Компрессия грунта: Компрессионные испытания грунтов

Компрессионные испытания грунтов

Компрессионные испытания грунтов являются важной составляющей исследований, приводящихся при возведении строительных объектов. Проведение компрессионных исследований грунтовых образцов – это сложная и ответственная работа, справиться с которой могут только профессионалы. Выполнение таких исследований нужно доверять только опытным компаниям, специализирующимся на оказании услуг в данной области, ведь от достоверности результатов, полученных в ходе проведения компрессионных испытаний грунтов, зависит надежность строительного объекта.

Компания «Геодата» специализируется на проведении компрессионных исследований почв на участках предполагаемого строительства. Работающие в нашей компании специалисты, обладают обширным опытом в проведении подобных исследований, знают все нюансы этого непростого дела. Наши сотрудники ответственно подходят к своей работе, понимая всю важность поставленной перед ними задачи. Компрессионные исследовательские работы проводятся по всем правилам, установленным в отношении подобных мероприятий, мы строго придерживаемся предусмотренного регламента. Инженера нашей компании являются высококвалифицированными профессионалами своего дела.

Важность компрессионных исследований почв на участках, где предполагается возведение строительных объектов сложно переоценить, этими мероприятиями нельзя пренебрегать. При проведении таких испытаний не обойтись без специального оборудования, во многом именно поэтому и организации, работающие в строительной сфере, и обращаются к таким компаниям, как наша. Услуги компрессионных исследований грунтов предлагают многие компании, работающие в этой области, но далеко не все фирмы могут выполнить эту задачу должным образом, в этом деле важен опыт и высокий профессионализм. Наша компания работает в этой области уже несколько лет, мы может проводить испытания, требующиеся для строительства в самых сложных условиях. В распоряжении компании «Геодата» самое современное оборудование, мы располагаем всей техникой, которая может потребоваться при проведении таких мероприятий. Все работы, связанные с компрессионными исследованиями, мы выполняем своими силами, не привлекая сторонних специалистов, что позволяет значительно снизить цену на проведение таких изысканий. Демократичная стоимость компрессионных исследований – это одно из главных преимуществ сотрудничества с нашей компанией. Нашими услугами могут воспользоваться частные лица, а также организации, специализирующиеся на строительстве, мы стремимся к увеличению количества клиентов и выполняем взятые на себя обязательства в полной мере.

Для чего проводятся компрессионные исследования

Компрессионные исследования грунтов, как уже было сказано выше, очень важны для строительства. В процессе таких исследований определяются физико-механические параметры взятых образцов грунтов на предполагаемых участках строительства. Эти данные используются для расчёта фундаментов, от них напрямую зависит надежность оснований строительных объектов.

Физико-механические параметры грунтов следуют устанавливать на основании существующих нормативов и технической документации.

Испытания, применяемые для выявления главных механических параметров грунтов

Компрессионные исследования являются одной из самых востребованных разновидностей исследований, приводящихся в лабораториях для выявления деформационных параметров грунтов. Под компрессией подразумевается сжатие грунта, при котором исключается боковое расширение, т.е. образец уплотняется и при этом не разрушается.

Компрессионные исследования, приводящиеся в отношении грунтов на участках, где будет осуществляться строительство, позволяют определить их механические параметры.

Основным из таких параметров является сжимаемость. Этот показатель оценивается в условиях, при которых невозможно боковое расширение. В процессе компрессионных исследований также определяется параметр деформации грунтов.

Изучая грунтовые образцы на компрессию, сначала выявляют степень их плотности, плотность частиц, из которых состоит грунт и его естественную влажность. На основании этих характеристик рассчитывается начальный (до того, как произойдет сжатие) параметр пористости почвы.

Параметр сжимаемости является расчетным модулем деформируемости почв, применяемым при выявлении усадок строений. Благодаря этому параметру, можно выполнять правильную оценку почвы как основания строений.

