ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

5.6.1.6. Испытание для определения

характеристик набухания проводят до прекращения

поглощения образцом грунта воды (или раствора), а

усадки - до полной потери им влажности. При усадке

испарение воды (или раствора) из образца грунта не

должно вызывать образования на нем усадочных

трещин.

5.6.1.7. Свободное набухание определяют

испытанием одиночного образца грунта.

Набухание под нагрузкой определяют

испытанием партии идентичных образцов, вырезаемых

из одного монолита грунта, путем обжатия их

давлением и последующего водонасыщения.

5.6.2. Оборудование и приборы

5.6.2.1. В состав ПНГ должны входить следующие

основные узлы и детали:

- основание прибора, рабочее кольцо с

внутренним диаметром по

5.6.1.4

, вкладыш-шаблон

(для выдавливания части образца из рабочего кольца),

обеспечивающий высоту образца в кольце не менее 10

мм, перфорированный верхний штамп,

перфорированный поддон, ванночка для жидкости;

- устройство для измерения вертикальных

деформаций образца.

5.6.2.2. Конструкция ПНГ должна обеспечивать:

- неподвижность рабочего кольца при испытании;

- подачу воды к образцу снизу и ее отвод;

- вертикальное давление от штампа,

измерительного оборудования, расположенного на нем,

и других неуравновешенных деталей не более 0,0006

МПа.

5.6.2.3. Для определения набухания грунта под

нагрузкой используют компрессионные приборы по

5.4.2.1

5.4.2.2

5.6.2.4. Для определения усадки грунтов

необходимо иметь:

- рабочее кольцо компрессионного прибора

внутренним диаметром по

5.4.1.4

;

- предметное стекло, покрытое тонким ровным

слоем парафина;

- емкость с крышкой (стеклянный колпак или

эксикатор) объемом не более 1 л для сушки образцов;

- штангенциркуль;

- микрометр.

5.6.2.5. Компрессионные приборы тарируют на

сжатие с помощью металлического вкладыша по

5.4.2.3

Тарировку проводят при трехкратном нагружении

прибора, каждый раз с заменой фильтров на новые.

По результатам тарировки компрессионного

прибора следует составить таблицу величин
деформаций

при различных давлениях.

Для тарировки ПНГ в рабочее кольцо следует

заложить два бумажных фильтра, установить

устройство для измерения вертикальных деформаций

образца, замочить фильтры и зарегистрировать
деформацию

. Для конкретной партии фильтров

поправку

принимают как среднеарифметическое

значение деформаций трех пар фильтров.

5.6.3. Подготовка к испытанию

5.6.3.1. Образцы грунта изготавливают с учетом

требований

5.6.1.4

5.6.3.2. При определении свободного набухания

часть образца с помощью вкладыша-шаблона

выдавливают из рабочего кольца и срезают ножом так,

чтобы высота оставшегося образца была не менее 10

мм.

5.6.3.3. Образец грунта в рабочем кольце

покрывают с двух сторон фильтрами и помещают:

а) при определении свободного набухания - в

ПНГ;

б) при определении набухания под нагрузкой - в

компрессионный прибор.

Затем проводят следующие операции:

- регулируют механизм нагружения образца в

компрессионном приборе;

- устанавливают устройства для измерения

вертикальных деформаций образцов;

- записывают начальные показания устройств.

5.6.3.4. При испытании грунта на усадку образец

грунта извлекают из кольца и помещают на предметное

стекло, покрытое тонким ровным слоем парафина.

Затем измеряют высоту в центре образца, а его

диаметр - по трем, заранее размеченным

направлениям. Результаты измерений записывают в

журнал испытаний.

Попадание прямых солнечных лучей на образцы

грунта во время испытаний усадки не допускается.

5.6.3.5. Характеристики набухания глинистого

грунта нарушенного сложения следует определять на

образцах с заданными значениями плотности и

влажности.

5.6.3.6. При определении характеристик усадки

грунта нарушенного сложения следует применять

образец грунта влажностью, на 5% - 10% превышающей

влажность грунта на границе текучести. Грунт

выдерживают в пустом эксикаторе в течение суток.

