Рекомендации по методам определения коэффициентов бокового давления и поперечного расширения глинистых грунтов

1.1. Рекомендациипредназначены для инженерно-технических работников производственных и научно-исследовательских грунтовых лабораторий, производящих исследование грунтов оснований гражданских ипромышленных сооружений.

1.2. Рекомендациираспространяются на определение коэффициентов бокового давления покоя ξ и поперечногорасширения μ глинистых грунтов ненарушенного и нарушенного сложения от текучей до полутвердой консистенции при определении бокового давления и поперечногорасширения в стабилометрах типа Б, принормальных давлениях до 0,5 МПа.

Конструкция стабилометрапозволяет передавать на образец независимо друг от друга вертикальное и боковоедавление и измерять боковое давление, продольные (вертикальные) и объемные деформации.

1.3. Коэффициентом боковогодавления покоя следует называть коэффициент бокового давления для грунта встабилизированном состоянии при неизменномположении вертикальных сечений образца иотсутствии касательных напряжений по ним.

1.4. Коэффициентбокового давления покоя ξ грунта определяется из отношения боковогодавления σ2 = σ3 к нормальному давлению σ1:

ξ = σ2/σ1.                                                                        (1)

Нормальное давление следует задавать исходя из условий работы грунта основания винтервале давлений, соответствующих давлению,эквивалентному природному σэ или давлению, соответствующемуструктурной связности σстр*, и заданному проектному давлению.

*) Руководство по определению прочности илов и заторфованных грунтов, М., Стройиздат, 1977.

Боковое давление определяется из опыта в стабилометре с применениемаэростатического манометра (капиллярная трубка). Боковое давление вычисляется по формуле:

σ2= σ0(L0/Li — 1),                                                             (2)

где σ2  — давление в капилляре, равное боковому давлению в образце, в МПа;

σ0   — атмосферное давление в МПа;

L0   — длина столбика воздуха до опытапри атмосферном давлении;

Li    — длина столбика воздуха после сжатия в конце опыта.

1.5. Коэффициентпоперечного расширения μ определяется изотношения приращения относительной поперечной деформации lr = lθ к приращению относительнойвертикальной деформации lz при постоянной нормальнойнагрузке σz и при условии допущенияравномерного расширения образца по высоте:

μ = lr/lz.                                                              (3)

Нормальное давление в опыте должно быть больше σстр и меньше разрушающего. Вертикальные деформации грунта измеряютсяпо перемещению штампа. Поперечное расширение lr = lθрекомендуется измерять по количеству вытесненной жидкости из гидравлической камеры в волюмометр и, принимая, что поперечные деформации пропорциональны изменению уровня жидкости ∆h в волюмометре, вычислять по формуле:

                                                  (4)

где f — площадь трубки волюмометра;

∆h — изменение положениямениска в волюмометре;

R0 — радиус образца до опыта;

H — высота образца до опыта.

1.6. Коэффициенты боковогодавления и поперечного расширения связаны между собой зависимостями:

ξ = μ/(1 — μ);                                                           (5)

μ = ξ/(1 + ξ).                                                           (6)

Следует иметь в виду, что эта зависимость справедлива для случая, когда главные деформации l2= l3= 0. Для случая осесимметричной деформации, когда l2= l3

                                                     (7)

2.Требования к аппаратуре и подготовке образцов глинистых грунтов для определениябокового давления и поперечного расширения в стабилометре

Подготовка образцов

2.1. Для определения бокового давления и поперечного расширения глинистых грунтов ненарушенногосложения образцы должны отбираться из скважин суровня зачищенного забоя грунтоносами, желательно обуривающими, обеспечивающими ненарушенное сложение и сохранение природной влажности образцов, или из открытых выработок в виде монолитаразмером 20×20×20 см, а для илов, сохраняющих форму только в жесткой таре, методом режущего кольца по ГОСТ 5182-78*). Диаметробразцов должен быть не менее 70 мм при высоте не менее двух диаметров.

*)Грунты. Метод лабораторного определения объемного веса, М., Издательствостандартов, 1978.

2.2. Для определениябокового давления и поперечного расширения грунтов нарушенного сложениярекомендуется готовить образцы трамбованием глинистого грунта пластичнойконсистенции в цилиндре диаметром 55 мм и высотой 130 мм. Дляобеспечения наибольшей однородности образцов рекомендуется готовить грунт заданной плотности в лотке размером 150×150×150 ммодновременно для четырех образцов диаметром 55 мм. В лоток следует закладывать грунт текучей или текучепластичной консистенции идоводить его до заданной плотности по методике, изложенной в Руководстве**.

**)См. ссылку на 1 стр.

2.3. Для определения бокового давления и поперечногорасширения в стабилометре образцы грунтов должны иметь форму правильных цилиндров.Рекомендуется применять образцы диаметром 55 мм и высотой 120 — 130 мм взависимости от ожидаемой осадки грунта под вертикальной нагрузкой.

