2. Построить кривые консолидации – графики зависимости степени консолидации в процентах в зависимости от времени.

Рис. 7.8 График зависимости степени консолидации от времени для супеси

Рис. 7.9 График зависимости степени консолидации от времени для суглинка

8. Методика и приборы для проведения компрессионных испытаний.

Практически испытание пород для построения компрессионной кри­вой обычно состоит в том, что образец изучаемой породы поме­щается в металлический цилиндр компрессионного прибора и под­вергается равномерно распределенной нагрузке . Дно и поршень цилиндра оборудованы специальными пористыми прокладками, от­водящими выдавливаемую из образца воду.

Внешняя нагрузка на образец вызывает его деформации, кото­рые в условиях невозможности бокового расширения будут выра­жаться в уменьшении высоты образца за счет уменьшения пористо­сти. Изменение высоты образца регистрируется специальными при­борами-индикаторами (мессура) с точностью до 0,01мм. Увеличе­ние нагрузки производится ступеньками, после того как оканчивает­ся сжатие образца под воздействием предыдущего давления.

Предварительно для испытуемой породы определяют удельный вес (), объемный вес (), начальную влажность (W₀) и начальный (природный) коэффициент пористости (₀).

Каждая последующая ступень давления увеличивается вдвое (например, 0,5, 1, 2, 4и т.д. кГ/см²). Величина первой ступени на­грузки иногда определяется давлением, которое испытывала поро­да в природных условиях. Последняя ступень нагрузки определяет­ся нагрузкой от проектируемого сооружения, увеличенной на1—2кГ/см²

За критерий условной стабилизации деформаций принимается для мягких, сильно пластичных глин нарастание деформации на 0,01мм за 12ч для плотных глин и 0,01мм за 3—5ч для песчаных.

Породы, залегающие в основании проектируемых сооружений, испытываются в образцах с ненарушенным сложением, а породы, изучаемые в качестве материала для земляных сооружений (пло­тин, дамб, насыпей и т.д.),—с нарушенным сложением, но при той влажности и плотности, с которыми их намечается укладывать в тело сооружения.

Испытание водонасыщенных и водоненасыщенных пород, кото­рые после возведения сооружения окажутся под водой, проводятся в условиях погружения испытуемого образца под воду.

Породы, которые в процессе строительства и эксплуатации со­оружений не будут дополнительно увлажняться, испытываются с сохранением естественной влажности.

В результате опыта получают ряд экспериментальных значений:₁-h₁;₂-h₂;₃-h₃ и т.д., по которым можно рассчитать изменение коэффициента пористости: и значения коэффициента пористости, отвечающие соответствую­щим давлениям_n=₀-_n. По полученным значениям строится компрессионная кривая, и определяются по указанным выше фор­мулам коэффициент компрессии и модуль общей деформации для любых интервалов давлений в пределах построенной компрессион­ной кривой.

Просадочность

Некоторые породы сжимаются под влиянием увлажнения. Эту особенность пород называют просадочностью. 0на вызывается резким уменьшением прочности структурных cвязeй между частицами породы под влиянием воды.

Просадочность характерна для лёссов и лёссовидных пород, ко­торые называют макропористыми породами. Поры в них различимы невооруженным глазом. При замачивании без увеличения нагрузки они дают значительную дополнительную осадку (просадку) провального характера. Лессовые породы легко и быстро размокают и размываются. В районе их распространения широко развиты овражно-балочные явления, быстро разрушаются берега рек, озер и водохранилищ, многочисленные оползни, подвижки и другие явления.

Выявление степени просадочности имеет большое практическое значение при проектировании строительства и нормальной эксплуа­тации различных сооружений.

Грунтовые условия строительных площадок в зависимости от возможности проявления просадки под влиянием собственного веса породы при замачивании по СНиП 11-Б.2—62разделяются на два типа. К первому типу относятся породы, у которых просадка от соб­ственного веса практически отсутствует или не превышает 5см, ко второму —породы с возможной просадкой от собственного веса более 5см.

Возможность просадки от веса вышележащей толщи и ее вели­чина определяются в полевых условиях путем опытного замачива­ния участка распространения лёссовых пород площадью не меньше мощности просадочной толщи.

Основным показателем, характеризующим возможную величину просадочности по СНиПу, является относительная просадочность, которая определяется по формуле

гдеh₀ —высота образца породы природной влажности, обжатого давлением, равным природному_пр, без возможности бокового рас­ширения, см;

h —высота того же образца породы природной влаж­ности, обжатого без возможности бокового расширения давлением_i, равным давлению от веса сооружения и собственного веса вышележащей породы (_i=_соор +_пр), см;

h'—высота того же образца после пропуска через него воды при сохранении давления_i.

Для определения относительной просадочности при проектирова­нии сооружений проводят поинтервально (послойно) компрессион­ные испытания всей толщи просадочных пород под сооружением по следующей схеме.

Испытуемый образец высо­тойh₀помещают в компрес­сионный прибор, предохраняют его от высыхания и ступенями по 0,25—0,5кГ/см²доводят давление на него до величины_i, равной сумме проектируе­мого давления от сооружения и природного давления. Под этим давлением выдерживают образец до условной стабили­зации осадки и определяют высоту образца h.Затем к об­разцу снизу проводят воду и, не изменяя давление, наблю­дают за деформацией образца под влиянием замачивания. Во­да для замачивания должна быть по химическому составу и общей минерализации анало­гична воде, которая будет увлажнять породу в естественных усло­виях при строительстве и эксплуатации сооружения.

При большой мощности просадочная толща разбивается на от­дельные слои с учетом литологического состава. При этом измене­ние суммарного давления в пределах выделенного слоя не должно превышать 1кГ/см².

Для инженерно-геологического картирования относительная просадочность может определяться при стандартном давлении= 3 кГ/см².