Лабораторная работа № 4

Определение эквивалентного сцепления мерзлого грунта по результатам испытания шариковым штампом

Метод испытания шариковым штампом заключается в определении деформаций ползучести грунта S при длительном вдавливании в него шарикового штампа. По полученным значениям деформации и динамики ее изменения вычисляется эквивалентное сцепление С и его изменение во времени. При постоянно действующей нагрузке в любой момент времени сцепление можно установить по соответствующей осадке шарикового штампа по следующей формуле:

С = 0,06 Р / d S, (3)

где d – диаметр шарикового штампа, см;

S – осадка штампа, см:

Р – нагрузка на штамп, кг.

Для определения эквивалентного сцепления образец мерзлого грунта, выдержанный при определенной температуре, устанавливают на определенную плиту прибора. Шариковый штамп доводится до поверхности грунта и закрепляется стопорным винтом. Затем устанавливают индикатор на нулевую отметку. Передача нагрузки на образец мерзлого грунта осуществляется путем ослабления стопорного винта. Одновременно включается секундомер и берутся отсчеты по индикатору, которые записываются в журнал.

Результаты испытаний

Величина нагрузки Р ,кгс.	Время от начала отсчета t мин.	Показания индикатора , мм	Деформации грунта (осадка) S , мм	Сцепление грунта Сэкв ,кгс/см2
	30 сек. 1 мин. 2 мин. 3 мин. 4 мин. 5 мин.. 10 мин. 15 мин.

По результатам испытания строится график зависимости эквивалентного сцепления от времени:

С_экв.

С _{экв.мгн.}

_{t, мин.}

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Лабораторная работа № 5

Определение характеристики сжимаемости оттаивающего

мерзлого грунта

Для расчета осадки фундаментов зданий, возведенных по II принципу использования вечномерзлых грунтов в качестве основания (в оттаивающем или оттаившем состоянии), необходимо знать показатели деформируемости мерзлых грунтов при отттаивании. Осадка мерзлых грунтов при отттаивании происходит в результате перехода содержащегося в них льда в воду. При этом уменьшение объема происходит как под действием собственного веса грунта, так и под действием внешней нагрузки. Осадка оттаивания мерзлых грунтов зависит как от свойств самого грунта, так и от величины внешнего давления.

Просадочность отттаивающего грунта характеризуется двумя показателями:

А _th – коэффициент оттаивания;

δ_ih – коэффициент сжимаемости, кПа^-1.

Осадка оттаивания мерзлого грунта вычисляется по гипотезе Н.А.Цытовича:

S _th = (A_th + σ_zi δ_ih ) h,

где σ_zi – вертикальное давление, кПа;

h – мощность отттаившего слоя, м.

Для определения характеристик сжимаемости оттаившего мерзлого грунта образец грунта в кольце закладывают в рабочую камеру прибора. На образец устанавливают штамп и дают нагрузку обжатия величиной не менее 1,0 кг/см², при этом штамп несколько раз поворачивают вокруг вертикальной оси для устранения неровностей поверхности. Затем снимается отсчет по индикатору, фиксирующему вертикальные деформации, и дается нагрузка, при которой будет производиться отттаивание образца грунта, и опять снимается показание индикатора. После этого к штампу подается горячая жидкость, способствующая интенсивному отттаиванию мерзлого грунта. Показания индикатора снимаются каждую минуту до стабилизации деформации.

Чтобы получить искомые характеристики, необходимо провести такие испытания не менее трех раз при различных обжимающих нагрузках.

Приборы: одометр , пресс рычажной, отношение плеч рычага 1 : 10

Исходные данные:

h = 25 мм – мощность оттаивающего грунта,

F_к =60 см² – площадь сечения кольца,

Р – вертикальная нагрузка на штамп ( кгс

Результаты испытаний

Вертикаль ная нагрузка Р , кгс.	Вертикаль. нормальное напряжение σzi	Время испытания t , мин.	Показания индикатора		Абсолютная Деформация грунта λ , мм	Относит. деформация грунта εi = λ / h
Под собств. весом		0
		1
		2
		3
		4
		5				Аth =
60	1	1
		2
		3				ε1=
120	2	1
		2
		3				ε2=
180	3	1
		2
		3				ε3 =

График зависимости относительной деформации от вертикального нормального напряжения:

ε, мм

ε₃

ε₂

ε₁

А _th

σ ₁ σ₂ σ₃ σ_z, кПа

δ_ih = tgφ = (ε₃ – ε₁) / (σ_z3 - σ_z1 )

A _th = ...