2.4. Для получения образцов в видеправильных цилиндров из глинистых грунтов рекомендуется применять прибор,снабженный заменяемой многозубой полой фрезой. Установка прибора дано в прил. 1. Монолит грунтапомещают на стол прибора, закрепляют через жесткие стенки в тисках и с помощьюмеханизма подъема стола подводят к основаниюполой фрезы. Затем включают электродвигатель в электросеть. Фреза начинаетвращаться, врезается в монолит и выбуриваетобразец. Когда верхняя плоскость фрезы совместитсяс поверхностью монолита, стол с монолитомпостепенно опускают механизмом до упора. Электродвигатель выключают из электросети.Фрезу с образцом отвинчивают от верхней крышки, и образец выдавливают штампом снизу вверх. Цилиндрическиеобразцы допускается вырезать тонкостенным металлическим стаканом с тонким режущимкраем.

2.5. Для каждого образцаисследуемого грунта должна быть определена плотность γ (ГОСТ 5182-78) и влажность (ГОСТ 5180-75)*)до и после опыта.

*) Грунты. Методлабораторного определения влажности. М.,Издательство стандартов, 1975.

2.6. Длякаждого исследуемого на боковое давление и поперечное расширение грунта должны быть определены: влажность на границе текучести WL и на границе раскатывания WP (ГОСТ 5183-77)**),удельный вес γr (ГОСТ 5181-78)***) иструктурная связность методом расплющивания. («Инструкция по определению структурной связностипластичных глинистых грунтов». М., Машстройиздат, 1950).

**) Грунты. Методлабораторного определения границ текучести и раскатывания. М., Издательство стандартов, 1977.

***) Грунты. Метод лабораторного определения удельного веса, М.,Издательство стандартов, 1978.

Аппаратура

2.7. Дляопределения бокового давления в глинистых грунтах может быть использован стабилометр типа Б (рис. 1) с площадью образца, равной площадиштока, любой конструкции, допускающей испытание образцов с отношением высоты кдиаметру от 2 до 3, измерение бокового давления без возможности поперечныхдеформаций образца. Стабилометр должен быть снабжен нагрузочным устройством рычажного типа, обеспечивающим плавностьприложения нагрузки и постоянство вертикального давления на образец в течениеопыта.

Для замера объемных деформаций при определении поперечных расширений стабилометр должен иметь волюмометр 1, соединенный сгидравлической камерой и клапан (кран) 2перекрытия соединительной трубки (рис. 2). Может быть такжеиспользована приставка для замера объемных деформаций, соединенная с прибором(рис. 3), разработанная в институте.

Приставкасостоит из волюмометра или измерительнойтрубки 1 для замера объемных деформаций, бачка 2 для заполненияводой рабочей камеры и долива воды в волюмометр. Эта системасоединяется с ресивером для передачи и поддержания бокового давления принеобходимости создания заданного напряженногосостояния. Устройство для измерения объемныхдеформаций оборудовано вентилями. Вентиль 6перекрывает доступ воды в измерительное устройство из рабочей камеры; 5 и 4 отключают резервный бачок 2и мерную трубку 1, и вентиль 3 служит для слива воды из измерительной трубки.

2.8. Боковоедавление в образце при приложении вертикальной нагрузки следует измерятьаэростатическим манометром.

Прибордолжен обеспечивать максимальное боковое давление не менее 0,4 МПа,измеряемое по шкале манометра с точностью 0,001МПа.

2.9. Резиновая оболочка 10 (см. рис. 1)отделяющая образец грунта от гидравлическойкамеры 6, заполненной водой, должнасоответствовать диаметру образца и быть на 6 — 7см длиннее корпуса камеры. Прочность резины должна обеспечивать испытаниегрунта в стабилометре при нормальных нагрузкахдо 0,5 МПа.

Перед опытом следует определять по формуле боковое давление σрна образец от растянутой резины:

σр = (D/d — 1)2bE/D,                                                         (8)

D — внутренний диаметр резиновой оболочки до растяжения;

d — диаметробразца;

b — толщинастенки резиновой оболочки;

E — модульупругости резины при растяжении *).

Рекомендуется толщина резиновой оболочки от 0,5 до 1 мм.

Примечание *). Прозрачная резина изделий, изготовляемых Баковским резиновым заводом по ГОСТ 4645-49, имеет Е-0,9 МПа исопротивление разрыву 15 МПа при восьмикратномудлинении.

2.10. Осевая нагрузка на образец должнапередаваться методом принудительного нагружения через жесткий штамп.Для передачи осевой нагрузки рекомендуетсяпользоваться рычажными прессами типа пресса системы В.М. Веселовского, Установка которого дано в прил. 2.

