Обработка результатов компрессионных испытаний.

По результатам испытаний грунта в компрессионном приборе определяется величина относительной деформации сжатия образцов грунта (ε) при соответствующих значениях давлениях (Р, МПа) по формуле (2.1):

(2.1)

 

где Δh_i - абсолютная деформация, h - высота образца (25 мм).

По величинам относительной деформации строится график зависимости относительных деформаций от вертикального давления ε = f (р). На рис. 2.1 приведен образец графического оформления результатов испытания грунта.

Вычисляют коэффициенты пористости (е_i) по значениям относительной деформации (ε_i) взятым с графика при любом давлении (Pi) по формуле (2.2):

ei= ео - ε i ·(1+ ео )

(2.2)

 

где е_о - начальный коэффициент пористости.

Коэффициент сжимаемости m_i МПа^-1, в заданном интервале давлений P_i и P_i+1. вычисляется с точностью 0,001 МПа^-1 по формуле (2.3):

(2.3)

 

где e_i, е _i+1 - коэффициенты пористости, соответствующие давлению P_i+1 и Р_i;

Модуль деформации Е, МПа в интервале давления от Р_i и P_i+₁. Вычис­ляют с точностью 0,1 МПа по формуле (2.4):

(2.4)

где m_i - коэффициент сжимаемости, е₀ - коэффициент пористости, β - поправка, учитывающая отсутствие бокового расширения грунта в компрес­сионном приборе, принимаемая для песков - 0,8, супесей - 0,7, суглинков - 0,5, глин - 0,4.

 

Относительное сжатие водонасыщенного грунта в зависимости от давления Р	Относительное сжатие глинистого грунта при частичном разуплотнении в зависимости от давления Р

Рис. 2.1. График ε = f (p)

Масштаб графиков: по горизонтали 10 мм - 0,025 МПа для Р; по вертикали 10 мм - 0,02 МПа для ε.

Во всех заданиях приведены результаты компрессионных испытаний грунтов при естественной влажности. В табл. 2.4 приведены показатели физических свойств, определяемые лабораторными методами.

Варианты заданий

Таблица 2.4. Физические свойства грунтов

	Показатели свойств грунта
Варианты	ρs	ρ	ρd	W	Sr	n	е	Wl	Wp	Ip	Il
	г/см^3	г/см^3	г/см^3	%	д.е	д.е	д.е	%	%	%	д.е
1	2,70	2,0		23				42	22
2	2,68	2,08		22				36	21
3	2,68	2,01		25				33	22
4	2,73	1,85		35				80	39
5	2,73	1,96		21				53	27
6	2,68	2,03		26				30	22
7	2,68	2,03		24				32	21
8	2,70	2,04		18				43	20
9	2,68	1,99		25				35	25
10	2,70	2,10		16				42	20
11	2,73	2,01		25				58	24
12	2,73	2,04		25				64	25
13	2,70	2,09		19				46	22
14	2,68	2,01		27				36	23
15	2,70	2,07		22				46	21
16	2,74	1,96		20				51	25
17	2,67	2,01		23				31	20
18	2,71	1,99		25				34	21
19	2,67	2,02		24				36	25
20	2,72	1,98		22				54	23

 

Таблица 2.5. Результаты компрессионных испытаний

Давление на образец Р, МПа	Абсолютная деформация, Δhi, мм
	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,05	0,34	0, 4	0,13	0,08	0,14	0,11	0,16	0,27	0,30	0,10
0,1	0,43	0,54	0,25	0,14	0,19	0,23	0,30	0,39	0,40	0,18
0,15	0,49	0,67	0,37	0,20	0,28	0,38	0,46	0,48	0,48	0,22
0,2	0,58	0,75	0,53	0,30	0,37	0,48	0,58	0,55	0,58	0,29
0,25	0,69	0,85	0,59	0,38	0,45	0,56	0,72	0,61	0,70	0,37
0,3	0,75	0,95	0,67	0,45	0,53	0,62	0,85	0,85	0,74	0,42
β	0,743	0,565	0,534	0,565	0,9	0,534	0,534	0,9	0,565	0,9

 

 

