Файл: Гохфельд Б.Л. Полевые методы испытаний грунтов.pdf

щей способностью, интенсивности (кривая а), грунт не успевает консолидироваться, в связи с чем эффект сдвигов начинает про­ являться при значительно меньших удельных давлениях. Эта ошибка приводит к искусственному снижению характеристик сжимаемости, однако она может быть вовремя обнаружена, так как четко проявляется на графике нагрузка—осадка: фаза,уп­ лотнения или отсутствует или фиксируется менее чем тремя точ­ ками.-

Значительно сложней проконтролировать отклонение в сторо­ ну неоправданного уменьшения величины ступени нагрузки (кривая в). Уплотнение малыми ступенями нагрузки создает благоприятные условия для консолидации грунта, в связи с чем фаза сдвигов может начаться при удельных давлениях, значи­ тельно превышающих фактический предел пропорциональности. Возможными признаками такого отклонения являются большое (>8) количество точек на прямолинейном участке графика на­ грузка—осадка, почти строгое размещение их по прямой, сту­ пенчатый характер графика осадка—время при постоянном давлении (рис. 6).

При обнаружении указанных отклонений в величину ступени нагрузки для всех последующих опытов должны быть введены соответствующие коррективы.

Вслучае, если эти отклонения существенно повлияли на ре­ зультат, опыт необходимо повторить. Во всех случаях величины ступени нагрузки должны соответствовать несущим способно­ стям грунта.

ВГОСТ 12374—66 для крупнообломочных, песчаных и связ­

ных грунтов, в зависимости от их физических характеристик, приводятся ориентировочные величины ступеней нагрузки. Для сыпучих грунтов эти величины сведены в табл. 1, для связных — в табл. 2.

Т а б л и ц а !

При исследовании сжимаемости торфа, слабых водонасыщенных глинистых грунтов, а также грунтов со значительными при­ месями органических остатков величины ступеней нагрузки дол­ жны быть более дробными, чем это указано в табл. 1, 2 (0,1 н-0,2 кг/см2). Для лессовидных грунтов, которые будут испытываться в условиях искусственного замачивания, величина ступе­ ней нагрузки принимается равной 0,25 кг/см2.

Во всех случаях величины ступеней должны корректировать­ ся согласно результатам анализа графиков первого опыта. При­ нятые ступени нагрузки не могут меняться в ходе одного опыта, так как это может привести к грубым искажениям результатов. Этап предварительного уплотнения входит в состав опыта и на него полностью распространяется это положение.

Важное значение для результатов штампо-опытов имеет про­ должительность ступеней нагрузки. ГОСТ 12374—66 регламен­ тирует лишь продолжительность промежуточных ступеней пред­ варительного уплотнения грунта. На этом этапе опыта на круп­ нообломочных и песчаных грунтах каждую ступень выдержи­ вают 5, на глинистых — 30 мин.

Конечную ступень нагрузки предварительного уплотнения,, равную бытовому давлению, и все последующие ступени необ­ ходимо выдерживать до момента достижения условной стабили­ зации осадки, за которую принимается приращение осадки штам­ па, не превышающее 0,1 мм за 1 ч для крупнообломочных и пес­ чаных грунтов и 0,1 мм за 2 ч — для глинистых. Кроме этого, начиная с первой ступени нагрузки, продолжительность ее не­ должна быть меньше времени, затраченного на предыдущуюступень.

Конечная величина нагрузки определяется в зависимости от состояния грунта и его несущих способностей. Она должна быть больше предполагаемого критического давления на одну-две ступени. Это позволяет изучить характер и размеры деформа­ ций грунта на всех фазах. В зависимости от конечной нагрузки определяется и общее количество ступеней штампо-опыта.

Ориентировочные значения конечных нагрузок для различных грунтов приведены в табл. 3.

Наиболее часто конечные нагрузки изменяются в диапазоне 3,0—5,0 кг/см2. Это единственный из параметров, который при необходимости может быть изменен в ходе опыта. В идеальном случае опыт должен быть доведен до фазы выпирания (общих сдвигов), при которой наступают необратимые деформации грунтового основания.

Свидетельством достижения этой фазы является наличие лю­ бого из трех признаков: появление вокруг штампа бугров или валиков выпирания; образование сети радиальных или концен­ трических трещин; отсутствие стабилизации осадки в течение 24 ч.

В ряде случаев, когда исследуются прочные грунты, фаза выпи­ рания не всегда достигается. Поэтому ГОСТ предусматривает воз-

Т а б л и ц а З

Величина конечной на­ Наименование и характеристика грунта грузки без учета бытового

давлення, кг',см*

можность завершения опыта в начальной стадии фазы сдвигов. Начало этой фазы (конец фазы уплотнения) фиксируется нагрузкой, увеличение которой на одну ступень вызывает рез­ кую осадку штампа, превышающую не менее чем вдвое осадку на предыдущей ступени. На графике нагрузка — осадка эта точка фиксируется четким переломом. Во избежание ошибок, перелом графика должен быть подтвержден не менее чем двумя ступе­ нями нагрузок.

Таким образом, если при намеченной конечной величине на­ грузки на штамп начальная стадия фазы сдвигов не достигнута,

Нагрузка штампа и замер осадок

Нагрузка штампа и замер осадок являются основными опера­ циями опыта, его содержанием. Величины нагрузок и соответ­ ствующие им осадки непосредственно входят в формулы расче­ та модуля общей деформации. Отсюда те повышенные требова­ ния, которые предъявляются к их точности и достоверности.

Нагружегше штампа должно проводиться в кратчайшие сро­ ки. Для строительного проектирования очень важно установить характер прохождения основных осадок зданий. Правильному решению этих вопросов способствует анализ графика осадка— время при постоянной нагрузке. Растянутая во времени нагруз­ ка искажает характер этого графика, так как на самом важном его участке, в начале, нагрузка превращается также в пере­ менную величину.

Нагружение должно производиться плавно, без ударов. Лю­ бой удар грузом по штампу — динамическая нагрузка, которая увеличивает осадку, искажая тем самым результаты опыта.

Нагрузка в пределах каждой ступени должна быть постоян­ ной, ее нельзя уменьшать или увеличивать, поскольку это не­ медленно сказывается на характере осадки и создает на графи­

Величина нагрузки определяется с максимальной точностью. Грузы, используемые в опыте, должны быть взвешены с такой точностью, чтобы погрешность величины удельного давления не превышала 0,3%. Отсюда следует, что чем меньше площадь штампа, тем выше должна быть точность взвешивания грузов или определения давления на штамп, развиваемого гидравли­ ческим домкратом. Вес штампа с оборудованием должен в обя­

Точность замера осадок непосредственно влияет на результа­ ты опыта, так как эта величина связана с модулем общей де­ формации обратной пропорциональной зависимостью. Во всех стандартных опытах измерения должны проводиться с точ­ ностью 0,1. мм.

Наиболее удобны в работе и соответствуют предъявляемым требованиям прогибомеры, которые в зависимости от конструк­ ции позволяют снимать отчеты с точностью 0,01—0,10 мм.

В связи с тем, что во время опыта не исключена возможность перекосов, замеры осадок должны проводиться по двум точкам, расположенным на диаметрально противоположных краях штампа. Казалось бы, что за величину осадки может быть при­ нято среднее значение показаний двух прогибомеров. Однако полученные значения чаще всего существенно отличаются от действительных величин осадки. Это объясняется тем, что для соединения штампа с прогибомерами используются, струны (бо­ лее всего пригодна сталистая проволока диаметром 0,3 мм). На­ личие этого связующего звена оказывает заметное влияние на