2.11. Осевую деформацию образца грунта следует определять по перемещению штампа, а измерение осевойдеформации производить самописцем или индикатором часового типа (мессура) с точностью до 0,01 мм. Индикаторы должны иметь паспорт, подтверждающийточность измерений и прохождениегосударственной поверки.

Рис. 1 Модернизированный стабилометр Цилюрика:

1 — днище; 2 -перфорированное основание; 3 — канал, 4 — трубка для удаления воды из образца; 5 — корпус камеры; 6 — гидравлическая камера; 7 — рабочая камера; 8 — патрубок, соединяющийаэростатический манометр 9 с гидравлическойкамерой; 10 — резиновая оболочка; 11 — выступы стенки корпусакамеры; 12 -металлический фланец; 13 — штамп; 14 — стяжные болты; 15 — трубка длязаполнения гидравлической камеры водой; 16 — отверстия под стяжныеболты

Рис. 2 Модернизировавший стабилометр Медкова:

1 — волюмометр; 2 — клапан (кран) перекрытия трубки волюмометра; 3 — мессуры

Рис. 3 Приставка для замера объемныхдеформаций, соединенная с модернизированным стабилометром Медкова

2.12. При передаче осевойнагрузки на образец посредством пресса следует провести его тарировку иопределить коэффициент трения f1 по формуле:

f1 = N’/Q,                                                                      (9)

где f1 — коэффициент трениярычажного пресса;

N’ — усилие, передаваемое на шток рычажным прессом;

Q — задаваемая нагрузка.

2.13. Стабилометр необходимо перед работой опрессовать.Для опрессовкистабилометрсобирают в соответствии с п. 2.15.,заполняют гидравлическую камерудистиллированной, прокипяченной водой в соответствии с пп. 2.16; 2.17. В рабочую камеру помещаютметаллическую болванку, равную размеру образца, задают гидростатическое давление до 0,5 МПа. Под давлением камеру выдерживают 24 часа. Если падениядавления за это время не происходит, прибор можно использовать для испытания грунтов.

Стабилометр следует также протарировать с металлической болванкойдля установления поправок на деформации.

2.14. Определение боковогодавления и поперечного расширения грунтов должно производиться в помещении с кондиционером для поддержания постоянной температуры.

Испытания могут также производиться в термокамере. Кратковременные испытания допускается проводить в камере из термоизоляционногоматериала (см. прил. 3).

Подготовка прибора к определению бокового давления и поперечногорасширения грунтов

2.15. Перед определениембокового давления или поперечного расширения грунтов все части стабилометра тщательнопротирают. Стабилометр собирают в следующейпоследовательности. Внутрь корпуса камеры 5пропускают резиновую оболочку 10 и натягивают ее на выступы корпусакамеры (см. рис. 1). Резиновую оболочку загибают на внешнюю сторонукорпуса и закрепляют резиновыми уплотнителямикруглого сечения в желобках. Корпус камеры ставят на днище 1, а на верхний торец корпуса помещают круглый металлический фланец 12, сотверстиями под стяжные болты. Верхний фланецс днищем соединяют стяжными болтами 14. Для лучшей герметизациикамеры между торцами корпуса, днищем и верхнимфланцем прокладывают резиновые уплотняющие кольца круглого сечения.

2.16. Проверяют камеру стабилометра на абсолютную герметичность.Для этого в рабочую камеру наливают воду на 1 -2 см выше выходящейв камеру резиновой оболочки — диафрагмы, а в гидравлическую камеру вдуваютвоздух. Если в рабочей камере появляются пузырьки воздуха, то резиновуюдиафрагму следует заменить. Если воздух не проходит через диафрагму, то стабилометр погружается в сосудс водой так, чтобы вода покрыла все соединения, включая соединения верхнего прижимного кольца с верхним фланцем корпуса прибора. По выходу пузырьков воздуха устанавливается место негерметичностиприбора. Негерметичность устраняется.

2.17. Аэростатический манометр стабилометра должен быть передработой протарирован по воде при вертикальных нагрузках до 0,4 — 0,5 МПа.

Коэффициент боковогодавления воды в неподвижном состоянии должен быть равен единице. Рабочую камеручерез трубку 4 (см. рис. 1) заполняютпрокипяченной дистиллированной водой.

