Приложение m

(справочное)

Подробная информация о классификационных испытаниях, идентификации и характеристике грунтов

М.1 Контрольный перечень процедур классификационных испытаний

(1) Количество образцов для испытаний зависит от изменчивости грунта и объема опыта и данных об этом типе грунта, однако в меньшей степени, чем для других испытаний по инженерно-геологическим проблемам. Указания по количеству классификационных испытаний приводятся в таблице М.1.

Таблица М.1 — Классификационные испытания. Рекомендуемое минимальное количество образцов из одного пласта грунта, подлежащих испытаниям

Классификационные испытания	Мин. количество образцов при аналогичном сопоставимом опыте
	при наличии	при отсутствии
Распределение по размерам зерен	4–6	2–4
Содержание воды	Все образцы класса качества от 1 до 3
Испытания на степень прочности	Все образцы класса качества 1
Пределы консистенции (пределы пластичности Аттер­берга)	3–5		1–3
Потеря массы при прокаливании (для содержащих органику и глинистых грунтов)	3–5		1–3
Насыпная плотность	Испытания каждого элемента
Степень плотности	По мере надобности
Плотность частиц	2		1
Содержание карбонатов	По мере надобности
Содержание сульфатов	По мере надобности
рН	По мере надобности
Содержание хлоридов	По мере надобности
Дисперсность грунта	По мере надобности
Подверженность замерзанию	По мере надобности

(2) В таблице М.2 представлен контрольный перечень процедур классификационных испытаний для каждого типа грунта, включенных в настоящий технический кодекс.

Таблица М.2 — Контрольный перечень процедур при испытаниях по классификации грунтов

Классификационные испытания	Контрольный перечень процедур
Содержание воды	Проверить способ хранения опытных образцов. Скоординировать программу испытаний с другими классификационными испытаниями. Стандартные методы с сушкой в печи не пригодны для гипса, содержащих органику грунтов; могут потребоваться специальные меры предосторожности. Для грубозернистого грунта может потребоваться корректировка объема содержания воды. Для засоленных грунтов требуется корректировка

Окончание таблицы М.2

Классификационные испытания	Контрольный перечень процедур
Насыпная плотность (объем­ная масса)	Необходимо выбрать методику испытаний. Проверить применяемые методы отбора, транспортировки и хранения проб. Для крупных объектов разработки грунта может потребоваться адаптация методики испытаний или следует применить полевой метод. Для песчаных и гравийных грунтов может потребоваться корректировка измеренной плотности
Плотность частиц (удельный вес твердой фазы)	Подготовка опытных образцов (сушка в печи для сравнения с влажными образцами) может влиять на результаты. Проверить, нет ли в материале закрытых пор; для такого материала может потребоваться особая методика. Следует зафиксировать в отчете наличие закрытых пор. Если результаты выходят за рамки типичных значений, следует рассмотреть необходимость проведения дополнительных исследований; минералогия и содержание органических веществ влияет на результат
Гранулометрический анализ	Выбор методики испытаний зависит от размеров частиц. Наличие карбонатов и органических веществ влияет на результаты; при испытаниях таких материалов удалите карбонаты или органические вещества, если потребуется, или адаптируйте методику испытаний. Проверьте, чтобы при отборе проб применялось правильное квартование (репрезентативность размеров частиц и проб)
Пределы консистенции (пре­делы Аттерберга)	Выбор метода испытаний предела текучести; допускаются несколько методов, но рекомендуется применять метод падающего конуса. Проверить способ хранения опытных образцов. Проверить подготовку образцов, особенно гомогенизацию и перемешивание. Проверить, применялась ли сушка. Сушка может существенно повлиять на результаты испытаний, и следует избегать сушки в печи. Окисляющиеся грунты следует испытывать с минимальным временем проведения испытаний. Для тиксотропных грунтов полученные результаты могут оказаться недостоверными
Степень плотности для несвязного (сыпучего) грунта	Проверить способ хранения образцов. Выбрать метод испытаний. Результаты зависят в значительной степени от методики испытаний, которая будет использоваться. Подготовленные образцы имеют высокую степень неоднородности
Дисперсность грунта	Следует предусмотреть различную степень уплотнения для образцов. Следует избегать сушки образцов перед испытаниями. Выбрать, какой метод испытаний будет применяться. В дополнение следует провести классификационные испытания
Подверженность замерзанию	—

Примечание — Примеры испытательных методик для классификации, идентификации и описания грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.

M.2 Определение влагосодержания

M.2.1 Оценка результатов испытаний

(1) Если вода в грунте засоленная, растворенные в ней соли останутся в грунте после сушки и могут служить причиной неправильного результата определения содержания воды. Более правильным будет говорить о содержании жидкой фазы, т. е. о массе жидкости (вода плюс соли) на единицу массы сухого грунта.

