КОМПРЕССИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ЕГО МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ (ГОСТ 20276-99)

Цель лабораторной работы – определить модуль деформации песчаного и глинистого грунтов.

Модуль деформации является одним из показателей сжимаемости грунта и используется в расчетах осадок фундаментов. Он аналогичен модулю упругости для твердых тел, но, в отличие от последнего, учитывает как упругие, так и остаточные деформации.

Модуль деформации определяется в полевых условиях испытанием грунта в шурфах и скважинах с помощью штампов, а в лабораторных условиях – в стабилометрах или по результатам компрессионных испытаний.

Компрессионным сжатием грунта называется сжатие без возможности бокового расширения. Этим условиям соответствует сжатие грунта под действием вышележащего слоя грунта или по центру площадного фундамента. Полученная после проведения компрессионных испытаний зависимость между коэффициентом пористости грунта и действующим давлением называют компрессионной зависимостью (рис.8.1):

.

Основным методом построения компрессионных кривых является вычисление коэффициента пористости по осадкам образцов грунта при уплотнении их в компрессионной приборе соответствующей нагрузкой :

, (1)

где - начальный коэффициент пористости грунта, соответствующий плотности и влажности грунта перед приложением нагрузки;

- полная осадка, при соответствующей нагрузке , измеренная от начала нагружения;

- начальная высота образца.

Рис.8.1. Компрессионная зависимость

Полученная компрессионная зависимость (рис.8.1) являясь логарифмической (нелинейной) может быть упрощена в небольших пределах изменения давления прямолинейной зависимостью АВ. Тангенс угла наклона прямой АВ характеризует сжимаемость грунта в выбранном пределе давления и называется коэффициентом сжимаемости:

(2)

Определенные по компрессионной кривой коэффициент сжимаемости и коэффициент относительной сжимаемости :

, (3)

позволяют вычислить модуль деформации исследуемого грунта [МПа], исходя из следующих зависимостей:

; (4)

, (5)

где - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта, зависящий от коэффициента Пуассона ; (принять для песка , для глины ).

Кроме определения модуля деформации, в данной работе изучается характер развития осадки песчаного и глинистого грунтов во времени.

Деформации образца песчаного грунта происходят очень быстро и завершаются (стабилизируются) в течение нескольких минут. В образце глинистого грунта деформации развиваются медленно и заканчиваются через несколько часов (около суток). Аналогично в натурных условиях: осадка зданий на песчаном основании завершается за период строительства, а на глинистых – продолжается много лет.