Для этого на трубку 4 надевают резиновый шланг с воронкой на конце, которыйприподнимают выше камеры. После заполнения камеры водой перекрывают еерезиновой прокладкой и зажимают верхним фланцем. Проверяют отсутствие воздуха вкамере. При наклонном положении камеры снимают резиновый шланг и закрываюттрубку 4. Через трубку 15 заполняют гидравлическую камеру дистиллированнойпрокипяченной водой до момента, когда вода начнет стекать из отверстия трубки 8, затем проверяют в камере отсутствие пузырьков воздуха. Закрывают клапан трубки 15;вставляют в отверстие трубки 8 аэростатическийманометр и закрывают его сверху резиновой прокладкой, прижимаемой винтом. Послеэтого несколько раз переворачивают (кантуют)стабилометр для того, чтобы убедиться в отсутствии пузырьков воздуха вгидравлической камере. Если пузырьки воздуха есть, стабилометр ставят наклонно так, чтобы входное отверстиедля манометра было несколько выше. При этом пузырьки воздуха собираются у входав отверстие патрубка манометра. Удаляют пузырьки воздуха и трубкудополняют дистиллированной прокипяченной водой при помощи резиновой груши илипипетки. Укрепляют в приборе манометр и операцию по проверке отсутствияпузырьков воздуха повторяют. Если пузырьки воздуха отсутствуют, прибор тарируют по воде при нагрузках 0,01; 0,02; 0,03; 0,05; 0,075; 0,1; 0,15; 0,2; 0,3; 0,4 МПа. Каждую ступеньнагрузки выдерживают до 1 часа. Записываютпоказания манометра. Вычисляют боковое давление воды по формуле п. 1.4, строят график зависимости бокового давления от вертикального. Определяютсредний коэффициент бокового давления и егоотклонение от единицы. Погрешность в определении ξ должна непревышать 2 — 3% (прил. 4).

2.18. Для определения боковогодавления и поперечного расширения глинистых грунтов образец в виде цилиндра, вырезанный в соответствии с п. 2.1 илиподготовленный в соответствии с п. 2.2 после определения плотности по ГОСТ 5182-78, помещают в стабилометр, собранный в соответствии с п. 2.15.

При определении бокового давления и поперечного расширения водонасыщенных грунтов через резиновыйс воронкой шланг, надетый на трубку 4, заливают воду так, чтобыона вытеснила воздух из днища и выступила наповерхность перфорированного штампа 2. Затем, надев на трубку 15резиновый шланг с резиновой грушей, отсасываютвоздух из гидравлической камеры, при этомрезиновая оболочка выгибается в сторону стенок корпуса камеры. Цилиндр собразцом, покрытый по торцам бумажными фильтрами, помещают наверхний фланец над рабочей камерой и постепенно образец из стакана выдавливаютв камеру. После того как образец погрузится на 1 — 2 см ниже верхнего края резиновойоболочки, постепенно впускают воздух в гидравлическую камеру, чтобы резиноваяоболочка начала принимать свое первоначальное положение. Трение образца о резиновую оболочку обеспечит плавное продвижение образцасверху вниз. Вновь отсасывают воздух ипроверяют достижение образцом нижнего штампаприбора и его установку строго по центру рабочей камеры стабилометра.

2.19. Гидравлическуюкамеру стабилометра заполняют прокипяченной дистиллированной водой в соответствиис п. 2.17.Устанавливают в отверстие трубки 8аэростатический манометр. На верхнюю плоскость образца кладут штамп.

3. Методопределения коэффициента бокового давления глинистых грунтов

Определениебокового давления глинистых грунтов

3.1. Образец грунта, установленный встабилометр,помещают под пресс и передают на него нагрузкуступенями.

Первая ступень нагрузки должна бытьравной ~ σстр. или σэ, т.е. тому давлению, которым образец был обжат в природе, в соответствии с п. 1.4.

Каждая последующая ступень нагрузки определяется состоянием грунта.

Для грунтов текучей и текучепластичной консистенции перваяступень нагрузки — 0,01 МПа, а затем 0,025; 0,05; 0,075; 0,1; 0,15 МПа, для грунтовпластичной консистенции первая ступень нагрузки — 0,025 МПа и далее 0,05; 0,1; 0,15; 0,20; 0,30; 0,40 МПа, для грунтов полутвердой консистенции от 0,1 и далее через 0,1 МПа до 0,5 МПа.

Каждая ступень нагрузки должна быть выдержана до условнойстабилизации деформации, равной 0,01 мм за 12 час.

3.2. Записывают показаниеаэростатического манометра и показания мессурдо приложения вертикальной нагрузки.

3.3. Осевую деформацию грунта по мессуре рекомендуется записывать через 1, 2, 5, 10, 15, 30, 60 мин. и далее через 1 часв течение дня, а затем 2 раза в сутки.

3.4. После приложениявертикальной нагрузки показания аэростатического манометра рекомендуетсязаписывать параллельно с осевой деформацией.

3.5. Одновременно с показаниями аэростатического манометраследует измерять температуру воздуха и воды.

3.6. Результаты наблюдений за деформацией образца и показания аэростатическогоманометра записывают в журнал (прил. 5).

3.7. Опыт продолжается до условной стабилизации осевыхдеформаций и до стабилизации показаний аэростатического манометра.

Обработкарезультатов определения бокового давления глинистых грунтов

3.8. На основании показанийаэростатического манометра вычисляют боковое давление по формуле 2 п. 1.4.

