5162

Компрессионные испытания грунтов

Лабораторная работа

Лесное и сельское хозяйство

Компрессионные испытания грунтов. Цель работы: освоить методику испытания грунта методом компрессионного сжатия для определения коэффициента сжимаемости, модуля деформации Е, структурной прочности на сжатие . Приборы и оборудование: компрессионный...

Русский

2012-12-03

161.5 KB

117 чел.

Компрессионные испытания грунтов.

Цель работы: освоить методику испытания грунта методом компрессионного сжатия для определения коэффициента сжимаемости , модуля деформации Е, структурной прочности на сжатие .

Приборы и оборудование: компрессионный прибор (одометр), состоящий из (рис. 1) рабочего кольца, цилиндрической обоймы, перфорированного вкладыша под рабочее кольцо и поддона с емкостью для воды; механизм для вертикального нагружения образца грунта; устройства для измерения вертикальных деформаций образца грунта.

Порядок выполнения работы.

Коэффициент сжимаемости , модуль деформации Е, структурную прочность на сжатие  определяют по результатам испытаний образцов грунта в компрессионных приборах (одометрах), исключающих возможность бокового расширения образца грунта при его нагружении вертикальной нагрузкой по ГОСТ 12248-96; по результатам измерения бокового давления при испытаниях в приборах трехосного сжатия, по моменту возникновения давления в поровой воде в водонасыщенных грунтах.

Структурная прочность обусловлена хрупкими кристаллизационными связями и водно-коллоидными, создающимися в процессе длительного существования грунтов.

Диапазон давлений, при которых проводят испытания, определяется в программе испытаний или принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт. Образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 71 мм, с отношением высоты к диаметру 1/3,5.

Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или водонасыщенные или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности.

Образец грунта в рабочем кольце взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор.

Рис.1. Схема компрессионного прибора (одометра):

1 – компрессионное кольцо; 2 – корпус прибора;

3 – перфорированные штампы; 4 – индикаторы.

После помещения образца проводят следующие операции: устанавливают образец на перфорированный штамп; регулируют механизм нагружения образца; устанавливают приборы для измерения вертикальных деформаций образца; записывают начальные показания приборов.

При необходимости водонасыщение образца проводят путем фильтрации воды снизу вверх под арретиром. Для этого заполняют поддон водой. Водонасыщение проводят для глинистых грунтов в течение 2...5 сут., для песков - до момента появления воды над штампом.

Нагружение испытуемого образца проводят равномерно, без ударов, ступенями нагрузки.

Первую ступень давления , при испытании песков, в том числе заторфованных, принимают в зависимости от коэффициента пористости, а последующие ступени давления принимают равными 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом 0,1 МПа до заданного значения нагрузки.

При испытании глинистых грунтов, в том числе органо-минеральных, для определения их структурной прочности на сжатие  первую и последующие ступени давления принимают равными 0,0025 МПа до момента начала сжатия образца грунта. Начало сжатия следует считать при относительной вертикальной деформации образца грунта ε > 0,005. При дальнейшем нагружении за очередную ступень давления принимают ближайшее большее значение 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа и далее с интервалом 0,1 МПа.

На каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций в следующей последовательности: первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, а затем через 0,25; 0,5; 1; 2: 5; 10; 20; 30 мин и далее с интервалом один час в течение рабочего дня, а затем - в начале и конце рабочего дня до условной стабилизации деформации образца. За критерий условной стабилизации деформации принимают скорость деформации образца, не превышающую 0,01 мм за последние 4 ч наблюдений для песков, 16 ч - для глинистых и 24 ч - для органоминеральных и органических грунтов.

В процессе испытания полученные данные заносят в табл. 1.

Для определения характеристик , Е и . по результатам испытания для каждой ступени нагружения вычисляют:

-    абсолютную вертикальную стабилизированную деформацию образца грунта , мм, как среднее арифметическое показаний измерительных;

-    относительную вертикальную деформацию образца грунта (модуль осадки) по формуле, где h - начальная высота образца.

По вычисленным значениям строят график зависимости и . Через точки графика проводят осредняющую плавную кривую или аппроксимируют эти точки монотонной зависимостью.