Продолжение таблицы 2.5

Давление на образец Р, Мпа	Абсолютная деформация - Δhi, мм
	Варианты
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
0,05	0,33	0,16	0,04	0,10	0,14	0,36	0,09	0,06	0,12	0,31
0,1	0,45	0,22	0,10	0,26	0,19	0,45	0,15	0,12	0,24	0,43
0,15	0,51	0,30	0,15	0,42	0,26	0,51	0,21	0,17	0,40	0,49
0,2	0,57	0,37	0,22	0,58	0,36	0,60	0,31	0,24	0,56	0,55
0,25	0,68	0,42	0,27	0,70	0,40	0,71	0,39	0,29	0,68	0,66
0,3	0,73	0,47	0,33	0,82	0,45	0,76	0,46	0,35	0,80	0,71
β	0,74	0,9	0,534	0,534	0,743	0,734	0,534	0,534	0,534	0,734

 

Таблица 2.6. Обработка результатов компрессионных. испытаний

Давле­ние на образец Р, Мпа	Абсолют­ная де­формация. Δhi, мм	Относитель­ная дефор­мация, ε i, д.е	Коэффици­ент порис­тости, ei, д.е	Коэффици­ент уплотнения, mi, Мпа^-1	Модуль деформа­ции, Еi, Мпа
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3

 

Прочностные свойства грунтов. Методика изучения.

Цель: Ознакомиться с методом и методикой определения сопротивления срезу образцов грунтов на одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза, применяемых при исследованиях грунтов оснований фундаментов зданий и сооружений.

Задание:

По представленным данным, полученным при испытании образца на срез построить график зависимости сопротивления грунта срезу от нормального давления, τ = f (σ) (График Кулона). Определить значения С и φ по графику.

Вычислить по формулам (2.5 и 2.6) угол внутреннего трения φ, град. и удельное сцепление С, МПа.

По результатам лабораторных испытаний сделать вывод о прочности исследованного образца грунта.

Угол внутреннего трения φ и удельное сцепление С, МПа, вычисляют по формулам:

	(2.5)
	(2.6)

где  - опытное значение сопротивления срезу,

 - величина срезающего усилия,

n - количество испытаний.

На рис. 2.2 приведен образец графического оформления результатов испытания грунта методом одноплоскостного среза.

Рис. 2.2. Образец графического оформления результатов испытаний грунта методом одноплоскостного среза. График Кулона.

Во всех вариантах (табл. 2.7) применена схема испытаний на одноплоскостной срез - быстрый сдвиг, без уплотнения при естественной влажности. Высота кольца - 35 мм, площадь кольца - 40 см².

График зависимости сопротивления грунта срезу от нормального дав­ления τ = f (σ) построить согласно рекомендаций, приведенных на рисунке.

Угол внутреннего трения ф и удельное сцепление с, МПа вычислить по формулам (9.1) и (9.2). Сделать вывод о прочности исследованного образца грунта.

Например. Угол внутреннего трения φ и удельное сцепление равны 15 град и 0,02 МПа, соответственно. Значения прочностных характеристик полученных графическим и аналитическим методами близки (отличаются незначительно).

Варианты заданий

Таблица 2.7 Результаты определения сопротивления образца грунта срезу

Нормальное давление при срезе, МПа	Сопротивление грунта срезу, МПа
	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0,1	0,060	0,055	0,080	0,060	0,065	0,065	0,070	0,085	0,075	0,060
0,2	0,110	0,093	0,105	0,115	0,118	0,135	0,125	0,110	0,100	0,135
0,3	0,145	0,120	0,135	0,165	0,175	0,175	0,155	0,130	0,118	0,170

 

Нормальное давление при срезе, МПа	Сопротивление грунта срезу, МПа
	Варианты
	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20
0,1	0,065	0,088	0,090	0,060	0,065	0,065	0,035	0,080	0,065	0,080
0,2	0,130	0,120	0,120	0,135	0,130	0,100	0,060	0,110	0,110	0,120
0,3	0,170	0,185	0,131	0,170	0,170	0,140	0,085	0,160	0,170	0,180

 

 

Вопросы к лабораторной работе № 2

1. Деформационные характеристики грунтов. Оцениваемые параметры. Порядок определения;

2. Прочностные характеристики грунтов. Оцениваемые параметры. Порядок определения;

3. Классификация грунтов по характеру структурных связей;

4. Основные показатели, которые используются для оценки физических и механических свойств горных пород;

5. Для каких расчетов используют характеристики деформируемости грунта.

6. Геодинамические процессы. Виды;

7. Геологические процессы, связанные с поверхностными водами;

8. Геологические процессы, связанные с деятельностью поверхностных и подземных вод;

9. Склоновые процессы;

10. Эндогенные процессы.

11. Горные породы. Общие сведения. Классификация.