Обработку результатов опыта проводят одновременно с наблюдениями.

3.9. Строят графики зависимости изменения коэффициентабокового давления под постоянной нагрузкой от времени.

За коэффициент бокового давления покоя принимают коэффициентбокового давления, полученный для образца в стабилизированном состоянии.

3.10. Строят графики зависимости коэффициента бокового давленияпокоя от нормального напряжения на образец.

3.11. Вычисляют изменениево времени коэффициента пористости грунта подпостоянной нагрузкой и в зависимости от нормальной нагрузки по формуле:

                                                    (10)

где e0  — начальный коэффициентпористости при вертикальном давлении, равном нулю;

∆h/h    — относительнаядеформация грунта.

3.12. Результатыопределения коэффициента бокового давленияпокоя представляются в табличной форме в зависимости от нормальной нагрузки, коэффициента пористости иконсистенции.

При условии полного водонасыщения для каждого коэффициента пористости eп может быть вычислена влажность из формулы:

                                                         (11)

                                                     (12)

Пример оформления результатов определения коэффициента бокового давления приведен в прил. 6.

4. Методопределения коэффициента поперечного расширения глинистых грунтов

Определенияпоперечного расширения глинистых грунтов

4.1. Стабилометр, снабженный волюмометром (см. рис. 2), подготовленный кработе в соответствии с пп. 2.15; 2.16, с заложенным в него в соответствии с п. 2.18 образцом,с заполненной водой гидравлической камерой по п. 2.17, помещают на столикпресса (прил. 2) и центрируют образец.

Устанавливают мессуры и начальныйуровень воды в волюмометре.

Записывают в журнал (прил. 7) начальные показания по мессурам и начальное показаниепо шкале волюмометра.Волюмометрдолжен быть протарирован в соответствии с прил. 8.

4.2. Кладут на подвеску пресса груз, соответствующий заданной вертикальнойнагрузке. Величина нормального давления на образец должна быть в интервалемежду величиной структурной прочности σстр. грунта и величинойразрушающей нагрузки σразр.

4.3. Записывают в журнал(прил. 7) показания мессур и уровеньжидкости в волюмометре сразу после приложения нагрузки в течение 5 мин через 1 мин, затемчерез 10, 15,30, 60 мин идалее через 1 час в течение первого дня, впоследующие сутки в начале и в конце рабочего дня. Опыт продолжают до условной стабилизации деформации грунта.

Обработкарезультатов опыта

4.4. По показаниям мессур, с учетом поправок на деформацию прибора при каждой заданнойнагрузке, вычисляют относительную среднюю продольную (вертикальную) деформациюгрунта в стабилометре lz (прил. 7).

4.5. По формуле 4 п. 1.5 вычисляютотносительную поперечную деформацию грунта в стабилометре lr (см. прил. 7).

В формуле 4 площадь волюмометра f и объем образца U = 2πR02H величины — постоянные.

Величиной lz приотносительной деформации менее 4 % можно пренебречь, тогда

f/(2U) = K,

а

lr = K∆h0.

Для определения величины f волюмометр стабилометра тарируют (прил. 8), после чего определяют константу прибора K.

4.6. Находяткоэффициент поперечной деформации образца по формуле 4 для каждого заданногозначения σz. Пример оформления результатов определения коэффициента поперечного расширения приведен в прил. 9.

Приложение1Прибордля подготовки образцов из глинистых грунтов и торфа для испытания встабилометре и кручением

Прибор (рис.4) предназначен для подготовки измонолитов образцов в виде сплошного или полого цилиндра в лабораториях, исследующих грунты в строительных целях. Прибор имеет следующиепараметры: высота станины 1660 мм, длина 830 мм, ширина 840 мм, масса 302 кг. Диаметр заменяемой многозубойполой фрезы для выбуривания сплошного цилиндра100 мм (92; 55; 38 мм), высота 200 мм (180; 130; 76 мм). Диаметр заменяемого двухперового сверла с однозаходным отводящим стружку шнеком для подготовки полого цилиндра 51 мм (29; 20 мм), высота 200 мм (76 мм).

Мощность электродвигателя типа АОЛ 22-4 для вращения режущихинструментов 0,4 квт, скорость вращения 1500 об/мин, скорость вращения шпинделя 30 об/мин. Ход стола подачи монолита 300 мм. Максимально допустимые размеры обрабатываемогомонолита 200 × 200 × 200 мм.

Прибор состоитиз станины, электродвигателя, механизма подъема стола, системы блоков иплатформы для уравновешивающих стол; грузов, тисков для закрепления монолитов, сменных режущихинструментов — двухперового сверла для выбуриванияцентральной части образцов и многозубой полой фрезы для обуривания образца грунта. Многозубая полая фреза снабжена системой спиральных канавок повысоте, внутренний диаметр фрезы по зубьям меньше диаметра ее полой части.