Значение давления, соответствующее точке пересечения кривой с осью давления  равно значению структурной прочности на сжатие .

В случае частичного разуплотнения грунта за  принимают абсциссу точки  графика  с ординатой .

Вычисляют коэффициенты пористости  грунта при давлениях  по формуле

.

Это уравнение компрессионной кривой. Чем больше изменение  при увеличении , тем большей сжимаемостью будет обладать грунт.

Сжимаемость грунта характеризуется коэффициентом сжимаемости в заданном интервале давлений  и , который вычисляют с точностью 0,001 МПа по формуле

, МПа,

где и  -  коэффициенты пористости, соответствующие давлениям и .

При расчете осадок уплотнения используют коэффициент относительной сжимаемости

.

Если выделить прямолинейный участок на компрессионной кривой, то

.

Продифференцировав уравнение, получим закон сжимаемости

.

Бесконечно малое изменение коэффициента пористости (объема пор) прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления.

Основные характеристики сжимаемости.

Модуль общей деформации в интервале давлений  и  вычисляют с точностью 0,1 МПа по формулам:

 или , МПа,

где и  - коэффициенты пористости, соответствующие давлениям  и ; - коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления от  и ;  - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта (коэффициент стеснения поперечных деформаций) в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле:

,

где  - коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона):

,

здесь  - горизонтальная;  - вертикальная деформация;  - коэффициент бокового давления, определяется в приборах трехосного сжатия соотношением приращения горизонтального давления к вертикальному

.

При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать  равным: 0,30.. .0,35 - для песков и супесей; 0,35.. .0,37 - для суглинков; 0,2.. .0,3 при < 0; 0,3...0,38 при 0<  < 0,25; 0,38...0,45 при 0,25 <  < 1,0 - для глин. При этом меньшие значения  принимают при большей плотности грунта.

В полевых условиях модуль деформации определяют по результатам динамического и статического зондирования, по результатам штамповых испытаний:

,

где  - диаметр штампа;  - коэффициент учитывающий форму штампа, для круглых равен 0,8;  - приращение осадки при изменении давления ; или прессиометрических:

,

где  - начальный радиус скважины;  - приращение радиуса при давлении .

Сущность прессиометрического метода испытаний заключается в обжатии буровой скважины боковым давлением с замером деформаций.

Таблица 1.

Результаты проведения испытаний.

Давление на образец грунта, МПа

Показания индикаторов деформации

Абсолютная деформация образца, , мм

Относительная

деформация образца, , мм

Коэффициент пористости,

Коэффициент сжимаемости,

,  МПа

Модуль

деформации,

E, МПа

среднее

0

5,51

5,77

5,64

-

-

0,5

0,18

-

0,05

5,63

5,95

5,79

0,15

0,006

0,491

0,246

1983,333

0,1

5,81

6,18

5,995

0,355

0,0142

0,4787

0,168

419,0141

0,15

5,91

6,36

6,135

0,495

0,0198

0,4703

0,102

200,3367

0,2

5,97

6,47

6,22

0,58

0,0232

0,4652

0,114

128,2328

0,25

6,05

6,58

6,315

0,675

0,027

0,4595

0,072

88,14815

0,3

6,10

6,65

6,375

0,735

0,0294

0,4559

-

67,46032

Расчеты.

1.  мм.

2. .

3. .

4.  МПа.

5. .

6.  МПа.

Рис. 1. График зависимости .

Вывод: в ходе лабораторной работы была освоена методика испытания грунта методом компрессионного сжатия и определены для него основные характеристики сжимаемости.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