(2) Для комковатых грунтов содержание воды, полученное в лаборатории на образце, для которого максимальный диаметр зерна ограничен размером образца, может отличаться от содержания воды на месте залегания грунта. В таком случае содержание воды следует скорректировать по проценту зерен, размер которых больше максимального диаметра зерен.

Примечание — Примеры испытательных методик для определения содержания воды в грунтах приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.2.

М.3 Определение насыпной (объемной) плотности

М.3.1 Методика испытаний

(1) Линейный метод измерения подходит только для мелкозернистого грунта. Для крупнозернис­того грунта плотность обычно определяется с достаточной малой погрешностью путем проведения испытаний в полевых условиях и с еще меньшей погрешностью – на основании замороженных «нена­рушенных» образцов.

(2) В таблице М.3 приведены указания по минимальному количеству испытаний, необходимых для одного пласта глинистого или илистого грунта. В данной таблице для подтвреждения существующих знаний приводиться описание только одного испытания.

Таблица М.3 — Испытание плотности. Минимальное количество образцов одного пласта грунта, подлежащих испытаниям

Диапазон измеряемой плотности, мг/м3	Мин. количество образцов грунта, если аналогичный сопоставимый опыт
	отсутствует	средний	широкий
0,02	4	3	2
0,02	3	2	1

Примечание — Примеры методик определения насыпной плотности грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.3.

М.3.2 Оценка результатов испытаний

(1) Результаты испытаний необходимо проверить путем расчета степени насыщения, которая не должна превышать 100 %.

(2) Для комковатых грунтов плотность сухого грунта, полученная в лаборатории на образце, для которого максимальный диаметр зерна ограничен размером образца, может отличаться от плотности сухого грунта на месте залегания. В таком случае плотность сухого грунта необходимо скорректировать поправкой, значение которой зависит от процента зерен с размерами больше максимального диаметра зерен.

М.4 Определение плотности частиц (удельного веса твердой фазы)

(1) Объем материала, необходимый для определения плотности частиц грунта, очень мал (мин. 10 г с размером частиц менее 4 мм). Проба обычно берется из образца, использованного для другого лабораторного испытания.

(2) В пористых материалах с закрытыми порами частички имеют только теоретическую (кажущуюся) плотность. Плотность твердого материала можно определить путем тонкого размола образцов и по количеству закрытых пор, используя методику, в которой объем открытых пор определяется с использованием водного насыщения или давления газа в специализированных лабораториях. Плотность твердых частиц тогда следует измерять в лаборатории с использованием специальной технологии.

(3) Для грунта, содержащего органические материалы, лабораторные испытания должны проводиться в соответствии с особым порядком. В противном случае измеренные значения можно будет использовать лишь с большой осторожностью.

(4) Можно применить современные методы, такие как с использованием гелиевого пикнометра. Такие методы должны предусматривать калибровку по одному из наиболее употребляемых методов, например, описанных в документах, перечисленных в Х.4.1.4.

Примечание — Примеры методик определения плотности частиц грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.4.

М.5 Гранулометрический анализ

(1) Для комковатых грунтов (главным образом гравия и/или песка) гранулометрический состав определяется путем просеивания после промывки, и осаждение обычно не требуется. Для мелкозернистых грунтов (преимущественно ила и/или глины) применяется процедура осаждения, включающая просеивание песчаных частиц. Для смешанных грунтов (содержащих частицы всех размеров) применяется как процедура просеивания, так и осаждения.

(2) Особую осторожность и тщательность следует проявлять при испытаниях глинистых и содержащих органику грунтов. Например, частички глины могут оказывать цементирующее действие, которое может стать необратимым во время сушки при температуре 105 °С, когда органические вещества частично окисляются.

(3) Могут также применяться современные методы, включающие системы с использованием рентгена, лазерных лучей, систем измерения плотности и подсчета частиц. Эти методы должны быть откалиброваны по методикам, приведенным в (2).

Примечание — Примеры методик гранулометрического анализа грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.5.

М.6 Испытания степени плотности несвязных грунтов

(1) Рекомендуемое минимальное количество проб грунта, подлежащих испытаниям для одного пласта грунта, составляет: два — при определении максимальной плотности и три — при опре­делении минимальной плотности.

Примечание — Примеры методик определения степени плотности несвязных грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.7.

М.7 Определение дисперсности грунта

М.7.1 Общие сведения

(1) Некоторые естественные глинистые грунты диспергируются быстро в проточной воде за счет коллоидной эрозии вдоль трещин или других каналов. Такой грунт сильно подвержен эрозии и разрушению гидродинамическим давлением. Тенденция к дисперсной эрозии в грунте зависит от минералогического и химического состава глины, а также от растворенных солей в воде внутри пор грунта и размывающей воды. Дисперсные глины обычно представляют собой грунты с высоким содержанием натрия.