Затем при помощи шпателя заполняют грунтом рабочее

кольцо, внутренняя поверхность которого

предварительно смазана тонким слоем технического

вазелина. Образование пустот при подготовке образца

не допускается.

Приготовленный образец на предметном стекле

помещают под стеклянный колпак или в емкость с

крышкой. За начальные размеры образца принимаются

размеры кольца по высоте и внутреннему диаметру.

5.6.4. Проведение испытания

5.6.4.1. При определении свободного набухания в

ПНГ подают жидкость снизу образца и регистрируют

развитие деформаций во времени по показаниям

индикаторов деформаций.

5.6.4.2. Для определения зависимости набухания

грунтов от нагрузки и давления набухания испытывают

партию образцов, передавая на них различные

давления по следующей программе. На первом

компрессионном приборе давление должно быть около

0,0025 МПа, что соответствует давлению от штампа и

смонтированного на нем измерительного оборудования,

на втором - 0,025 МПа, на третьем - 0,05 МПа, на

четвертом - 0,1 МПа. На последующих приборах

давление повышают на 0,1 - 0,2 МПа до необходимых

пределов (см.

5.6.1.3

После нагружения образцов грунта в

компрессионных приборах их выдерживают до условной

стабилизации деформаций (см.

5.4.4.6

), после чего

образцы замачивают, залив жидкость в поддон.

Примечание. Давление набухания допускается

определять, измеряя возникающее усилие набухания

замоченного образца путем компенсации деформаций

набухания ("компенсационный метод").

5.6.4.3. После замачивания образцов как при

свободном набухании, так и в компрессионных приборах

регистрируют деформации через 5; 10; 30; 60 мин,

далее через 2 ч в течение рабочего дня, а затем в

начале и конце рабочего дня до достижения условной

стабилизации деформаций.

В случае отсутствия набухания замачивание

проводят в течение трех суток.

За начало набухания принимают относительную

деформацию

, превышающую 0,001.

5.6.4.4. За критерий условной стабилизации

деформаций свободного набухания грунтов или

деформаций набухания под нагрузкой при данной

ступени давления в компрессионных приборах следует

принимать деформацию не более 0,01 мм за 16 ч.

5.6.4.5. После завершения набухания образца

необходимо слить жидкость из прибора, кольцо с

влажным грунтом (без фильтров) взвесить, провести

контрольное измерение высоты образца грунта в кольце

и определить влажность грунта.

5.6.4.6. Испытание для определения усадки

грунта проводят в три этапа.

На первом и втором этапах испытания измерение

высоты, диаметра и массы образца грунта,

помещенного в эксикаторе, проводят не реже двух раз в

сутки и результаты заносят в журнал испытаний.

Критерием условного завершения испытания на

первом этапе является отсутствие изменений в

линейных размерах образцов в двух последовательных

измерениях.

На втором этапе сушку образца грунта проводят

на воздухе.

Критерием условного завершения испытания на

втором этапе, после пяти-шести измерений, является

отсутствие изменений в массе образца грунта.

На третьем этапе сушку образца грунта проводят

в термостате при температуре (105 +/- 2) °C в

соответствии с требованиями

ГОСТ 5180

до постоянной

массы и в конце испытания проводят контрольное

измерение линейных размеров образца грунта.

5.6.5. Обработка результатов

5.6.5.1. По результатам испытаний грунта в ПНГ

или компрессионных приборах вычисляют:

- абсолютную деформацию образца грунта

мм, как разность среднеарифметических значений
конечных

и начальных

показаний индикаторов

деформаций за вычетом поправки на деформацию
компрессионного прибора и фильтров при набухании
(см.

5.6.2.5

);

- относительную деформацию образца

с точностью 0,001, где h - начальная высота образца.

5.6.5.2. По вычисленным значениям при

испытании в компрессионных приборах строят график

зависимости относительных деформаций набухания от
вертикального давления

(см. Приложение

Н,

раздел Н.1

). Точки графика, соответствующие

различным давлениям, соединяют плавной кривой.

Значение давления, соответствующее точке

пересечения кривой с осью давления p (см.

график 1

раздела Н.1

Приложения Н) или точке предполагаемого

пересечения продолжения кривой графика
с осью давления p (см.