По степени сжимаемости различают три типа грунтов:

— незначительно сжимаемые;

— обладающие средней степенью сжатия;

— сильно сжимаемые.

Сжимаемость является специфическим свойством почв. Сжимаемость происходит под воздействием приходящейся нагрузки. Другими словами, сжимаемостью почвы называют ее способность к деформированию (уменьшению исходного объема) под влиянием нагрузки, приходящейся извне.

Составляющими грунта являются твердые частицы, в также поры, последние могут быть наполнены жидкостью, как полностью, так и частично. Так как сила сжатия, появляющаяся, как правило, в основаниях строений, сравнительно невелика, по той причине, что объемные изменения твердых частиц, таких как кварц или полевой шпат очень маленькие, то их не принимают во внимание. На основании этого можно сказать, что объем почвы при сжатии изменяется исключительно из-за деформации объема ее пор.

Пористость почвы влияет на степень ее сжимаемости. Параметр сжимаемости также формируется в зависимости от состава грунта, связей в структуре и специфики нагрузки.

На сжимаемость влияют следующие факторы:

— сокращения пористости почв под влиянием нагрузок происходит под влиянием нагрузок, приходящихся извне;

— истончения оболочек, в которые заключены частицы под воздействием увеличивающегося наружного давления;

— изменения исходного состояния.

Сжатие почвы под действием нагрузки называют осадкой.

Изменения почв могут быть как упругими, так и пластическими. Первые появляются под влиянием нагрузок, которые не превышают прочности структуры почвы. После того, как нагрузки исчезают, деформации восстанавливаются.

В тех случаях, когда нагрузки больше прочности структуры почвы, происходит разрушение ее скелета, связей, имеющихся между частицами. Появляются пластические изменения, вызванные передвижением частиц. На скорость появления пластических изменений влияет тип почвы, к примеру, в глинистых она невысокая, а в скальных намного больше.

Пластические изменения подразделяются на два вида: объемные и сдвиговые. Первые вызывают изменение объема пор в почве, т.е. уплотняют ее, а вторые – вызывают изменение ее исходной формы, что может привести к разрушению. А разрушение грунта в свою очередь может повлечь разрушение фундамента, построенного на нем здания.

Показателями сжимаемости служит коэффициент общей деформации и показатель относительного сжатия, модуль расширения в поперечной плоскости и параметр бокового давления почвы.

Исследование почв на сжатие выполняется при помощи следующих методов:

— сжатие грунтовых образцов в одной оси;

— компрессионное сжатие или двухосное;

— трехосное.

Параметр сжимаемости рассчитывается для определения вероятности осадок строений. Благодаря этому параметру можно качественно оценивать грунт, служащий основанием строений.

Чтобы определить основные параметры сжимаемости почв, выполняются их исследования на уплотнение под действием нагрузки, когда изменения грунта могут происходить исключительно в одном направлении, когда есть только внешнее давление, а другие силы отсутствуют.

Самым простым методом испытаний грунтовых образцов, применяемым для всех типов почв, является одноосное сжатие. При таком исследовании нет боковых напряжений почвы, т.е. возможно беспрепятственное боковое изменение грунта. При таком способе испытания не учитывается реакция почвы, расположенной рядом, ограничивающей перемещение в боковые стороны.

Испытания грунтовых образцов, приводящиеся в лаборатории, дают возможность сделать заключение о сжимаемости изучаемых почв.

Компрессионные исследования почв в лаборатории выполняются при помощи специальных приборов, которые называются одометрами. Эти приборы позволяют получить точные данные о механических свойствах грунтов.

Что представляют собой результаты компрессионных исследований грунтов и для чего они нужны

Так как уплотнение почв и их разрушение происходит вследствие изменения параметра пористости, результаты компрессионных исследований оформляют как график соотношения относительного изменения от возрастающей нагрузки. Такое представление результатов наглядно.