Приборисключает нарушение структуры грунта при вырезывании и ускоряет процесс ихподготовки к исследованию в 5 — 10 раз по сравнению с ручнымвырезыванием образцов.

Прибор разработан НИИОСП совместно с ЭКБ ЦНИИСК, изготовлен наэкспериментальном заводе ЦНИИСК Госстроя СССР и успешно применяется влабораториях. Чертежи прибора могут быть получены в НИИОСП по адресу: 109389, Москва, Ж-389, 2-я Институтская ул.,д. 6.

Рис. 4 Прибор дляподготовки образцов из глинистых грунтов иторфа для испытания в стабилометре и кручением

1 — электродвигатель; 2 -станина; 3 — двухперовое сверло для выбуривания центральнойчасти образца; 4 — многозубая полая фреза; 5 -тиски для закрепления монолитов; 6 — механизмподъема стола; 7 — платформа дляуравновешивающих стол грузов; 8, 9 — системыблоков

Приложение2Рычажныйпресс системы В.М. Веселовского

Пресс (рис. 5)рекомендуется для передачи осевой нагрузки на образец грунта, испытываемый вкамере трехосного прибора. Пресс имеет четыре рабочих места, т.е. одновременновозможно вести испытания в четырех камерах трехосного прибора.

Давление на шток трехосного прибора передается через плунжерпосредством двойных рычагов. Общее отношение плеч рычагов равно 1:20.

Рис. 5 Рычажный пресссистемы В.М. Веселовского:

1 — рычаг верхний; 2 -стойка столика; 3 — плунжер; 4 — верхняя стяжка; 5 -крышка столика; 6 — стойка рычагов, 7 — рычаг нижний; 8 — подвеска; 9 — нижняя стяжка; 10 -балка

Приложение3Упрощеннаякамера для поддержания постоянной температуры при определении бокового давленияи поперечного расширения грунтов.

Камера свнутренними размерами 200×280×550 мм выполнена изтермоизоляционного материала пенопласта толщиной 40 мм с окном из органического стекла для наблюдений за показаниями измерительных приборов (рис. 6).Камера рассчитана для проведения испытания в стабилометре типа Б(модернизированная система Цилюрика или Медкова саэростатическим манометром при передаченагрузки с помощью рычажного пресса).

Поддержание постоянной температуры обеспечивается пропуском воды с заданной температурой по трубкам, расположенным у заднейстенки камеры.

Рис. 6 Камера из термоизоляционного материала

Приложение4Тарировкааэростатического манометра стабилометра по воде.

Условия опыта следующие.В рабочую камеру спрессованного стабилометра заливается дистиллированная прокипяченная вода. Камера перекрывается резиновойдиафрагмой, на которую через штамп передается ступенями вертикальное давление.После приложения вертикальной нагрузки и выдержки ее в течение 1 часа записывают показания аэростатического манометра ивычисляют боковое давление по формуле 2.

График зависимости бокового давления от вертикального приведен нарис. 7. Коэффициент бокового давления вода должен быть равенединице. При определении бокового давления аэростатическим манометром погрешность измеренийсоставляет до 3 %.

Рис. 7 Зависимость боковогодавления σ2 в воде отвертикального давления σ1:

(Тарировка аэростатического манометра стабилометра типа Б по воде)

Приложение5Журналопределения коэффициента бокового давления грунта в стабилометре

Форма 1

Системаи номер прибора: Стабилометр типа Б, № 3;

Лабораторий номер образца: 192

Номенклатурныйвид грунта: глинистый ил

Сложениегрунта: ненарушенное

Условиеиспытания: без возможности бокового расширения

Длинакапиллярной трубки манометра, мм: 186

Диаметробразца d, см: 5,55

Высота образца H, см: 13,2

Площадьобразца F, см2: 23,8

Объем образца U, см3: 314,2

Массаобразца, г: 527,8

Объемный вес γ, г/см3: 1,68

Влажностьгрунта W, доли единицы: 0,517

 

Дата

Суточное время, ч

Время от начала опыта

Температура, °С

Вертикальное давление σ1, МПа

Вертикальные деформации образца H, мм

Относительная вертикальная деформация образца ∆H/H

Показание манометра, мм

L0

Li

Боковое давление σ2= σ3, МПа

Коэффициент бокового давленияпокоя ξ

воздуха

воздуха

1

2

средняя

29/VI

11

1′

21

22

0,0185

0,27

0,20

0,235

0,0018

35

174

151

0,0151

 

 

12

1 ч

21

22

0,0185

0,70

0,45

0,575

0,0044

33

174

153

0,0137

 

 

18

7 ч

21

22

0,0185

1,38

1,23

1,305

0,010

30

174

156

0,0115

 