график 2 раздела Н.1

Приложения Н), равно давлению набухания

5.6.5.3. По результатам испытаний усадки

вычисляют:

- объем грунта на каждый момент измерения по

формуле

, (5.41)

где

- диаметр образца в момент измерения,

определенный как среднеарифметическое значение

измерений в трех направлениях, см;

- высота образца в момент измерения, см;

- влажность грунта на каждый момент измерения,

вычисляемую по формуле

, (5.42)

где

- масса образца грунта на момент

измерения, г;

g - масса образца сухого грунта, г;

- относительную усадку

по высоте, диаметру и

объему по формулам соответственно:

; (5.43)

; (5.44)

, (5.45)

где h, d, V и

- начальные и конечные

значения высоты, диаметра, см, и объема образца

грунта, см3, соответственно.

5.6.5.4. По вычисленным значениям объема и

влажности на каждый момент времени строят графики

зависимости изменения объема образца от влажности V

= f(w) (см. Приложение Н,

раздел Н.2

За влажность на пределе усадки

принимают

влажность, соответствующую точке перегиба графика V

= f(w) (см.

график 1 раздела Н.2

Приложения Н).

Допускается нахождение точки перегиба путем

восстановления перпендикуляра к графику из точки

пересечения касательных к двум ветвям кривой (см.

график 2 раздела Н.2

Приложения Н), соответствующим

первому и второму этапам сушки образца.

6. Методы определения характеристик прочности

и деформируемости мерзлых грунтов

6.1. Метод испытания шариковым штампом

6.1.1. Сущность метода

6.1.1.1. Испытание мерзлого грунта шариковым

штампом проводят для определения предельно

длительного значения эквивалентного сцепления

мелких и пылеватых песков (кроме сыпучемерзлых)

и глинистых грунтов с содержанием органического

вещества для указанных видов грунтов не более 10%.

6.1.1.2. Предельную длительность

эквивалентного сцепления определяют по глубине

погружения шарикового штампа в образец грунта от

заданной постоянной нагрузки при заданной

температуре испытаний: для незасоленных грунтов от

до минус 5 °C; для засоленных от

до минус 8 °C, где

- температура

начала замерзания грунта.

6.1.1.3. Для испытаний используют образцы

мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной

влажностью и льдистостью. Толщина прослоек льда в

образце должна быть не более 2 мм, а льдистость

. При большей льдистости необходимо

увеличение диаметра шарикового штампа и колец в

соответствии с

4.5

ГОСТ 30416.

Образцы должны иметь форму цилиндра

диаметром не менее 70 и высотой не менее 35 мм.

6.1.2. Оборудование и приборы

6.1.2.1. В состав установки для испытаний

мерзлого грунта шариковым штампом входят:

- стержень с шариковым штампом диаметром (22

+/- 2) мм;

- опорная плита с подвижным столиком;

- плоский штамп для предварительного обжатия

образца грунта;

- рабочее кольцо для отбора грунта;

- механизм для вертикального нагружения

образца грунта;

- устройство для измерения глубины погружения

шарикового штампа.

Принципиальная схема установки приведена в

Приложении П

. Наряду с рычажным допускается

применять прибор с одноштоковым загружением.

6.1.3. Подготовка к испытанию

6.1.3.1. Образец грунта изготавливают с учетом

требований

6.1.1.3

6.1.3.2. После выдерживания образца в рабочем

кольце при температуре испытания в течение 12 ч

проводят в течение 15 с обжатие образца плоским

штампом, на который передают давление, равное

напряжению от собственного веса грунта на глубине

отбора образца. После обжатия образец разгружают.

6.1.3.3. Образец грунта в рабочем кольце

помещают на подвижный столик установки и проводят

следующие операции:

- покрывают образец защитным кружком из

глянцевой парафинированной бумаги или

полиэтиленовой пленки, в котором должно быть

вырезано отверстие диаметром, на 2 - 3 мм

превышающим диаметр шарикового штампа;

- устанавливают на образец грунта шариковый

штамп и центрируют его, фиксируя момент касания

шариком поверхности грунта по показаниям устройств

для измерения деформаций образца грунта;

- закрепляют стержень штампа стопорным

винтом;

- записывают начальные показания устройств или

включают автоматическую запись.