Результаты компрессионных испытаний грунтов дают возможность правильно рассчитать основания строительных объектов. Наша компания проводит компрессионные исследования грунтов на профессиональном уровне, заказчик получает точные и достоверные результаты компрессионных исследований, позволяющие верность рассчитать основания для объектов строительства. На проведение исследовательских работ заключается договор, выполняются все необходимые подготовительные мероприятия, испытания проводятся в сжатые сроки.

Доверьте проведение компрессионных исследований грунтов специалистам из компании «Геодата», мы выполним эту работу качественно и за приемлемую цену.

Компрессионные испытания грунтов

Прочность и устойчивость любого возводимого объекта зависят от свойств грунта, на котором он строится. Именно поэтому геологи в первую очередь тщательно исследуют зону предполагаемого строительства, проводят компрессионные испытания грунтов и физико-химический анализ почв. Полученные результаты служат основой для расчета фундамента, от которого впоследствии будет зависеть надежность строящегося здания.

Цель испытания

Изучение физических, механических и химических параметров грунта – важный этап строительных работ. При этом геологи и сотрудники лабораторий ориентируются на общепринятые ГОСТ, СНиП и другую нормативную и техническую документацию, в которой указывается порядок проведения опытов и данные для ориентира.

Один из основных этапов исследования – изучение механических свойств грунтовой породы, в частности ее деформационных параметров. Для этого чаще всего используют компрессионный метод, который подразумевает воздействие на грунт высоким давлением. Это приводит к уплотнению образца, но исключает его разрушение и боковое расширение.

Метод компрессии используют на строительных площадках для определения разных механических параметров почвы, в том числе сжимаемости и деформируемости. Для этого создают условия, при котором грунт может сжиматься, но не расширяться по бокам.

При компрессионном исследовании определяют:

• плотность грунтовых образцов,
• плотность более мелких грунтовых частиц,
• естественную влажность грунта.

Полученные результаты используются для расчета начального показателя пористости почвы.

Определение сжимаемости

Грунт состоит из твердых части и пор, которые способны полностью или частично заполняться жидкостью. Как правило, на основание сооружения воздействует небольшая сила сжатия. При этом полевой шпат, кварц и другие твердые частицы меняются незначительно, поэтому их не учитывают в испытании. Большее значение здесь отводится порам, так как они склонны деформироваться под давлением.

Определение сжимаемости – один из этапов компрессионного испытания грунта. Этот параметр выступает в качестве расчетного модуля деформации почв, который нужен для определения усадки сооружения. Он помогает изучить почву и понять, можно ли ее использовать в качестве основания для возводимого сооружения. Как только под воздействием нагрузки она начинает сжиматься, запускается процесс осадки.

После проведения испытания образцы грунта распределяют по категориям:

• сильно сжимаемые,
• незначительно сжимаемые,
• средней степени сжатия.

Сжимаемость – свойство, характерное для всех видов почвы. В процессе эксплуатации она подвергается механическим нагрузкам, которые деформируют ее, сжимают исходную пористость и объем. Именно от изначального количества пор зависит склонность грунтовых пород к сжатию. На это также влияет состав, специфика нагрузки и связи в структуре почвы. Чтобы определить степень сжимаемости грунтовой породы, геологи вычисляют коэффициент бокового давления, относительного сжатия и общей деформации, а также модуль расширения, происходящего в перпендикулярной плоскости.

Таким образом, параметр сжимаемости грунта зависит от того:

• насколько быстро снижается его пористость под влиянием внешних механических нагрузок;
• как меняется его исходное состояние;
• как быстро под влиянием увеличивающейся компрессионной нагрузки истончается оболочка.

При постоянном механическом воздействии изменения грунтовых пород могут быть упругими или пластическими. В первом случае нагрузка не разрушает структуру связей и оболочки, поэтому снижение компрессионной нагрузки приводит к восстановлению деформации. О пластических изменениях говорят тогда, когда разрушается скелет и связи между отдельными частицами. Как правило, на скальных породах они появляются быстрее, чем на глинистой земле.