18/VII

10

20 сут

21

22

0,0185

6,02

6,05

6,035

0,0457

30

174

156

0,0115

0,621

19/VII

10

21 сут

21

22

0,0185

6,035

6,070

6,052

0,0458

30

174

156

0,0115

21/VII

12

1′

21

22

0,025

6,985

7,015

7,000

0,0531

47

174

139

0,025

21/VII

18

6 ч

21

22

0,025

7,265

7,205

7,235

0,0548

37

174

149

0,0167

 

25/VII

12

4 сут

21

21,5

0,025

7,805

7,615

7,710

0,0584

35

174

151

0,0152

0,608

26/VII

12

5 сут

21

21,5

0,025

7,805

7,615

7,710

0,0584

35

174

151

0,0152

Испытание провел:

Приложение6Результаты определениякоэффициента бокового давления покоя глинистых грунтов

Форма 2

Лабораторный номер образца: 192

Номенклатурный вид грунта: глинистый ил

Геологический индекс: Gm

Место отбора грунта: объект К

Наименование и № выработки: скв. 5.

Глубина отбора грунта, м: 2 — 2,3.

Система прибора: стабилометр типа Б.

Условия проведения испытания: безвозможности бокового расширения.

Характеристика образцов грунта до испытания

Пластичность, долиединицы

Влажность W, доли единицы

Объемный вес γ, г/см2

Удельный вес γr, г/см

Коэффициент пористостиe

Степень влажности G

Показатель консистенции JL

Структурная связность 1 — β

WL

WP

JP

0,51

0,23

0,28

0,517

1,68

2,65

1,393

0,98

1,02

0,322

Примечание.

* JP -число пластичности

Результатыиспытания

Вертикальное давление, σ1, МПа

Относительные деформации, ∆H/H

Коэффициент пористости eп

Боковое давление σ2= σ3

МПа

Коэффициент боковогодавления покоя ξ0

0,00

0,00

1,393

0,00

 

0,0185

0,0458

1,284

0,0115

0,621

0,025

0,0572

1,256

0,0152

0,608

0,050

0,1535

1,026

0,0318

0,636

 

 

 

 

Среднее0,622

Рис. 8 График зависимости бокового давления и относительной деформации отвертикального давления

Руководительлаборатории:

Испытание провел:

Приложение7Журналопределения коэффициента поперечного расширения глинистых грунтов встабилометрепутем измерения объемных деформаций

Форма 3

Системаи номер прибора: стабилометр типа Б, № 4

Лабораторныйномер образца: 192

Номенклатурный вид грунта: ил

Сложениегрунта: ненарушенное

Условияиспытания: свободноерасширение

Среднееприращение объема жидкости в волюмометре при перемещениимениска на 1 мм: 0,05741

Длинакапиллярной трубки манометра:

Диаметр образца d,см: 5,55

Высота образца H, см: 13,2

Площадь образца F, см2: 23,8

Объемобразца U, см3: 314,2

Масса образца, г: 525

Объемный вес γ, г/см3:1,67

Влажность грунта, доли единицы: 0,498

 

Дата

Суточноевремя, ч

Времяот начала опыта, сут

Температура,градусы, °С

Вертикальнаянагрузка

Показаниепо мессурам, мм

Тарировочнаяпоправка

Средняядеформация ∆H

Относительнаядеформация ∆H/H

Отсчетпо волюмометру, мм

воздуха

воды

нарычаг H

σ1, МПа

1

2

средняя

11/VII

10

5

21

22

2,37

0,02

16,28

16,55

16,41

—

16,41

0,1242

461

12/VII

10

8

21

22

2,37

0,02

17,29

17,55

17,42

 

17,42

0,1319

466

13/VII

10

7

21

22

2,37

0,02

17,78

17,96

17,87

—

17,87

0,1353

468

14/VII

10

8

21

22

2,37

0,02

18,028

18,158

18,093

—

18,093

0,1370

469

Приложение8Тарировкаволюмометра стабилометра

Волюмометр заполняют из бюреткиводой при температуре 20°. Записывают в форму 4 начальные и конечные показания по шкалебюретки и по шкале волюмометра. Эту операцию повторяют 8 — 10 раз. Затем вычисляют среднее приращение объема жидкостипри перемещении мениска в волюмометре на 1 мм.

Форма 4

№ опыта

Отсчеты по бюретке, см2

Положение мениска в волюмометре

∆υ/∆h

начальный

конечный

∆υ

hнач.

hконеч.

∆h

1

1,8

4,1

2,3

14

53

39

0,0589

2

1,3

5,3

4,0

9

78

69

0,0580

3

1,4

4,5

3,1

15

70

55

0,05637

4

1,9

4,7

2,8

16

65

49

0,0572

5

4,7

7,9

3,2

21

76

55

0,0582

6

2,2

4,4

2,2

27

66

39

0,0564

7

4,4

6,8

2,4

25

68

43

0,0559

8

0,6

3,1

2,5

12

56

44

0,0569

9

2,5

5,2

2,7

20

67

47

0,0575

10

1,7

4,6

2,9

24

74

50

0,058

11

1,3

4,9

3,6

13

75

62

0,0581

Среднее0,05741

Приложение9Обработка результатов определения поперечного расширенияглинистых грунтов

Форма5

Наименованиеи № выработки: скв. 5.