6.1.4. Проведение испытания

6.1.4.1. К образцу грунта плавно, не допуская

ударов, прикладывают постоянную нагрузку.

Ориентировочную нагрузку принимают в зависимости от

состояния грунта в соответствии с таблицей 6.1.

Таблица 6.1

Ориентировочные значения нагрузки на шариковый штамп

┌──────────────────────────┬──────────────────────────────┬───────────────┐

│ Вид грунта │ Состояние мерзлого грунта │ Нагрузка, Н │

├──────────────────────────┼──────────────────────────────┼───────────────┤

│Мелкие пески и супеси │ Пластичномерзлый │ 40 │

│ ├──────────────────────────────┼───────────────┤

│ │ Твердомерзлый │ 50 │

│Глины и суглинки │ Пластичномерзлый │ 20 │

│ ├──────────────────────────────┼───────────────┤

│ │ Твердомерзлый │ 30 │

└──────────────────────────┴──────────────────────────────┴───────────────┘

6.1.4.2. Значение нагрузки на шариковый штамп

уточняют из условия

, (6.1)

где

- диаметр шарикового штампа, см;

- глубина погружения шарикового штампа в

образец грунта через 15 мин после приложения

нагрузки, см.

При несоблюдении условия выражения (6.1)

следует провести корректировку нагрузки. Если осадка

превышает рекомендуемое значение или не достигает

его, то нагрузку следует соответственно уменьшить или

увеличить и опыт повторить заново с учетом

6.1.4.6

6.1.4.3. Испытание проводят в ускоренном и

длительном режиме. Показания приборов для

измерения вертикальной деформации образца при

испытании в ускоренном режиме (8 ч) снимают через 1;

5; 10; 15; 20; 30 и 60 мин после приложения нагрузки,

затем не реже чем через 2 ч - в течение 8 ч, далее при

длительном испытании - два раза в сутки (в начале и

конце рабочего дня) до условной стабилизации

деформации или ведется автоматическая запись с

интервалами не реже чем перечисленные.

6.1.4.4. Для каждого вида грунта рекомендуется

провести серию, состоящую не менее чем из шести

восьмичасовых опытов (для одного значения

температуры). Один, а при обосновании два-четыре

опыта из каждой серии оставляют в качестве

длительных.

6.1.4.5. Испытание заканчивают через 8 ч после

начала опыта (при ускоренных испытаниях) или после

достижения условной стабилизации глубины

погружения шарикового штампа при длительных

испытаниях. За критерий условной стабилизации

деформации принимают приращение вертикальной

деформации, не превышающее 0,01 мм за 12 ч.

6.1.4.6. Испытания на том же образце могут быть

проведены при соблюдении следующего условия: центр

места нового погружения шарикового штампа должен

отстоять от границ предыдущих отпечатков шарика и

края образца не менее чем на половину диаметра

шарика.

6.1.4.7. В процессе испытания фиксируют глубину

погружения в грунт шарикового штампа при заданной

нагрузке во времени, а также температуру испытаний.

6.1.5. Обработка результатов

6.1.5.1. По показаниям устройств для измерения

деформаций определяют глубину погружения

шарикового штампа в грунт в конце испытания (через 8

ч при ускоренном режиме испытания или по достижении

условной стабилизации деформации).

6.1.5.2. Предельно длительное значение

эквивалентного сцепления мерзлого грунта

, МПа,

определяют с точностью 0,01 МПа по формуле

, (6.2)

где F - нагрузка на шариковый штамп, кН;

- диаметр шарикового штампа, см;

- глубина погружения в грунт шарикового

штампа в конце испытания, см;

k - безразмерный коэффициент, равный 1 при

испытаниях до условной стабилизации деформации, и

0,8 - при ускоренном режиме.

6.1.5.3. Для практических расчетов предельно

длительного значения эквивалентного сцепления по

данным восьмичасовых испытаний допускается в

формуле (6.2)

пользоваться безразмерным переходным

коэффициентом

, получаемым из соотношения

, (6.3)

где

- предельно длительное значение

эквивалентного сцепления, полученное по результатам

длительных испытаний;

- предельно длительное значение

эквивалентного сцепления, полученное по результатам

восьмичасовых испытаний.