Выделяют два вида пластических деформаций:

• объемные, при которых поры уплотняются;
• сдвиговые, при которых почва теряет исходную форму или разрушается.

Испытания грунтов в лабораторных условиях или на строительной площадке помогают предупредить пластические деформации земли, на которой строится объект, и предотвратить разрушение фундамента.

Расчет величины сжатия грунта нужен не только для изучения свойств местных пород, но и для определения риска осадки здания. Для этого сотрудники строительных лабораторий используют три метода компрессионного сжатия – одноосное, двухосное и трехосное. Во всех случаях образцы подвергаются механическому воздействию. При одноосном сжатии боковое напряжение исключается, поэтому грунт может меняться в разных направлениях. Чем больше осей задействовано в эксперименте, чем больше образец ограничен в пространстве.

Определение прочности

При компрессионном испытании грунтов также определяют условия, при которых появляются трещины сдвига и отрыва. Экспериментальным путем выявили, что это происходит в местах движения слоев грунтовой породы. Чем больше в породе частиц, которые, перемещаясь, цепляются друг за друга, тем реже происходит сдвиг. У сыпучих почв сопротивление сдвигу практически отсутствует.

Глинистые породы также склоны разрушаться при сдвиге слоев. Только между их частицами возникает не сила трения, а сила сцепления, которая зависит от уплотняющего давления. Они противостоят растяжению благодаря цементационным и водно-коллоидным связям. Поэтому этот вид грунта называют связным.

Алгоритм исследования

Компрессионные испытания грунтов – лабораторное исследование, которое проводят для определения вертикального изменения грунтовых образцов. Чтобы изучить деформационные характеристики, их подвергают сложному уплотнению, при котором из пор полностью вытесняется воздух. При этом поровое пространство не разрушается. Нагрузку увеличивают по степеням, каждая из которых составляет не более 0,5 МПа (кгс/кв. см). Если в эксперименте задействованы две ветви нагружения, то давление на каждом этапе растет по 0,5 МПа (кгс/кв. см), а в обратном порядке – падает по 1,0 МПа (кгс/кв. см). Две ветви нагружения применяют в сложных ситуациях, поэтому продолжительность исследования и, соответственно, его стоимость удваивается.

Оборудование

Для постановки опыта используют одометр – компрессионный прибор, которые нагружает исследуемые пробы и помогает определить их механические свойства. Помимо одометра, лаборанты пользуются грунтовым ножом, бумажными фильтрами, бюксами, часами, часовыми индикаторами и гирями в наборе.

Взятие проб

Результаты опыта зависят от того, насколько правильно были взяты пробы грунтовой породы. Предварительно лаборанты определяют ее физические свойства, а затем выбирают и взвешивают режущее металлическое кольцо нужного диаметра. Далее алгоритм взятия пробного материала состоит из следующих этапов:

1. Вырезка образца с помощью подобранного кольца (между кольцом и грунтом не должно быть зазоров).
2. Взвешивание кольца с взятой пробой.
3. Покрытие образца влажными фильтрами с обеих сторон.

Образец пробы, взятый таким путем, не склонен к разрушению и способен сохранять свои свойства в течение всего испытания. Это позволяет получить наиболее точные результаты.

Ход работы

На следующем этапе компрессионного испытания грунт, заключенный в кольцо, переносят в цилиндрическую камеру одометра. На его дне располагаются отверстия для удаления влаги, выступающей из образца, а под ним – емкость для ее отвода. На пробу воздействуют дырчатым поршнем, который позволяет влаге и воздуху свободно выходить из пор. Давление на него оказывает центрирующий шар. Чтобы в процессе из цилиндрической камеры не выдавливались грунтовые частицы, между исследуемым образцом, стенками одометра и поршнем прокладывают фильтровальную бумагу.