Глубинаотбора грунта м: 2 — 2,3.

Системаприбора: стабилометр типа Б.

Условияпроведения испытания:свободное боковое расширение.

Площадь волюмометра f, равная 0,05741 см2

Лабораторный номер образца: 192

Номенклатурный вид грунта: глинистый ил

Геологический индекс: Qm

Место отбора грунта: объект К

 

Пластичность, долиединицы

Влажность W, доли единицы

Объемный вес γ, г/см3

Удельный вес γr, г/см3

Коэффициент пористостиe

Степень влажности G

Показатель консистенции JL

Структурная связность 1 — β

WL

WP

JP

0,51

0,23

0,28

0,498

1,67

2,65

1,376

0,95

0,95

0,322

Результаты вычисления коэффициента поперечного расширения

Вертикальное давление σz, МПа

Диаметр образца d, см

Площадь образца F, см2

Высота образца H, см

Объем образца U×2, см3

Деформация образца ∆H, см

Относительная деформация ∆H/H = lz

f/2U

∆h

Поперечная деформация lr = K∆h

Коэффициент поперечного расширения μ = lr/lz

0,02

5,55

23,75

11,8

560,5

1,641

0,1242

0,000117

461

0,0539

0,434

0,02

5,55

23,75

11,8

560,5

1,742

0,1319

0,000118

466

0,0550

0,417

0,02

5,55

23,75

11,8

560,5

1,787

0,1353

0,0001184

468

0,0554

0,409

0,02

5,55

23,75

11,8

560,5

1,809

0,1370

0,000119

469

0,0558

0,407

Руководитель лаборатории:

Обработку провел:

Приложение 10Соотношение между некоторыми единицами физических величин вметрической системе и системе СИ

Величина

Единица

Соотношение единиц

метрическая система

СИ

наименование

обозначение

Сила, нагрузка, вес

кгс

Ньютон

Н

1 кгс = 9,8 Н ≈ 10 Н

Поверхностная нагрузка

кгс/м2

Ньютонна квадратный метр

Н/м2

1 кгс/м2 ≈ 10 Н/м2

Давление

кгс/см2

Паскаль

Па

1 кгс/см2 = 9,8·104 Па≈ 0,1 МПа

Механическое напряжение

кгс/см2

Паскаль

Па

1 кгс/см2 = 9,8·104 Па≈ 0,1 МПа

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие положения. 1

2.Требования к аппаратуре и подготовке образцов глинистых грунтов дляопределения бокового давления и поперечного расширения в стабилометре. 2

3.Метод определения коэффициента бокового давления глинистых грунтов. 8

4.Метод определения коэффициента поперечного расширения глинистых грунтов. 9

Приложение1 Прибор для подготовки образцов из глинистых грунтов иторфа для испытания в стабилометре и кручением.. 10

Приложение2 Рычажный пресс системы В.М. Веселовского. 11

Приложение3 Упрощенная камера для поддержания постоянной температурыпри определении бокового давления и поперечного расширения грунтов. 12

Приложение4 Тарировка аэростатического манометра стабилометра поводе. 13

Приложение5 Журнал определения коэффициента бокового давления грунтав стабилометре. 14

Приложение6 Результаты определения коэффициента бокового давленияпокоя глинистых грунтов. 14

Приложение7 Журнал определения коэффициента поперечного расширенияглинистых грунтов в стабилометре путем измерения объемных деформаций. 16

Приложение8 Тарировка волюмометра стабилометра. 17

Приложение9 Обработка результатов определения поперечного расширенияглинистых грунтов. 18

Приложение 10 Соотношениемежду некоторыми единицами физических величин в метрической системе и системеСИ.. 18

 

Кроме быстрого и качественного ремонта труб отопления, оказываем профессиональный монтаж систем отопления под ключ. На нашей странице по тематике отопления > resant.ru/otoplenie-doma.html < можно посмотреть и ознакомиться с примерами наших работ. Но более точно, по стоимости работ и оборудования лучше уточнить у инженера.

Для связи используйте контактный телефон ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ 8(495) 744-67-74, на который можно звонить круглосуточно.

Обратите внимание

Наша компания ООО ДИЗАЙН ПРЕСТИЖ входит в состав некоммерческой организации АНО МЕЖРЕГИОНАЛЬНАЯ КОЛЛЕГИЯ СУДЕБНЫХ ЭКСПЕРТОВ. Мы так же оказываем услуги по независимой строительной технической эесаертизе.