6.2. Метод одноплоскостного среза по

поверхности смерзания

6.2.1. Сущность метода

6.2.1.1. Испытание мерзлого грунта методом

одноплоскостного среза по поверхности смерзания

проводят для определения следующих характеристик

прочности: сопротивления срезу (а при необходимости

также угла внутреннего трения и удельного сцепления,

см.

5.1

) мерзлого грунта, грунтового раствора и льда по

поверхности их смерзания с материалом фундамента
или другим твердым материалом

, сопротивления

срезу мерзлого грунта по поверхности смерзания с
другим грунтом или грунтовым раствором

сопротивления срезу льда по поверхности смерзания с
грунтом или грунтовым раствором

Данным методом испытывают пески (кроме

сыпучемерзлых) и глинистые грунты с содержанием

органических веществ в обоих видах грунтов не более

10% при температурах, указанных в

4.5

6.2.1.2. Эти характеристики определяют по

результатам испытаний образцов грунта в

одноплоскостных срезных приборах с фиксированной

плоскостью среза путем приложения к образцу грунта,

смороженного с образцом материала фундамента,

грунтовым раствором или льдом, срезающей нагрузки

при одновременном нагружении образца нагрузкой,

нормальной к плоскости среза.

6.2.1.3. Предельно длительные значения

сопротивления срезу мерзлого грунта по поверхности
смерзания

или

определяют как

наибольшие касательные напряжения, при которых

произошла стабилизация деформации среза образца

при заданном нормальном напряжении.

6.2.1.4. Для испытаний используют образцы

грунта или грунтового раствора ненарушенного и

нарушенного сложений.

Образцы должны иметь форму цилиндра

диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/2 до 1/3

диаметра.

6.2.1.5. Диаметр образца материала должен быть

равным диаметру образца грунта.

6.2.2. Оборудование и приборы

6.2.2.1. В состав установки для испытания

мерзлого грунта методом одноплоскостного среза по

поверхности смерзания должны входить:

- срезной прибор с фиксированной плоскостью

среза;

- рабочее кольцо для образца грунта, грунтового

раствора, льда с внутренними размерами по

6.2.1.4

;

- формы для смораживания образца грунта с

материалом фундамента, грунтовым раствором, льдом

и грунтом;

- механизмы для создания срезающей и

нормальной нагрузок;

- устройства для измерения деформаций

образца.

КонсультантПлюс: примечание.

В официальном тексте документа, видимо, допущена

опечатка: раздел П.1 в Приложении П отсутствует.

Принципиальная схема срезного прибора

приведена в разделе П.1

Приложения П

6.2.2.2. Конструкция срезного прибора должна

обеспечивать возможность приложения удельной

срезающей нагрузки не менее 0,7 МПа для длительных

опытов и 1,5 МПа - для кратковременных.

6.2.2.3. Формы для смораживания изготавливают

из материала низкой теплопроводности (например, из

органического стекла). Толщина стенок колец формы из

органического стекла должна быть не менее 20 мм.

Конструкция формы должна обеспечивать

возможность одностороннего промораживания образца

через его торцевые поверхности и исключать отжатие и

отток воды из грунта при его промораживании.

КонсультантПлюс: примечание.

В официальном тексте документа, видимо, допущена

опечатка: раздел П.2 в Приложении П отсутствует.

Принципиальные схемы форм приведены в

разделе П.2

Приложения П

В форме первого типа подготавливают образцы

вида "грунт (грунтовый раствор, лед) - материал" для
определения значения

, в форме второго типа -

образцы вида "грунт - грунтовый раствор (лед, грунт)" -
для определения значений

(см.

6.2.1.1

6.2.3. Подготовка к испытанию

КонсультантПлюс: примечание.

В официальном тексте документа, видимо, допущена

опечатка: раздел П.2 в Приложении П отсутствует.

6.2.3.1. Образец грунта изготавливают с учетом

требований

6.2.1.4

и раздела П.2

Приложения П

6.2.3.2. Образец материала изготавливают с

учетом требований раздела П.2

Приложения П

диаметром, равным диаметру образца грунта, и

высотой, определяемой конструкцией срезного прибора.

