ГОСТ Р 56353-2015 Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов.

     ГОСТ Р 56353-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 ГРУНТЫ

 Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов

 Soils. Laboratory methods for determination of soil dynamic properties

ОКС 93.020

Дата введения - 2015-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Некоммерческим партнерством содействия развитию инженерно-изыскательской отрасли "Ассоциация Инженерные изыскания в строительстве" ("АИИС"), Обществом с ограниченной ответственностью "Геологический научно-методический центр МГУ имени М.В.Ломоносова" (ООО "Геоцентр МГУ") при участии Открытого акционерного общества "МОСТДОРГЕОТРЕСТ" (ОАО "МОСТДОРГЕОТРЕСТ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 3 марта 2015 г. N 117-ст.

4 В настоящем стандарте реализованы нормы Федерального закона от 30.12.2009 N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном формационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

 Введение

Настоящий стандарт разработан впервые с учетом требований федеральных законов "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ и "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений" от 29 декабря 2009 г. N 384-ФЗ

Настоящий стандарт разработан под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Е.А.Вознесенского. В основу настоящего стандарта положен многолетний опыт в области экспериментальных исследований динамических свойств грунтов, а также разработки и совершенствования методик динамических испытаний.

      1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов (за исключением крупнообломочных) при инженерно-геологических изысканиях для строительства.

      2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 22733 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 25100 Грунты. Классификация

ГОСТ 30416 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

СП 22.13330.2011 СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений

СП 26.13330.2012 СНиП 2.02.05-87 Фундаменты машин с динамическими нагрузками.

СП 38.13330.2012 СНиП 2.06.04-82* Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

      3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 12248, ГОСТ 25100 и ГОСТ 30416, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 виброползучесть: Накопление деформаций в дисперсных грунтах при длительных динамических нагрузках вследствие ослабления взаимодействия между частицами и их взаимной переупаковки.

3.2 дилатансия (положительная или отрицательная): Изменение объема некоторых грунтов при сдвиге.

Примечание - Отрицательная дилатансия также именуется контракцией.

3.3 динамическая дилатансия: Механизм деформирования и разрушения несвязных грунтов при динамических нагрузках, заключающийся в изменении их объема в связи с переупаковкой частиц при их взаимном смещении (уплотнении или разуплотнении) либо в развитии избыточного порового давления (положительного или отрицательного) в условиях водонасыщенной закрытой системы.

3.4 динамический модуль деформации: Приращение напряжения в условиях динамического нагружения, вызывающее единичное приращение относительной линейной деформации грунта и рассчитываемое как отношение приращения напряжений к возникшему приращению деформаций грунта в заданном диапазоне последних.

3.5 динамическая нагрузка: Переменная нагрузка, изменяющаяся во времени быстрее, чем рассеиваются вызванные ею в грунте напряжения.

3.6 динамическая неустойчивость грунтов: Увеличение деформируемости и снижение прочности при динамическом нагружении по сравнению со статическими условиями, механизм проявления которых рекомендуется обозначать, как указано в приложении А.

3.7 динамические свойства грунтов: Группа физико-механических свойств грунтов, характеризующих их реакцию на динамические нагрузки, в т.ч. свойства грунтов как среды распространения колебаний (тиксотропные, плывунные, упругие, демпфирующие, фильтрующие и др.).

3.8 динамическое разжижение: Переход водонасыщенных дисперсных грунтов в текучее состояние в результате разрушения структурных связей при динамических воздействиях.

3.9 квазитиксотропные грунты: Связные дисперсные грунты с преимущественно коагуляционными структурами, проявляющие при динамическом нагружении обратимое разупрочнение, следствием которого может быть как ускоренное накопление деформаций, так и разжижение чувствительных разностей; при этом после прекращения динамического воздействия прочность этих грунтов восстанавливается во времени до значений, превышающих либо не достигающих ее начального уровня.

3.10 модуль деформации: Приращение механического напряжения, вызывающее единичное приращение относительной деформации грунта соответствующего вида (сдвига, линейного или объемного сжатия) и рассчитываемое как отношение приращения приложенных напряжений к возникшему при этом общему приращению деформаций грунта.

3.11 плывунность: Способность дилатантно-тиксотропных и некоторых квазитиксотропных грунтов к быстрому разжижению при небольшой интенсивности динамической нагрузки, связанная с особенностями их структуры.

3.12 разжижение грунта: Переход водонасыщенного дисперсного грунта в текучее состояние под внешним воздействием.

3.13 тиксотропия: Физико-химическое явление, выражающееся в полном или частичном разрушении структурных связей коагуляционной дисперсной системы под действием динамической нагрузки и последующем самопроизвольном их восстановлении в покое, протекающее при неизменных температуре и влажности.

3.14 циклическая подвижность грунта: Прогрессирующее снижение прочности грунта под действием динамической нагрузки при неизменной пористости, положительном избыточном поровом давлении в части каждого цикла воздействия и пониженном внутреннем трении в фазе разгрузки.