М.7.2 Порядок проведения всех испытаний

(1) Испытания на дисперсность не применяются по отношению к грунтам с содержанием глины менее 10 % и с показателем пластичности менее или равным 4 %.

(2) Рекомендуемое минимальное количество проб грунта, подлежащих испытаниям по одному пласту грунта, составляет: два — для испытаний пропусканием воды под давлением через точечные проколы, два — для испытаний двойным гидрометром, два — для испытаний на растворимые соли в воде и три — для испытаний на реакцию крошек грунта в растворе каустической соды. Спецификация количества испытаний, подлежащих проведению, должна основываться на инженерной оценке.

Примечание — Примеры методик испытаний дисперсности грунтов приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.8.

М.7.3 Испытания пропусканием воды через точечные проколы

(1) Рекомендуется ознакомиться с литературой, перечисленной в Х.4.1.8, за исключением того, что:

— образец должен быть уплотнен в пресс-форме малогабаритного прибора «Harvard», с влаж­ностью, близкой к показателю пластичности;

— следует использовать пять слоев, чтобы общая высота образца составляла (38±2) мм;

— на каждый слой должно быть приложено такое постоянное прессующее усилие, чтобы полученная в результате сухая плотность образца составляла 95 % максимальной сухой плотности, определенной в ходе стандартных лабораторных компрессионных испытаний.

(2) Оформление результатов должно включать следующее:

— результаты классификационных испытаний;

— плотность испытываемого образца;

— применяемое гидростатическое давление напора воды и время испытаний под каждым из давлений;

— количество жидкости, пропущенное через образец в единицу времени;

— помутнение текущей жидкости в конце испытания;

— размер и форму отверстия после испытания;

— классификацию грунта согласно настоящему техническому кодексу.

Примечание — Примеры методик для испытаний прокачкой жидкости через точечные проколы образца грунта приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.8.

М.7.4 Испытания двойным гидрометром (ареометром)

(1) Отчет по результатам должен включать кривые гранулометрического состава, полученные с дисперсным раствором и без него, с механическим встряхиванием/размешиванием, а также степень дисперсности в процентах.

М.7.5 Испытания на реакцию крошек грунта в растворе каустической соды

(1) Оформление результатов испытаний должно включать классификацию грунта как дисперсного или недисперсного, а также подробные данные об использованном реагенте.

Примечание — Примеры таких классификаций приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.8.

М.7.6 Натрий и растворенные соли в насыщенной вытяжке

(1) В отчете должен быть указан процент натрия.

Примечание — Примеры порядка определения количества растворимых солей в поровой воде приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.8.

М.8 Определение подверженности замерзанию (чувствительности к морозу)

М.8.1 Порядок испытаний

(1) Можно получить образец мягкоглинистого и илистого грунта в естественном виде в замороженном состоянии или образец глинистого, илистого и песчаного грунта (без гравия) в замороженном состоянии. Если размер образца непосредственно не подходит для испытаний, то его можно переформовать при условии соблюдения соответствующих предосторожностей.

(2) Образец, подлежащий допрессовке (доуполтнению) может быть подвержен значительной степени переформования при условии, что в процессе подготовки образца не будет изменено распределение гранулометрического состава.

(3) Диаметр образца в его естественном состоянии должен быть как минимум в 5 раз больше максимальноого размера частиц и не менее 75 мм. Для воссозданного образца должен применяться минимальный диаметр 100 мм.

(4) Как естественные, так и воссозданные образцы могут быть насыщены под давлением набухания перед испытаниями на пучение грунта при замерзании.

(5) Если необходимы испытания СBR (определение несущей способности грунта калифорнийским методом), то они должны проводиться на образце, уплотненном при влажности, близкой к оптимальному содержанию воды, как следует из кривой уплотнения, полученной при испытаниях на уплотнение.

(6) Обычно проводится по одному испытанию CBR на каждом образце. Однако следует провести несколько испытаний, чтобы оценить влияние, например, изменений влажности и уплотняющего усилия.

Примечание — Примеры порядка испытаний по определению подверженности грунтов замерзанию (чув­ствительности к морозу) и оценки, основанные на определении свойств грунтов, приводятся в документах, перечисленных в Х.4.1.9 и разделе Х.5.

М.8.2 Оценка результатов испытаний

(1) Грунт считается чувствительным к морозу, если в ходе лабораторных испытаний на пучение грунта при замерзании он проявляет вспучивание с расслоением.

(2) На степень воздействия мороза на глинистые грунты с низкой проницаемостью оказывает влияние продолжительность зимнего сезона, т. е. имеет значение широта и долгота площадки. Для таких грунтов чем длиннее зима, тем более жестко сказывается воздействие мороза. Это следует принимать во внимание в северных и горных странах.