6.2.3.3. Подготовленный к испытанию образец

помещают в срезную коробку прибора и проводят

следующие операции:

- закрепляют образец так, чтобы плоскость

смерзания располагалась в зазоре между подвижной и

неподвижной частями прибора, составляющем 1 - 2 мм;

- устанавливают на образец штамп для передачи

нормального давления и центрируют его;

- закрепляют устройства для измерения

деформаций образца грунта;

- устанавливают срезной прибор на станину под

пресс и центрируют;

- освобождают подвижную часть срезной коробки,

присоединяют к ней механизм для создания срезающей

нагрузки;

- записывают начальные показания устройств для

измерения деформаций образца и фиксируют время

начала испытания.

6.2.4. Проведение испытания

6.2.4.1. К образцу плавно, не допуская ударов,

прикладывают нормальную нагрузку и затем - первую

ступень срезающей нагрузки.

6.2.4.2. Значение нормального давления, при

котором проводят испытание, назначают в зависимости

от напряженного состояния грунтового массива с учетом

глубины залегания образца или определяют в

программе испытаний. При отсутствии данных это

давление принимают равным 0,1 МПа.

6.2.4.3. Значение первой ступени срезающей

нагрузки

и ступени последующего нагружения

кН, при испытаниях по определению значений

(см.

6.2.1.1

) следует устанавливать в

соответствии с заданием, а при его отсутствии -

определять на основании результатов предварительно

проведенных испытаний при непрерывном быстром

воздействии нагрузки по формуле

, (6.4)

где

- условно-мгновенное сопротивление

срезу, определяемое в соответствии с

6.2.1.1

6.2.4.9

6.2.5.1

, МПа;

- площадь смерзания образца, см2.

Далее увеличивают срезающую нагрузку

ступенями нагружения

, кН, значения которых при

отсутствии задания определяют по формуле

. (6.5)

6.2.4.4. При недостаточном количестве образцов

значения

, и

могут быть определены по

формулам:

Таблица 6.2

Значения касательного напряжения на первой ступени

нагружения при срезе

┌────────────────┬────────────────────────────────────────────────────────┐

│ Грунты │ Значение касательного напряжения тау , МПа, на первой │

│ │ 1 │

│ │ ступени нагружения при температуре образца грунта, °C │

│ ├─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┬────┬────┬─────┤

│ │ -1 │-1,5 │ -2 │-2,5 │ -3 │-3,5 │ -4 │ -6 │ -8 │ -10 │

├────────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴────┴────┴────┴─────┤

│ При определении R │

│ af │

├────────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬────┬────┬────┬─────┤

│Пески │0,09 │0,11 │0,14 │0,16 │0,18 │0,20 │0,23│0,26│0,31│0,35 │

│Глинистые грунты│0,07 │0,09 │0,11 │0,13 │0,14 │0,16 │0,18│0,21│0,24│0,27 │

│ При определении R │

│ sh │

│Пески │0,12 │0,15 │0,17 │0,19 │0,21 │0,22 │0,24│0,29│0,34│0,38 │

│Глинистые грунты│0,08 │0,10 │0,12 │0,13 │0,15 │0,16 │0,18│0,21│0,24│0,27 │

│ Примечания. 1. Значения тау при определении сопротивления срезу│

│ 1 │

│мерзлых грунтов, грунтовых растворов по поверхности смерзания R с│

│ af │

│металлическим материалом фундамента следует принимать с коэффициентом│

│0,7. │

│ 2. Значения тау при определении R при смораживании разнородных│

│ 1 sh │

│грунтов следует принимать для наименее прочного грунта. │

│ 3. Если на первой ступени нагружения наблюдается незатухающая│

│ползучесть, значения тау необходимо уменьшить в два раза. │

│ 1 │

└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘

Таблица 6.3

Приращение касательного напряжения

в зависимости от температуры грунта

┌───────────────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐

│Температура образца грунта ниже T , °C│ Приращение касательного │

│ bf │ напряжения Дельта тау, МПа │

├───────────────────────────────────────┼─────────────────────────────────┤

│ До -1 │ 0,01 │

│ От -3 до -1 │ 0,02 │

│ От -6 до -3 │ 0,03 │

│ Более -6 │ 0,04 │

└───────────────────────────────────────┴─────────────────────────────────┘

При определении значения

учитывают

уменьшение площади среза в течение испытания.