3.15 удельная рассеянная энергия: Часть общей работы, совершенной над единицей объема грунта в ходе динамического нагружения и соответствующая изменению его внутренней энергии (определяется на момент достижения определенной деформации грунта - обычно 5% в условиях динамического испытания).

      4 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

a - эмпирический параметр;

- максимальное ускорение колебаний при землетрясении на поверхности грунта, м/с

;

b - эмпирический параметр;

B - параметр порового давления Скемптона;

C - скорость распространения сейсмической волны, м/с;

CSR - приведенные циклические сдвиговые напряжения;

D - коэффициент поглощения (или демпфирования);

- средний диаметр частиц грунтов, входящих в разжижаемую толщу, мм;

- абсолютная величина латерального растекания грунтов при наклонной поверхности массива, м;

e - коэффициент пористости грунта;

e

- начальный коэффициент пористости грунта (в естественном залегании);

e

- коэффициент пористости грунта в предельно плотном сложении;

E - модуль деформации грунта, кПа;

E

- динамический модуль деформации (общей линейной) грунта, кПа;

E

- динамический модуль упругости грунта, кПа;

E

- уменьшенное значение модуля деформации грунта, кПа;

FC

- среднее содержание пылевато-глинистых частиц (фракции диаметром менее 0,074 мм) грунтов, входящих в разжижаемую толщу, в процентах;

F

- потенциал разжижения грунта;

G - динамический модуль сдвига грунта, кПа;

h - высота образца, м;

H - мощность слоя грунта, м;

H

- суммарная мощность потенциально разжижающихся грунтов, м;

H

- расчетная высота штормовой волны, м;

I

- момент инерции образца, кг·м

;

I

- момент инерции силового привода установки, кг·м

;

I

- показатель текучести грунта;

К

- коэффициент бокового давления покоя грунта;

К

- отношение главных эффективных напряжений при консолидации;

MSF - магнитудный масштабный фактор;

M

- моментная магнитуда землетрясения;

n - число значений;

N

- число циклов динамического воздействия до возникновения разжижения грунта;

р

- условное сопротивление динамическому зондированию, МПа;

р’ - среднее эффективное напряжение, кПа;

q - максимальное касательное напряжение, кПа;

PGA

- пиковое горизонтальное ускорение при землетрясении на поверхности почвы, м/с

;

PPR

- приведенное (

) поровое давление;

R - расстояние до сейсмического источника, км;

R

-

коэффициент уплотняемости грунта;

- коэффициент снижения напряжений с глубиной;

S - уклон поверхности, в процентах;

t - время, с;

T

- периоде штормовой волны, с;

t

- расчетная длительность шторма, с;

и - поровое давление, кПа;

V - скорость смещения частиц в волне данного типа, м/с;

V

- скорость распространения поперечных волн, м/с;

W

- энергия упругих деформаций, кДж/м

;

- удельная рассеянная энергия, кДж/м

;

Y - отношение высоты откоса к расстоянию от его подошвы до рассматриваемой точки, в процентах;

z - глубина, м;

- безразмерный коэффициент;

- относительная деформация сдвига;

- максимальное значение относительной деформации сдвига;

- пиковое значение относительной деформации сдвига в первом цикле свободных колебаний;

- логарифмический декремент затухания;

- дополнительная осадка поверхности массива грунтов после разжижения, м;

- приращение относительной деформации сдвига;

- приращение касательных напряжений, кПа;

- относительная осевая деформация;

- относительная линейная деформация виброползучести;

- эффективное значение нормального напряжения, кПа;

- плотность грунта, т/м

;

- объемный вес воды, кН/м

;

- большее главное нормальное напряжение, кПа;

- промежуточное главное нормальное напряжение, кПа;

- меньшее главное нормальное напряжение, кПа;

- эффективное значение большего главного нормального напряжения, кПа;

- эффективное значение меньшего главного нормального напряжения, кПа;

- амплитуда динамических нормальных напряжений, кПа;

- среднее нормальное напряжение, кПа;

- полное значение вертикального природного напряжения, кПа;

- эффективное значение вертикального природного напряжения, кПа;

- статическое вертикальное напряжение, кПа;

- амплитуда динамических касательных напряжений, кПа;

- среднее значение ожидаемых циклических напряжений сдвига при землетрясении, кПа;

- полное значение вертикальных нормальных напряжений на глубине z, кПа;

- эффективное значение вертикальных нормальных напряжений на глубине z, кПа;

- коэффициент снижения напряжений с глубиной*;

- тангенс угла перекоса образца при кручении, рад;

- резонансная частота колебаний, Гц.

      5 Общие положения

5.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторных испытаний дисперсных грунтов для определения их динамических свойств:

- динамическое трехосное сжатие;

- малоамплитудные динамические испытания методом резонансной колонки;

- крутильный сдвиг.

5.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416.

Примечание - По специальному заданию допускается применять другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса динамического нагружения грунта.