Компрессионное сжатие увеличивают ступенчатым образом. На новую ступень переходят только после того, как достигнута условная стабилизация деформации. Точкой отсчета считается природная нагрузка почвы, для вычисления которой используют удельный вес и высоту используемого образца.

На каждой следующей ступени давление увеличивается на 0,5 МПа (кгс/кв. см). Обычно интервал между сменами составляет 20 мин. Конечную степень сжатия определяют путем сложения природной и проектной нагрузки. Разгрузка в обратном порядке проводится по этому же алгоритму.

Обработка результатов

По окончании компрессионного испытания грунта инженеры лаборатории разбирают одометр. Если опыт ставился в водной среде, из прибора удаляют влагу. Часть пробы отправляется в стеклянный бюкс, в котором затем определяется его конечная влажность. Результаты опыта записывают в журнал. Здесь в основном столбце указывают вертикальное давление, которым воздействовали на опытный образец, а в остальных:

• показания индикатора;
• относительную и абсолютную деформации;
• коэффициенты пористости, сжимаемости и относительной сжимаемости;
• модуль линейной деформации.

Если исследованию подвергалась супесь, суглинок или засоленный песок, определяют начальное давление, если песок, органическая или глинистая почва – коэффициент консолидации.

Что такое сжимаемость и консолидация грунта?

🕑 Время считывания: 1 минута

Сжимаемость
почвы определяется как способность почвы уменьшать свой объем под
механические нагрузки, тогда как консолидация – это сжатие насыщенных
грунт находится под постоянным давлением и возникает в результате вытеснения воды
из пустот почвы. Сжимаемость и уплотнение почвы имеют решающее значение
параметры, необходимые при проектировании.

Консолидация грунта делится на три стадии, включая начальную консолидацию, первичную консолидацию и вторичную консолидацию. Консолидация почвы зависит от времени, и ее анализ обычно основан на теории Терцаги.

Важно
знать скорость консолидации, а также общую консолидацию, которая будет
ожидается при проектировании конструкций. Таким образом, дизайнер сможет
установить необходимые меры предосторожности и конструктивные соображения, чтобы сохранить урегулирование
до допустимого предела, иначе желание пользоваться конструкцией может быть нарушено
и расчетный срок службы конструкции может сократиться.

Состав:

• Сжимаемость
  Почва
• Уплотнение почвы
  • 1. Первичное уплотнение
  • 2. Первичное уплотнение
  • 3. Вторичное уплотнение

Сжимаемость
Почва

Когда масса почвы подвергается сжимающей силе, ее объем уменьшается, т.е. происходит осадка. Свойство грунта, благодаря которому происходит уменьшение объема под действием сжимающей силы, называется сжимаемостью грунта.

Сжатие грунта может происходить за счет сжатия твердых частиц и воды в пустотах, сжатия и вытеснения воздуха в пустотах, вытеснения воды в пустотах.

Рис. 1: Сжимаемость грунта

Уплотнение грунта

Сжатие
насыщенный грунт, находящийся под постоянным статическим давлением, называется консолидацией, т.
полностью за счет вытеснения воды из пустот. Консолидация, как правило,
относится к мелкозернистым почвам, таким как илы и глины.

Почвы крупнозернистые,
такие как песок и гравий, также подвергаются уплотнению, но гораздо быстрее.
из-за их высокой проходимости. Насыщенные глины консолидируются значительно медленнее.
скорость из-за их низкой проходимости.

Процесс консолидации часто путают с процессом уплотнения. Уплотнение увеличивает плотность ненасыщенного грунта за счет уменьшения объема воздуха в пустотах. Однако консолидация — это связанный со временем процесс увеличения плотности насыщенного грунта за счет отвода части воды из пустот.

Рис. 2: Уплотнение и консолидация почвы

Теория консолидации требуется для прогнозирования обоих
величина и скорость консолидации расчетов по
обеспечивать работоспособность сооружений, основанных на сжимаемом грунтовом слое.