6.2.4.5. На каждой ступени нагружения

записывают показания устройств для измерения

деформации среза образца через интервалы времени,

принимаемые по

6.1.4.3

, до достижения условной

стабилизации деформации (см.

6.1.4.5

6.2.4.6. Если на очередной ступени нагружения

стабилизации деформации не наблюдается, то нагрузку

выдерживают до возникновения деформации с

постоянной скоростью, которая считается достигнутой,

если скорость в течение двух следующих друг за другом

12-часовых интервалов сохраняется постоянной.

6.2.4.7. Испытание прекращают, если

деформация с постоянной скоростью установлена не

менее чем для двух ступеней срезающей нагрузки.

6.2.4.8. После окончания испытания из зоны среза

отбирают пробы для определения влажности.

6.2.4.9. При проведении испытания при

непрерывном быстром возрастании нагрузки к образцу

плавно, не допуская ударов, прикладывают срезающую

нагрузку, увеличивая ее непрерывно и обеспечивая

такую постоянную скорость деформирования образца,

чтобы время от начала испытания до момента

разрушения образца составляло 20 - 40 с.

В процессе испытания проводят автоматическую

запись срезающей нагрузки, а при отсутствии системы
автоматической записи - фиксируют нагрузку

, кН, в

момент разрушения образца.

6.2.5. Обработка результатов

6.2.5.1. По результатам испытаний при

непрерывном быстром возрастании нагрузки

определяют условно-мгновенное значение

сопротивления срезу мерзлого грунта, льда по
поверхности смерзания

, МПа, по формуле

. (6.8)

6.2.5.2. В процессе испытаний строят график

зависимости деформаций грунта l от времени при

различных значениях касательного напряжения (см.

Приложение Р,

раздел Р.3

6.2.5.3. Предельно длительное значение

сопротивления срезу

определяют как

набольшее касательное напряжение, при котором

произошла стабилизация деформации образца при

заданном нормальном напряжении, по кривой
"деформация-нагрузка" и по графику

(см.

Приложение Р,

раздел Р.3

6.2.5.4. При определении значений

вводят поправку на трение в срезном приборе по

заранее построенной тарировочной кривой.

6.3. Метод одноосного сжатия

6.3.1. Сущность метода

6.3.1.1. Испытание мерзлого грунта методом

одноосного сжатия проводят для определения

следующих характеристик прочности и

деформируемости: предела прочности на одноосное
сжатие

, модуля линейной деформации E,

коэффициента поперечного расширения

коэффициента нелинейной деформации A,
коэффициента вязкости сильнольдистых грунтов

для

песков (кроме гравелистых и сыпучемерзлых) и

глинистых грунтов (кроме заторфованных видов

указанных грунтов) при температурах по

4.5

6.3.1.2. Характеристики по 6.3.1.1 определяют по

результатам нагружения образцов грунта вертикальной

нагрузкой в условиях свободного бокового расширения

с доведением образца до хрупкого разрушения или

достижения незатухающей ползучести.

6.3.1.3. Для испытаний используют образцы

мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной

влажностью и льдистостью.

Толщина прослоек льда в образце должна быть

не более 2 мм, а льдистость

При определении коэффициента вязкости

сильнольдистых грунтов толщина прослоек льда в

образце должна быть не более 10 мм.

6.3.1.4. Образцы должны иметь форму цилиндра

диаметром не менее 70 мм и соотношение диаметра и

высоты, равное 1/2 - 1/2,3. При обосновании

допускается применять образцы диаметром не менее

45 мм.

6.3.2. Оборудование и приборы

6.3.2.1. В состав установки для испытания

мерзлого грунта методом одноосного сжатия должны

входить:

- платформы (подвижная и неподвижная) с

набором приспособлений для установки и крепления

образца грунта;

- механизм для вертикального нагружения

образца;

- устройства для измерения продольных и

поперечных деформаций.

Принципиальная схема установки приведена в

Приложении С

6.3.2.2. Конструкция установки и механизма для

вертикального нагружения образца грунта должна

обеспечивать:

- возможность нагружения образца грунта

непрерывно при постоянной скорости деформирования

образца не менее 1 мм/с или ступени длительностью не

более 5 с;

- общую нагрузку на образец грунта не менее 15

кН;

- возможность относительной деформации

образца не менее 0,2.

