- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •1. Основные сведения о грунтах
- •1.1. Состав и строение грунтов
- •1.2. Характеристики физического состояния грунтов
- •1.3. Строительная классификация грунтов
- •2. Способы отбора образцов грунтов для исследований их физико-механических характеристик
- •2.1. Общие положения
- •2.2. Приборы и методика отбора монолитов грунта
- •3. Методы лабораторных исследований физических характеристик грунтов
- •3.1. Общие положения
- •3.2. Определение влажности грунта методом высушивания
- •3.3. Определение влажности грунта на границе текучести
- •3.4. Определение влажности грунта на границе пластичности (раскатывания)
- •3.5. Определение плотности грунта методом режущего кольца
- •3.6. Определение плотности грунта методом парафинирования
- •3.7. Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом
- •3.8. Определение гранулометрического (зернового) состава
- •Грунта ситовым методом
- •4. Определение деформационных характеристик грунтов методом компресСиоНых испытаний
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Деформационные характеристики грунтов
- •4.3. Методика компрессионных испытаний грунтов
- •4.4. Обработка результатов испытаний
- •5. Определение прочностных характеристик грунтов методом сдвига (среза)
- •5.1. Прочностные характеристики грунтов
- •Оборудование и приборы для испытания грунта на сдвиг
- •Подготовка к испытанию грунта на срез в сдвиговом приборе
- •5.2. Методика проведения консолидированно-дренированного испытания грунта на сдвиг (срез)
- •5.3. Методика неконсолидированно-недренированного испытания грунта
- •5.4. Обработка результатов испытаний
- •5.5. Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов
- •Библиографический список рекомендуемой литературы
- •Основные буквенные обозначения
- •Физико-механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения
- •270100 «Строительство»
2. Способы отбора образцов грунтов для исследований их физико-механических характеристик
2.1. Общие положения
Оценка грунта как физического тела производится с помощью ряда физических характеристик. Разнообразие состава, строения и состояния грунтов вынуждает определять значительное число таких характеристик. Количественные показатели одних характеристик определяются из опытов (основные или определяющие характеристики), других – расчетом по значениям определенных в опытах показателей (вычисляемые или производные).
Отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов грунта, предназначенного для лабораторных испытаний, производят в соответствии с ГОСТ 30416 – 96. [17].
Грунт, как известно, является трехфазной системой, состоящей из минеральных частиц, воды и газа. Минеральные частицы являются основой грунта, образуя его скелет, вода и газ заполняют поры грунта - промежутки между минеральными частицами.
Следовательно, грунт представляет собой сложную систему, которую невозможно воспроизвести в лаборатории. Все это требует изучения свойств грунтов в полевых и лабораторных условиях на образцах ненарушенной структуры и с естественной влажностью. Отбор образцов для определения характеристик исследуемого грунта, упаковка и транспортировка их производится так, чтобы полностью сохранить состояние грунта в естественных условиях его залегания. Такими образцами являются монолиты грунта, взятые на месте возведения сооружения. Монолиты грунта могут отбираться в шурфах, штольнях, шахтах, естественных обнажениях и буровых скважинах. Для взятия образцов грунта используют грунтоносы различного типа (пустотелые цилиндры, в которые набирается грунт ненарушенной структуры) и режущие кольца. При отборе монолитов из буровых скважин применяют грунтоносы обуревающего, вдавливающего, забивного и вибрационного типов. Тип грунтоноса и его конструкцию выбирают в зависимости от вида грунта.
Монолиты грунта вырезаются в виде кубов размером 100х100х100 мм или 200х200х200 мм, а иногда и более, в зависимости от целей и задач испытаний. Их обматывают слоем марли и тщательно парафинируют. Затем покрывают вторым слоем марли и вновь парафинируют при температуре парафина 55-60°С. Толщина парафиновой изоляции должна быть не менее 2 мм. Монолиты снабжают этикеткой, в которой указывают:
- наименование организации, проводящей изыскания;
- наименование участка (объекта);
- наименование выработки и ее номер;
- глубину отбора образца;
- верх по отношению к поверхности грунта;
- краткое описание грунта (визуальное);
- должность и фамилию лица, проводящего отбор;
- дату отбора образца.
Этикетка должна заполняться простым графитовым карандашом, исключающим возможность обесцвечивания записей.
Здесь нужно отметить, что извлечение монолитов грунта для лабораторных испытаний всегда сопряжено с нарушениями их структуры и напряженного состояния. При врезании в грунт стакана грунтоноса повреждается прилегающая к нему часть образца. Если монолит взят с большой глубины, то после его извлечения на поверхность он начинает разбухать.
После непродолжительного хранения парафинированная оболочка образцов растрескивается и начинается испарение содержащейся в них влаги.
При выборе методики лабораторных испытаний грунтов следует уделять особое внимание максимальному приближению условий испытания к условиям работы грунта в сооружении или во взаимодействии с ним. Методы испытания грунтов ненарушенной структуры в естественных основаниях должны отличаться от методов испытаний грунтов с нарушенной структурой. Количество видов производимых испытаний следует ограничивать необходимым минимумом в целях получения только таких данных, которые будут использованы при проектировании и строительстве.
Методика проведения лабораторных испытаний грунтов должна обеспечивать необходимую точность определения величин, которые входят в расчетные формулы, с учетом влияния каждого параметра на результаты расчетов.