерно-геологических изысканий входят:

–сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;

–маршрутныенаблюдения (рекогносцировочноеобследование);

–проходка горных выработок;

–геофизические исследования;

–полевые исследования грунтов;

–стационарные наблюдения;

–лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

–обследование грунтов оснований существующих зданий и сооружений;

–камеральная обработка материалов;

–составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

–оценка опасности и риска от геологических и инженерногеологических процессов;

–составление технического отчета.

Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде, и в первую очередь в породах, в процессе строительства и при экс-

4

плуатации сооружений. В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть спроектировано, построено и надежно эксплуатироваться (а впоследствии ликвидировано или реконструировано) без достоверных и полных инженерно-геологических материалов.

Всё это определяет основные задачи, которые стоят перед ин- женерами-геологами в процессе изыскательских работ еще до начала проектирования объекта (при принятии решения о строительстве, об инвестировании проекта и т.п.), а именно:

–выбор оптимального (благоприятного) в геологическом отношении района (площадки) строительства данного объекта;

–выявление инженерно-геологических условий в целях определения наиболее рациональных конструкций фундаментов и объекта в целом, а также технологии производства строительных работ;

–выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и сооружениям инженерной защиты территорий и охране геологической среды при строительстве и эксплуатации сооружений.

1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после инструктажа по технике безопасности.

2.Инструктаж производится по имеющимся в лаборатории инструкциям по безопасному проведению лабораторных работ.

3.До выполнения работ на установке, приборе необходимо внимательноознакомиться сосновнымиправиламиихэксплуатации.

4.Нельзя загромождать рабочее место предметами, ненужными для выполнения данной работы.

5.Во время выполнения лабораторных работ нельзя ходить без дела по лаборатории, отвлекать внимание товарищей, опираться на установки и приборы.

5

6.При работе в лаборатории необходимо выполнять только ту работу, которую выбрал руководитель. Категорически запрещается выполнять другие виды работ.

7.Нельзя оставлять без наблюдения свою работу, так как это может привести к несчастному случаю.

8.Запрещается для выполнения работ оставаться в лаборатории одному. Обязательное присутствие второго лица необходимо для оказания первой помощи выполняющему работы при несчастном случае.

9.Если с кем-то из студентов произошел несчастный случай, необходимо немедленно сообщить об этом руководителю работ.

10.О неполадках в лабораторном оборудовании следует немедленно сообщить руководителю работ.

11.После окончания работ нужно привести в порядок рабочее место и доложить об окончании работ преподавателю.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель лабораторной работы: довести давление на образец грунта до напряжения, которое было в природном состоянии, для дальнейших испытаний методом одноплоскостного среза по консо- лидированно-дренированной схеме.

1.Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез.

2.Предварительное уплотнение образца при консолидирован- но-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.

3.При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее

кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром).

6

Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

3. ОБЩИЙ ВИД УСТАНОВКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УПЛОТНЕНИЯ ГТ 1.2.5

Прибор предназначен для предварительного уплотнения образцов грунта под воздействием нормального давления для дальнейшего испытания данных образцов методом одноплоскостного среза по консолидировано-дренированной схеме в соответствии с ГОСТ 12248–2010 «Методы лабораторных характеристик прочности и деформируемости».

Размеры уплотняемого образца грунта, не более:

–диаметр 71,4 мм;

–высота 35 мм;

–площадь поперечного сечения 40 см2. Максимальное давление уплотнения грунта 0,6 МПа.

Способ приложения вертикальной нагрузки – статический, сту-

пенями.

Величина максимальной нагрузки не более 2,4 кН. Относительная погрешность задания вертикальной нагрузки

не более ±2 %.

Диапазон измерений вертикальной деформации 0–10 мм. На передней панели расположены:

–регуляторы вертикальной нагрузки для задания вертикальной нагрузки;

–индикаторы вертикальной нагрузки для контроля вертикальной нагрузки;

– штуцер «Пневмосеть 0,6 МПа» для подключения изделия к сети питания сжатым воздухом.

Внешний вид изделия приведен на рис. 1.

7

Рис. 1. Внешний вид установки: 1 – одометр; 2 – емкость; 3 – рама

4. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА УСТАНОВКИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УПЛОТНЕНИЯ ГТ 1.2.5

1.Рама нагрузочная предназначена для создания вертикального усилия сжатым воздухом тремя независимыми пневматическими цилиндрами.

2.Рама нагрузочная состоит:

–из основания;

–плиты;

–передней панели;

–индикатора часового типа – 3 шт.;

–пневматического цилиндра – 3 шт. (рис. 2 и 3).

8

Рис. 2. Передняя панель устройства: 1 – основание; 2 – индикатор часового типа; 3 – винт; 4 – штуцер; 5 – лицевая панель; 6 – индикатор вертикальной нагрузки; 7 – регулятор вертикальной нагрузки; 8 – шток; 9 – болт

3.К основанию рамы стойками крепится плита с установленными на ней пневматическими цилиндрами.

4.На передней панели расположены:

–регуляторы вертикальной нагрузки для задания вертикальной нагрузки;

–индикаторы вертикальной нагрузки для контроля вертикальной нагрузки (см. рис. 2).

5. Индикатор часового типа ИЧ 10 предназначен для изменения вертикальных деформаций.

6. Индикатор часового типа зафиксирован винтом в хомуте и прикреплен к штоку пневматического цилиндра (см. рис. 3).

9

Рис. 3. Установка (вид сбоку): 1 – основание; 2 – емкость; 3 – стойка; 4 – плита; 5 – пневматический цилиндр; 6 – индикатор вертикальной нагрузки; 7 – регулятор вертикальной нагрузки; 8 – штуцер; 9 – винт; 10 – индикатор часового типа

7.Одометр, предназначенный для передачи усилия от нагрузочной рамы к образцу грунта, состоит из кольца, перфорированного поршня, режущего кольца, перфорированного дна (рис. 4).

8.Емкость с одометром устанавливается в ячейку на основание нагрузочной рамы.

10