33294. Налоговая реформа и ее влияние на налоговую нагрузку организации 25 KB
  Налоговая реформа и ее влияние на налоговую нагрузку организации Принятый в России новый пакет законов о налогах впитал в себя мировой опыт что важно для выхода страны из экономической изоляции отвечает в основном требованиям переходного к рыночным отношениям периода имеет определенную социальную направленность. Важно сопоставить новую налоговую систему России с налогами действующими в разных зарубежных странах ибо переход к рыночной экономике немыслим без использования опыта западных государств наряду со всем лучшим что имелось в нашей...
33295. Методы расчета уровня налоговой нагрузки организации 25 KB
  Методы расчета уровня налоговой нагрузки организации. Налоговая нагрузка представляет собой обобщенную характеристику налоговой системы страны указывающую: вопервых на действие которое налоги оказывают на положение налогоплательщиков или на народное хозяйство в целом; вовторых количественную оценку этого действия. Как правило характеристика налоговой нагрузки определяющая действие налогов оказывающее на положение налогоплательщиков или на народное хозяйство в целом обусловлена наличием негативного отношения к налоговой...
33296. Определение налога, сбора. Общие и отличительные признаки налога и сбора 22 KB
  Определение налога сбора. Общие и отличительные признаки налога и сбора Налоговая система РФ включает совокупность налогов и сборов взимаемых в установленном порядке. Данное определение позволяет отличить налог от сбора. При уплате сборов всегда присутствует специальная цель и интересы сторон следовательно сбор не может быть произвольным размер сбора должен быть обоснован и сопоставим с целями на которые он взимается.
33297. Элементы налогообложения и их характеристика 25.5 KB
  При построении налоговых отношений важное значение имеют элементы налога. Общепризнанные элементы налога: 1. Субъект налога – налогоплательщиком и плательщиком сбора признаются юридические и физические лица на которые в соответствии с НК возложена обязанность уплачивать налоги и сборы. Согласно НК кроме налогоплательщиков действуют: налоговые агенты на которых возложены обязанности по исчислению удержанию и перечислению соответствующих налогов в бюджет; законный представитель налогоплательщика организации или физического лица –...
33298. Виды налоговых ставок и их применение в налогообложении 21.5 KB
  Виды налоговых ставок и их применение в налогообложении Ставка налога важный элемент налога который определяет величину налога на единицу обложения денежная единица дохода единица земельной площади единица измерения товара и т. Пропорциональные действуют в одинаковом процентном отношении к объекту налога без учета дифференциации его величины например действовавший в СССР до 1 июля 1990 г. Прогрессивные средняя ставка прогрессивного налога повышается по мере возрастания дохода. Регрессивные средняя ставка регрессивного налога...
33299. Права и обязанности налогоплательщиков. И налоговых агентов 25.5 KB
  И налоговых агентов. Права налогоплательщиков и налоговых агентов идентичны. получать от налоговых органов по месту учета бесплатную информацию о действующих налогах и сборах и законодательстве о налогах и сборах; 2. получать от налоговых органов и других уполномоченных государственных органов письменные разъяснения по вопросам применения налогового законодательства; 3.
33300. Права налоговых органов. Обязанности налоговых органов и их должностых лиц 23.5 KB
  Права налоговых органов. Обязанности налоговых органов и их должностых лиц. Организационная сисма управления налогами: 1общее управление – а определение осн. принципов налогообложения; б разработка налог.
33301. Взыскание налогов и сборов налоговыми органами и порядок применения принудительных мер 25 KB
  Налогоплательщик обязан уплачивать законно установленные налоги и сборы а также в случае несвоевременной уплаты налога пеню. Взыскиваемые с налогоплательщика суммы в первую очередь направляются на погашение недоимки по налогам а затем пени. Неисполнение или ненадлежащее исполнение обязанности по уплате налога является основанием для направления налогоплательщику требования об уплате налога. Требование об уплате налога должно быть направлено налогоплательщику не позднее трех месяцев после наступления срока уплаты налога.
33302. Налоговые и таможенные органы РФ как участники налоговых отношений 25 KB
  Налоговые и таможенные органы РФ как участники налоговых отношений Государственная налоговая служба ГНС ведомство трехуровневое. Она состоит из центрального аппарата налоговых инспекций по субъектам Федерации и налоговых инспекций по районам и городам. Налоговые инспекции имеют право: проводить плановые и контрольные проверки на предприятиях в учреждениях организациях не реже одного раза в два года; получать от налогоплательщиков необходимые сведения по вопросам проверок; приостанавливать операции предприятий организаций и...