Проведення випробування.

1. В ПНГ наливають рідину і спостерігають за розвитком деформації протягом часу, фіксуючи показники індикатора у лабораторний журнал (додаток 7).

2. Ступені тиску при визначенні набухання ґрунту під навантаженням і тиску набухання повинні бути: на першому компресійному приладі – близько 0,0025 МПа (0,025 кгс/см²), що відповідає тиску від маси штампу і змонтованого на ньому вимірювального обладнання; на другому – 0,025 МПа (0,25 кгс/см²); на третьому – 0,05 МПа (0,5 кгс/см²); на четвертому – 0,1 МПа (1 кгс/см²) і надалі з інтервалом 0,1 – 0,2 МПа (1-2 кгс/см²) на кожний прилад до необхідних величин, передбачених програмою випробувань.

Після навантаження зразків ґрунту в компресійних приладах їх витримують до умовної стабілізації деформації, після чого зразки замочують.

3. Як при вільному набряканні, так і в компресійних приладах після замочування зразків записують деформації через 5, 10, 30, 60 хв., надалі через 2 год. протягом робочого дня, потім на початку і в кінці робочого дня до досягнення умовної стабілізації деформацій. За початок набрякання, слід приймати відносну деформацію s_sw, яка перевищує 0,001.

4. За критерій умовної стабілізації деформації вільного набухання ґрунтів або деформації набухання під навантаженням при даному шаблі тиску в компресійних приладах приймають деформацію не більше 0,01 мм за 16 годин.

5. Після завершення набрякання зразка ґрунту необхідно: злити воду з приладу; кільце з вологим ґрунтом (без фільтрів) зважити і провести контрольне вимірювання висоти зразка ґрунту в кільці; ґрунт з кільця висушити в термостаті при t 105±2 ºС. Всі результати записують у відповідний журнал випробувань (додаток 8).

6. Випробування усадки ґрунту виконують в три етапи.

На першому та другому етапі випробування вимірювання висоти, діаметра і маси зразка ґрунту, поміщеного в ексикатор, виконують не менше 2 разів за добу і результати занести в журнал (додаток 9).

Критерієм умовного завершення випробування на першому етапі є відсутність змін в лінійних розмірах зразків у двох послідовних вимірах.

На другому етапі сушіння зразка ґрунту виконують на повітрі.

Критерієм умовного завершення випробування на другому етапі, після 5-6 вимірів, є відсутність змін у масі зразка ґрунту.

На третьому етапі сушіння зразка ґрунту проводять в термостаті при температурі (105±2) ° С у відповідності до вимог [12] до постійної маси і в кінці випробування проводять контрольне вимірювання лінійних розмірів зразка ґрунту.

Обробка результатів випробувань

1. На основі записів у журналах (додаток 7 і 8) визначають:

- величину абсолютної деформації ґрунту (∆h) в мм, визначену як різницю середньоарифметичних значень кінцевих (п_і) і початкових (п₀) показників індикаторів з відніманням поправки r на деформацію приладів і фільтрів при набуханні (пункт 2 підготовки до випробувань).

- величину відносної деформації зразка ε_sw з похибкою 0,001 по формулі:

, (1.38)

де – абсолютна деформація зразка ґрунту, мм;

n_i – значення кінцевих показань індикаторів, мм;

n₀ – значення початкових показань індикаторів, мм;

r – поправка на деформацію приладів і зразків при набуханні, мм;

h – початкова висота зразка ґрунту, мм.

2. За величинами відносної деформації будують графік залежності відносних деформацій від вертикального тиску ε_sw = f(р) додаток 10. Точки графіка, які відповідають щаблям тиску, необхідно сполучити лекальною кривою.

Величина тиску набухання p_sw відповідає точці перетину кривої з віссю тиску p (рис. 1 додатку 10) або точки передбачуваного перетинання продовження кривої графіка ε_sw = f(р) з віссю тиску p (рис. 2 додатка 10).

3. За результатами випробувань усадки на основі записів у журналі випробувань (додаток 9) обчислюють:

- об’єм ґрунту V_i в кубічних сантиметрах на кожен момент вимірювання за формулою:

(1.39)

де d_і – діаметр зразка в момент вимірювання, визначений як середнє арифметичне значення вимірювань в трьох напрямках, см;

h_і – висота зразка в момент вимірювання, см;

- вологість ґрунту w у частках одиниці на кожен момент вимірювання за формулою:

, (1.40)

де m_і – маса зразка ґрунту на момент вимірювання, г;

m – маса зразка сухого ґрунту, г;

- усадку за висотою в сантиметрах, діаметром у сантиметрах та об’єму в кубічних сантиметрах за формулами відповідно:

, (1.41)

, (1.42)

, (1.43)

де h, d, V та h_fin, d_fin, V_fin – відповідно початкові і кінцеві значення висоти, діаметра, см і об’єму зразка ґрунту, см³.

4. За величинами об’єму і вологості на кожний момент часу будують графік залежності зміни об’єму зразка від вологості V = f(W) (додаток 11).

За величину вологості на межі усадки W_sw приймають вологість, яка відповідає точці перегину графіка V = f(W) (рис. 1 додатка 11).

За величину вологості на межі усадки W_sр приймають вологість, яка відповідає точці перегину графіку. Допускається знаходження точки перетину шляхом встановлення перпендикуляра до графіка з точки перетину дотичних до двох гілок кривої (див. графік 2, додатка 11), які відповідають першому та другому етапам висушування зразка.

Запитання для самоконтролю

1. Які показники характеризують набухання і усадку ґрунтів?

2. Які ґрунти випробують на набухання і усадку?

3. Які прилади використовуються для визначення характеристик набухання і усадки?

4. З якою метою виконують визначення характеристик набухання і усадки ґрунтів?

Лабораторна робота 6

Визначення швидкості розмокання грунту

Розмочуваність (швидкість розмокання ґрунтів) є характеристикою, що визначається в окремих випадках для ґрунтів, що можуть формувати селі, а також для селевих відкладень і просадочних ґрунтів [44]. Швидкість розмокання визначають на зразках ґрунтів з різною вологістю виготовлених на приладі стандартного ущільнення ґрунтів «Союздорнии».

Прилади та обладнання

Прилад «Союздорнии» для стандартного ущільнення ґрунтів трамбуванням ударами гирі масою 2,5 кг (25 Н), що падає з висоти 30 см (рис. 1.30); ваги електронні (рис. 1.2); шафа сушильна (рис. 1.3); сито з отворами 10 мм (рис. 1.21); ексикатор (рис. 1.4); ємкості металеві місткістю не менше 5 л; циліндри мірні місткістю 100 та 500 мл (рис. 1.22); бюкси малі; лопаточка-шпатель; штангенциркуль.