Испытание грунтов в лаборатории

В лабораторных условиях производят изучение образцов грунтов, которые были отобраны в виде монолитов или проб грунта нарушенной структуры из горных выработок или буровых скважин. В основном, в лабораторных условиях изучают физико-механические свойства грунтов, а также выполняют химанализ проб подземных вод. В комплекс работ входят следующие исследования грунтов:

– определение влажности;

– определение плотности и пористости;

– определение гранулометрического состава;

– определение пределов пластичности, набухания, липкости, и размокаемости;

– определение влагоемкости, водоотдачи. и капилярных свойств;

– определение водопроницаемости;

– компрессионные испытания:

– определение показателей сжимаемости;

– определение показателей просадочности;

– испытание на сдвиг для определения прочностных показателей;

– испытание в стабилометре для определения показателей механических свойств;

– определение показателей механических свойств полускальных и скальных пород;

В зависимости от ответственности сооружения, его назначения и сложности инженерно геологических условий комплекс исследований выполняется в полном или не в полном объеме.

Основное внимание должно быть уделено определению деформационных и прочностных свойств грунтов, показатели которых используют для расчетов оснований зданий и сооружений. Главными параметрами этих свойств для нескальных грунтов являются модуль деформации, угол внутреннего трения и удельное сцепление, а для скальных грунтов – предел прочности или временное сопротивление одноосному сжатию.

Методика проведения компрессионных испытаний следующая. Из монолита грунта рабочим кольцом одометра площадью не менее 40 см2 и высотой не менее 2 см вырезают пробу и помещают кольцо с пробои в одометр. Давления на грунт передают ступенями. Каждую ступень давления выдерживают до условной стабилизации деформаций, за которую принимают приращение осадки, не превышающее 0,01 мм за 3 ч для супесей и за 12 ч для суглинков и глин.

Обработка результатов заключается в построении графиков зависимости коэффициента пористости от вертикального давления и вычислении по соответствующей формуле модуля деформации.

Характеристиками деформационного поведения глинистых просадочных грунтов являются относительная просадочность и начальное просадочное давление. Определяются они в компрессионном приборе по двум схемам:

«одной кривой» – для определения относительной просадочности при одном заданном давлении;

«двух кривых» – для определения относительной просадочности при различных давлениях и начального просадочного давления.

Испытания по схеме «одной кривой» проводят путем нагружения образца грунта природной влажности ступенями по 0,05 МПа до заданного давления. После условной стабилизации его осадки при заданном давлении, образец грунта замачивают и продолжают замачивание до условной стабилизации просадки.

Испытания по схеме «двух кривых» проводят на двух образцах грунта, отобранных из одного монолита. Один образец испытывают в полном соответствии с первой схемой, а второй образец предварительно замачивают до полного водонасыщения. Замачивание начинают за 3 ч до начала испытаний просадочных супесей и за 6 ч при испытаниях просадочных суглинков и глин. Затем образец нагружают теми же ступенями до заданного давления, продолжая его замачивание.