Уплотнение почвы состоит из трех компонентов, которые
включает первоначальную консолидацию, первичную консолидацию и вторичную
консолидация:

1. Начальная консолидация

При приложении нагрузки
к частично насыщенному грунту уменьшение объема происходит за счет вытеснения и
сжатие воздуха в пустотах. Небольшое уменьшение объема происходит за счет
сжатие твердых частиц.

Снижение
Объем грунта сразу после приложения нагрузки называется начальным.
консолидация или начальное сжатие. Для водонасыщенных грунтов начальный
консолидация происходит в основном за счет сжатия твердых частиц.

2. Первичная консолидация

После первоначальной
уплотнение, дальнейшее уменьшение объема происходит за счет вытеснения воды
из пустот. Когда насыщенный грунт подвергается давлению, сначала все
приложенное давление воспринимается водой как избыточное поровое давление воды. А
возникнет гидравлический градиент, и вода начнет вытекать, а
происходит уменьшение объема.

Это сокращение
объем называется первичным уплотнением грунта. В мелкозернистых почвах
происходит первичная консолидация, в течение длительного времени. Однако в крупнозернистой
грунтах первичная консолидация происходит довольно быстро из-за высокой
проницаемость.

3. Вторичная консолидация

Уменьшение объема продолжается очень медленно даже после того, как избыточное гидростатическое давление, создаваемое приложенным давлением, полностью рассеивается и первичная консолидация завершена.

Дополнительное уменьшение объема называется вторичной консолидацией. Вторичная консолидация становится важной для определенных типов почв, таких как торфы и мягкие органические глины.

Подробнее:

Уплотнение против уплотнения

Проверка уплотнения почвы и одометра

Что такое уплотнение почвы?

Уплотнение почвы относится к процессу, при котором объем насыщенной (частично или полностью) почвы уменьшается из-за приложенного напряжения. Термин был введен Карлом фон Терцаги, также известным как «отец механики грунтов и геотехнической инженерии». Терцаги создал теорию одномерной консолидации и изменил определение термина, поскольку ранее он ассоциировался (и до сих пор в науках о Земле) с уплотнением глинистых отложений, образующих сланцы.

Когда нагрузка прикладывается к грунту с низкой проницаемостью, она сначала переносится водой, которая существует в порах насыщенного грунта, что приводит к быстрому увеличению порового давления воды. Это избыточное поровое давление воды рассеивается по мере того, как вода стекает из пустот в почве, и давление передается скелету почвы, который постепенно сжимается, что приводит к осадкам. Процедура консолидации продолжается до тех пор, пока не будет сброшено избыточное поровое давление воды.

Прирост приложенного напряжения, вызывающий консолидацию, может быть вызван либо естественными нагрузками (например, процессы осадконакопления), либо антропогенными нагрузками (например, строительство здания или насыпи над грунтовым массивом), либо даже понижением грунта уровень грунтовых вод.

Продолжительность консолидации

Продолжительность процесса консолидации является критическим вопросом и сильно зависит от проницаемости грунта, подвергаемого нагрузке, и от путей дренажа. В целом консолидация в песчаных грунтах представляет собой быстрый процесс (происходящий, возможно, непосредственно во время строительства), тогда как в глинистых грунтах этот процесс может длиться многие годы или даже десятилетия.

Процедура консолидации обычно делится на 3 этапа:

1. Первичная консолидация: быстрая потеря объема грунтовой массы, связанная с приложением внешнего напряжения, сжимающего воздух внутри пустот грунта.
2. Первичная консолидация: осадка грунта, при которой избыточное поровое давление воды передается скелету грунта
3. Вторичная консолидация: последующая процедура осадки, происходящая после первичной консолидации и связанная с внутренними изменениями в структуре грунта при почти постоянной нагрузке . Этот процесс обычно называют ползучести.