6.3.3. Подготовка к испытанию

6.3.3.1. Образец грунта изготавливают с учетом

требований

6.3.1.3

6.3.1.4

6.3.3.2. Образец извлекают из кольца, помещают

между нижним и верхним штампами и проводят

следующие операции:

- закрепляют паровлагонепроницаемую оболочку

на боковых поверхностях штампов;

- образец со штампами помещают на нижнюю

неподвижную платформу установки и центрируют;

- закрепляют устройства для измерения

поперечных и продольных деформаций образца.

6.3.3.3. После выдерживания образца грунта в

установке проводят предварительное обжатие образца

давлением, равным напряжению от собственного веса

грунта на глубине отбора образца (но не более

половины условно-мгновенного значения предела

прочности на одноосное сжатие), в течение 15 с. Затем

образец разгружают, записывают показания приборов и

фиксируют время начала испытаний.

6.3.4. Проведение испытания при непрерывном

быстром возрастании нагрузки для определения

условно-мгновенного значения предела прочности на
одноосное сжатие

6.3.4.1. К образцу плавно, не допуская ударов,

прикладывают нагрузку, непрерывно увеличивая ее и

обеспечивая постоянную скорость деформирования

образца не менее 1 мм/с, или ступенями длительностью

не более 5 с.

6.3.4.2. Испытание должно продолжаться до

момента разрушения образца, если разрушение носит

хрупкий характер, или до момента, когда относительная
продольная деформация достигнет значения

если образец деформируется вязко, без видимых

признаков разрушения.

6.3.4.3. В процессе испытания проводят

автоматическую запись нагрузки на образец и его

деформаций. При отсутствии системы автоматической

записи фиксируют нагрузку и высоту образца грунта в

момент его разрушения или вязкого деформирования.

6.3.5. Проведение испытания на ползучесть для

определения предельно длительного значения предела
прочности на одноосное сжатие

и характеристик

деформируемости E,

, A

6.3.5.1. К образцу плавно, не допуская ударов,

прикладывают нагрузку, увеличивая ее равными

ступенями нагружения. Время приложения нагрузки на

каждой ступени должно быть не более 30 с. На каждой

ступени осевое напряжение в образце должно быть
постоянным

6.3.5.2. Нагрузку на образец грунта

, кН, на

каждой ступени нагружения определяют по формуле

, (6.9)

где

- средний диаметр образца грунта в момент

приложения очередной ступени нагружения, см.

6.3.5.3. Напряжение

, МПа, на каждой ступени

нагружения определяют по формуле

, (6.10)

где

- условно-мгновенное значение предела

прочности грунта на одноосное сжатие, определяемое

по результатам испытания при непрерывном быстром

возрастании нагрузки, МПа (см.

6.3.7.2

);

- порядковый номер ступени нагружения.

6.3.5.4. Значение

допускается определять по

формуле

, (6.11)

где R - расчетное сопротивление грунта под

подошвой фундамента, определяемое в соответствии с

Приложением Т

6.3.5.5. Для обеспечения постоянства осевого

напряжения в образце на каждой ступени нагружения
дополнительно увеличивают нагрузку

на

при

увеличении диаметра образца на 3% с момента начала

испытания или предшествующего догружения.

Значение

, кН, определяют по формуле

, (6.12)

где

- диаметр образца в момент догружения,

см;

- диаметр образца в момент приложения

ступени нагружения или предшествующего догружения,

см.

При обосновании допускается определять

изменение площади образца по формуле

, (6.13)

где

- диаметр образца в начале опыта, см;

- относительная продольная деформация

образца.

6.3.5.6. Продолжительность действия каждой

ступени нагружения должна быть 24 ч, при обосновании

- 48 ч и более.

6.3.5.7. На каждой ступени нагружения

записывают показания устройств для измерения

деформаций через интервалы времени, принимаемые

по

6.1.4.3

, и строят график зависимости продольной

деформации образца грунта от времени - кривую

ползучести (см. Приложение У,

рисунок У.1

ГОСТ 12248-2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости - часть 4