Проведение консолидированно-дренированного (медленного) среза

Предварительное уплотнение образцов проводят при нормальных давлениях р, при которых определяют сопротивление срезу .

Значение максимального нормального давления р_max устанавливают в зависимости от предполагаемого напряженного состояния грунтового массива (с учетом передаваемых на основание нагрузок и бытового давления). Значения нормальных давлений р_min и р_i, при которых определяют сопротивление срезу, устанавливают как часть р_max (например, 0,25 р_max, 0,5 р_max и т. д.).

При отсутствии указанных данных значения р допускается принимать по таблице Е.1 приложения Е.

Предварительное уплотнение образцов до заданной нагрузки р проводят ступенями р в соответствии с таблицей Е.1. приложения Е. Каждую ступень выдерживают не менее 15 мин, а конечную ступень — до завершения 100-% - ной фильтрационной консолидации образца.

Показания приборов для измерения вертикальных деформаций образца регистрируют в конце приложения каждой ступени р. На конечной ступени при выдерживании ее до завершения 100% - ной фильтрационной консолидации образца показания снимают в следующей последовательности: первое — сразу после приложения ступени, затем через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 мин и далее с интервалом 1 ч в течение рабочего дня, а затем в начале и конце рабочего дня.

Для определения времени окончания 100% - ной фильтрационной консолидации t₁₀₀ в процессе испытания по аналогии с компрессионными испытаниями строят график зависимости деформации образца во времени — кривую консолидации, которую обрабатывают методом «квадратного корня из времени» (возможна также обработка логарифмическим методом). Значение t₁₀₀ используется далее для определения скорости деформации среза.

После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. В случае предварительного уплотнения образца в условиях полного водонасыщения перед разгрузкой образца удаляют воду из ванны уплотнителя.

Далее проводят следующие операции: закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, регулируют механизм нагрузки, устанавливают зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки (0,5 мм для глинистых и органо-минеральных грунтов и 1 мм — для песков), устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца.

На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта.

Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее:

• 5 мин — для песков;
• 15 мин — для супесей;
• 30 мин — для суглинков и глин;

После передачи на образец грунта нормальной нагрузки приводят в рабочее состояние механизм создания горизонтальной сдвигающей нагрузки и устройство для измерения деформаций среза грунта и регистрируют его начальное показание.

Испытание на срез проводят при непрерывно возрастающей горизонтальной нагрузке с постоянной скоростью деформации образца (кинематический режим) или при возрастании нагрузки ступенями (статический режим).

При кинематическом режиме нагружения скорость деформации среза v, мм/мин, определяют по формуле.

(2.10).

где l_f — ожидаемая горизонтальная деформация (смещение) при разрушении, мм;

t_f — время до разрушения, мин.

Для глинистых грунтов допускается скорость деформации среза v принимать в зависимости от числа пластичности в соответствии с таблицей Е.2 Приложения Е.

Время до разрушения t_f, т. е. время до мобилизации максимального сопротивления образца срезу, определяется из условия, что в момент разрушения в образце останется не более 5% порового давления, по формуле.

t_f = 12,7 t₁₀₀, (2.11).

где t₁₀₀ — время окончания фильтрационной консолидации, мин.

При передаче срезающей нагрузки ступенями их значения должны составлять 5% значения нормальной нагрузки, при которой проводят срез. Критерием завершения ступени нагружения является достижение скорости деформации, определяемой по формуле (2.10) или таблице Е.2. приложения Е.

Деформации среза при кинематическом и статическом режимах нагружения фиксируют через 0,25−0,5 мм так, чтобы накопилось 15−20 отсчетов от начала до конца среза.

За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,05% за время, указанное в таблице Е.3 приложения Е.

В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени фиксируют наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.

При статическом режиме приложения горизонтальной нагрузки ее ступени должны составлять 5% значения нормальной нагрузки, при которой проводят срез. На каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через каждые 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации.

За критерий условной стабилизации деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

При непрерывно возрастающей горизонтальной нагрузке (кинематический режим) скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице Е.2. приложения Е. Горизонтальное сдвигающее усилие и деформацию среза фиксируют через 0,25−0,5 мм так, чтобы накопилось 15−20 отсчетов от начала среза до достижения максимальной срезающей нагрузки.

Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени срезающей нагрузки произойдет мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего наблюдается некоторое ее снижение или установление постоянного значения, или относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из средней части образца.