Лабораторна робота № 3

ВИЗНАЧЕННЯ СТИСНЕНОСТІ ГРУНТІВ

(ГОСТ 23908-79)

Показники, які характеризують стискуваність ґрунтів: коефіцієнт ущільнення а і модуль деформації Е.

Коефіцієнт ущільнення ґрунту – відношення зміни коефіцієнта шпаруватості до різниці тисків, який визвав цю зміну.

Модуль деформації ґрунту – коефіцієнт пропорційності між відносною деформацією і вертикальним тиском.

Рис.3.1. Схема випробовування зразка грунту в одометрі

Для випробування ґрунтів застосовують компресійні прилади (рис.3.1), які складаються з наступних деталей: робоче кільце (2) внутрішній діаметр 87,6мм і висотою 25мм, циліндричної обойми (3), перфорованого вкладиша під кільцем (4) і піддона з ємкістю для води (5), а також індикатора (1) для вимірювання вертикальних деформацій ґрунту з ціною поділок 0,01мм.

Порядок роботи

1. Зразок ґрунту з робочим кільцем встановлюють в обойму компресійного приладу.

2. По індикатору приладу знімають відлік n до заповнення зразка.

3. Передають на зразок тиск Р_і = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4МПа і витримують 15хв

4. Після прикладання кожній ступені тиску показник індикатора n_i слід реєструвати через 0,25; 0,5; 1; 2; 10; 20; 30 та до досягнення умовної стабілізації деформацій ґрунту при даній ступені тиску слід приймати деформацію не більше 0,01мм: для глинистих ґрунтів за 16год; для пилуватих і дрібних пісків – за 4 год.

5. Результати заносять в табл. 3.1.

Таблиця 3.1

Розрахунок коефіцієнта ущільнення

№ п/п	Тиск на зразок Р, МПа	Показники індикатора	Деформація зразка, мм	Відносне стиснення зразка, ε	Коефіцієнт шпаруватості ґрунту, ℓ	Коефіцієнт ущільнення, а, МПа

По відносній деформації ґрунтів слід будувати графік залежності відносної деформації від вертикального тиску ε=f(Р) (рис.3.2).

Рис.3.2. Відносне стиснення грунту відносно від тиску Р

Коефіцієнт шпаруватості ℓ_і за осередненими значеннями відносних деформацій ε_і, взятих з графіка, при любому тиску Р слідує розраховувати за формулою

ℓ_і = ℓ₀ - ε_і (1+ ℓ₀),

де ℓ₀- початковий коефіцієнт шпаруватості ґрунту.

Коефіцієнт ущільнення а в інтервалі тисків Р_і і Р_і+1 потрібно розраховувати за формулою, МПа^-1:

а .

Для розрахунку коефіцієнта ущільнення ґрунту а розгляду важна ділянка компресійної залежності в межах зміни напруг від природної Р_і=σ_zq на даній глибині до напруги Р_і+1=σ яке виникає на даній глині після прикладання навантаження від спряження (рис.3.3).

Рис.3.3. Компресійна крива

Модуль деформації ґрунту Е в інтервалі тисків від Р_і до Р_і+1 слід визначати за формулою, МПа:

,

де - поправка, враховуюча відсутність поперечного розширення ґрунту в компресійному приладі, яка приймається для пилуватих і дрібних пісків – 0,8; супісків – 0,7; суглинків – 0,5; глин – 0,4.

Модуль деформації, відповідний натурним випробуванням, розраховують з урахуванням коригуючого коефіцієнта m_к, визначає мого відповідно табл. 3.2.

Таблиця 3.2

Значення корегуючого коефіцієнта для визначення модуля деформації

Тип ґрунту	Коефіцієнт шпаруватості
	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3
Супіски	4,0	4,0	3,5	3,0	2,0	-	-	-	-	-
Суглинки	5,0	5,0	4,5	4,0	3,0	2,5	-	-	-	-
Глини	-	-	6,0	6,0	5,5	5,0	4,5	4,0	3,5	2,5

Питання для самоперевірки

1. Що називають модулем деформації ґрунту?

2. В чому різниця роботи ґрунту в природних умовах і в компресійному приладі?

3. Як визначити відношення навантажень на зразок ґрунту в компресійному приладі?

4. Зняти відлік по індикатору 3,79 мм.

5. Сформулювати закон ущільнення ґрунту.

6. Написати рівняння компресійної кривої.

7. Як за коефіцієнтом ущільнення ґрунту а визначити компресійний модуль деформації?

8. Що показує корегуючий коефіцієнт m_к і від яких фізичних характеристик ґрунту він залежить?