Тест одометра

Простейший рассмотренный случай консолидации — это одномерная консолидация. При этом боковой деформацией грунтового массива пренебрегают. Процедура тестирования для количественной оценки критических свойств почвы, связанных с уплотнением почвы, называется одометрическим тестом. Термин «одометр» происходит от древнегреческого языка и означает «набухать». Это испытание является одним из наиболее часто проводимых и важных лабораторных испытаний в геотехнической инженерии. Тест одометра направлен на измерение вертикального смещения цилиндрического насыщенного образца грунта, подвергнутого вертикальной нагрузке, в то время как он ограничен в радиальном направлении. В последующем тесте описывается тест консолидации с инкрементной нагрузкой. Обратите внимание, что существует также тест с постоянной скоростью деформации (CRS), который в настоящее время становится все более популярным

Компоненты испытательной установки

Типичная испытательная установка одометра, показанная на рис. измерительный механизм .

Ячейка консолидации состоит из следующих компонентов:

• Удерживающее кольцо, расположенное по окружности вокруг образца для ограничения бокового смещения
• Нагрузочная крышка для передачи нагрузки на образец грунта
• Резервуар, наполненный водой для того, чтобы почва оставалась существенно насыщенной
• Пористые камни, которые на несколько порядков более проницаемы, чем типичные образцы мелкозернистого грунта. Эти камни обеспечивают дренаж воды сверху и снизу образца
• Фильтровальная бумага, помещаемая между камнем и образцом почвы для предотвращения закупорки почвой пор камня

Типовой диаметр ( D ) до высоты ( H ) отношения образцов почвы составляют D/H = 3 — 4 . Площадь поперечного сечения образца почвы может составлять 20, 35 или 50 см ² ( D = 5-8 см ), а его высота H = 2-2,5 см .

Нагрузочная рама конфигурации состоит из нагрузочной балки и собственных грузов. Конфигурация позволяет поддерживать постоянную нагрузку в течение неопределенного времени. Приложение нагрузки вызывает деформацию нагружающей рамы, пористых камней и образца грунта. Поскольку испытание предназначено для измерения только деформации грунта, другие движения (прогибы машины) должны быть измерены, а затем вычтены из общей деформации. Это достигается путем измерения отклонения установки с использованием алюминиевого образца, который характеризуется линейной упругой и, следовательно, известной реакцией.

Измерение вертикальной деформации образца грунта выполняется с помощью индикатора часового типа (чаще всего) или электронного прибора.

Рис. 1: Типовая установка одометра (фото из Национального технического университета Афин)

Процедура проверки

Типичная процедура проверки состоит из следующих этапов: 013 Позиционирование стрелочного индикатора (или электронный прибор)

Поместите ячейку консолидации в загрузочную раму и отрегулируйте высоту. Погрузочная балка должна быть почти горизонтальной.

Нагрузка выдерживается в течение 24 часов (для некоторых глин 48 часов), в течение которых почва уплотняется дренажом из пористых камней. После этого приложенная нагрузка постепенно увеличивается за счет удвоения приложенного напряжения на каждом этапе. Количество ступеней нагрузки и максимальное прилагаемое напряжение зависят от интересующего диапазона напряжений. В процессе загрузки в ячейку подается вода, так что образец остается полностью насыщенным. На каждом этапе нагружения систематически снимают показания деформации для построения кривой осадки во времени. То есть после приложения каждой нагрузки деформацию измеряют через 6, 15, 30 секунд, затем через 1, 2, 4, 8, 16, 30 мин и через 1, 2, 4, 8 и 24 часа соответственно. . Когда достигается максимальная нагрузка и, возможно, при увеличении нагрузки между ними, вводится этап разгрузки, который может выполняться в один или несколько этапов; обычно нагрузка уменьшается в 4 раза на каждом шаге. Когда испытание завершено, измеряют конечную высоту образца и содержание воды в нем.

Результаты и параметры, полученные в результате испытания на одометре

Следующие свойства грунта получены в результате испытания на одометре:

• Давление предварительного уплотнения : Максимальное эффективное напряжение, которое образец грунта выдержал за свою геологическую историю.
• Индекс сжатия C _C : C _C – это индекс, связанный со сжимаемостью грунта. В частности, он измеряется как наклон кривой между коэффициентом пустотности и эффективным напряжением. Коэффициент пустот представлен в нормальном масштабе, тогда как эффективное напряжение в логарифмическом масштабе. Типичная кривая сжатия с точки зрения коэффициента пустотности — эффективного напряжения представлена ​​на рис. 9.0099 Рисунок 2 . Наклон «девственной» части кривой обозначает индекс сжатия, C _C .

  Рис. 2: Типовая диаграмма отношения пустот – корреляция эффективного напряжения, полученная с помощью одометрического теста. Также представлены индексы Compression C _C и Recompression C _r .

  Следовательно, C _C равно:

  C _C  = Δe / Δlog (σ’)

  C _C обычно находится в диапазоне от 0,1 до 10 и не имеет единиц измерения. Для нормально сцементированных глин индекс обычно колеблется от 0,20 до 0,50, а для илов — от 0,16 до 0,24. Для песков индекс колеблется от 0,01 до 0,06, хотя для песка это не особо значимый параметр.

  Некоторые эмпирические выражения, которые связывают индекс сжатия, C _C , с пределом текучести (LL) и индексом пластичности (PI) почвы, следующие: ), (Skempton, 1944)

• C _c = 0,009(LL-10), (Terzaghi and Peck, 1967)
• C _c = 0,50×PI×G _s , (Гнев и Вуд, 1978 г.) )

Индекс рекомпрессии C _r : C _r используется для определения сжимаемости переконсолидированного грунта и рассчитывается с использованием наклона кривой отскока-повторного сжатия (рис. 2). Для неорганических грунтов С _р составляет 0,1-0,2 значения С _С .

Определение коэффициента консолидации, C

_V

Коэффициент консолидации, C _V , можно легко оценить по графику расчетной зависимости с использованием графических методов. Есть две, наиболее часто используемые, методологии:

1. Casagrande Logarithm of Time Fetting Method (Casagrande and Fadum, 1940):

   Коэффициент консолидации, C _V , определяется по оценке времени на 50, C _V , определяется по оценке времени на 50. % консолидации ( t ₅₀ ), как показано на короткой анимации/презентации ниже. Тогда С _В можно рассчитать как: )

   где Н _др дренаж путь. При исходной высоте образца ( Н _и ) и сжатии образца грунта при 50% консолидации ( ΔН ) путь дренажа (при двойном дренаже), H _dr вычисляется как:

   H _dr  = ( H _i  —  ΔΗ ) / 2

2. Квадрат Тейлора Корень времени Метод подгонки (Taylor, 1948):

   В этом методе показания циферблата строятся в зависимости от квадратного корня из времени. Коэффициент консолидации C _V определяется путем оценки времени в 90% консолидация ( t ₉₀ ), как показано на короткой анимации/презентации ниже. Тогда C _V можно оценить как:

   C = 0,848 * (H ² _dr  / t ₉₀ ) 900 03

   где H _др — средний путь дренажа ( обычно половина высоты образца).

Ссылки

Леонардс Г.А. и Жиро П. (1961). Исследование одномерного теста консолидации, Proc. Пятый междунар. конф. по механике грунтов и фунд. Eng., Париж, Vol. 1, 116-130.

Сивакуган, Н., (1990). Развитие болотистых районов в Коломбо, Шри-Ланка, Proc. Десятый геот Юго-Восточной Азии. конф., Тайбэй, Vol. 1, 469-472.

Скемптон, А. В. (1944). Заметки о сжимаемости глин. QJ Геол. соц. Лондон, 100 (1-4), 119-135.

Терзаги, К. и Пек, Р.Б., (1967). Механика грунтов в инженерной практике, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, 729 стр.

Уоллес, Г.