5.3 Для испытуемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность, плотность, плотность частиц, влажность на границах текучести и раскатывания, гранулометрический состав песков, а в необходимых случаях - и глинистых грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения, число пластичности и показатель текучести.

Дополнительные необходимые характеристики грунтов приведены в описаниях отдельных методов испытаний.

5.4 Для обозначения механизма проявления динамической неустойчивости грунтов рекомендуется пользоваться их классификацией, приведенной в приложении А.

5.5 Для предварительной оценки необходимости проведения испытаний песчаных грунтов на разжижаемость рекомендуется пользоваться их классификацией по разжижаемости, приведенной в приложении А.

5.6 В процессе испытаний грунтов ведут протоколы по формам, приведенным в приложении Б.

      6 Метод динамического трехосного сжатия

6.1 Сущность метода

6.1.1 Испытания песчаных, глинистых, органоминеральных и органических грунтов методом динамического трехосного сжатия проводят для определения:

а) возможности потери прочности грунтов в условиях динамических нагрузок (при любой степени водонасыщения) - количественной характеристикой является критическая (разрушающая) при заданных условиях величина

или ее приведенная величина

/

;

б) дополнительных деформаций дисперсных грунтов в условиях наложения динамических нагрузок, в т.ч. возможности накопления критической для данного сооружения деформации грунтов основания в условиях динамического воздействия, - количественной характеристикой является величина

для заданного периода эксплуатации сооружения;

в) деформируемости грунтов в условиях динамического нагружения - количественными характеристиками являются

E

и E

;

г) возможности динамического разжижения водонасыщенного грунта - количественными характеристиками являются величина

PPR=

/

,

критическая для разжижения при заданных условиях величина

PGA

либо

N

при ожидаемой амплитуде динамических напряжений;

д) последствий динамического разжижения грунтов - количественными характеристиками являются величины

и

D

.

6.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при

с одновременным дополнительным вертикальным динамическим нагружением.

Подготовленные образцы цилиндрической формы (нарушенного или ненарушенного сложения) после изотропной или анизотропной консолидации с заданным начальным напряженным состоянием (характеризуемым соотношением главных напряжений в массиве) подвергаются действию динамической нагрузки, изменяющей соотношение главных напряжений на момент окончания консолидации. Образец испытывает сначала увеличение осевого напряжения на значение заданной

(при этом на плоскости, проходящей под 45

°

к оси образца, развиваются сдвигающие напряжения значением

/2), затем его уменьшение на то же значение, при котором направление сдвигающих напряжений меняется на обратное. Возможно также проведение динамического нагружения с увеличением осевого напряжения на

/2 и одновременным уменьшением бокового напряжения на то же значение. При этом амплитуда возникающих максимальных касательных напряжений будет такой же. Во вторую же половину цикла направление напряжений меняется на обратное при неизменных нормальных напряжениях на плоскостях максимальных касательных напряжений.

6.1.3 Есть два основных варианта динамических трехосных испытаний:

а) с контролем напряжений;

б) с контролем деформаций.

Допускается использовать оба способа испытаний, но способ а) предпочтительнее, поскольку позволяет задавать и поддерживать на заданном уровне (или изменять по заданной программе) параметры динамического воздействия в течение эксперимента, а поровое давление и осевая деформация образца при этом измеряются в функции числа циклов нагружения.

6.1.4 Динамические трехосные испытания дисперсных грунтов следует проводить по консолидированно-недренированной схеме с измерением порового давления. В обоснованных случаях (моделирование динамического воздействия на грунты, находящиеся в нестабилизированном состоянии под действием как природной, так и дополнительной нагрузки от сооружения) допускается использовать неконсолидированно-недренированную схему. Использование консолидированно-дренированной схемы в режиме динамического трехосного сжатия не допускается в связи с неравномерностью оттока поровой влаги из разных сечений образца из-за высоких скоростей деформации в динамическом режиме нагружения.

6.1.5 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности. Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 38 мм (предпочтительнее не менее 50 мм) и отношением высоты к диаметру от 2:1 до 2,5:1.

6.2 Оборудование и приборы

6.2.1 Общие требования к составу, конструкции, измерительным устройствам и тарировке установок для испытания грунтов методом динамического трехосного сжатия в целом соответствуют требованиям ГОСТ 12248-2010 (пункт 5.3.2). Датчики перемещений должны позволять измерять деформации образца с точностью ±0,02% базы измерения (высоты или диаметра образца).

6.2.2 Установки динамического трехосного сжатия должны иметь системы динамического нагружения, калиброванные в установленном порядке. Система динамического нагружения установки должна обеспечивать создание и контроль заданной амплитуды гармонически изменяющихся напряжений в диапазоне от 1 до не менее чем 100 кПа в течение испытания. Дрейф осевой нагрузки (отклонение осевого напряжения от расчетного синусоидального сигнала) не должен превышать 5%. В дополнение к этому система может создавать и другие, в т.ч. сложные, формы волны нагружения. Принципиальная схема такого прибора приведена в приложении В. При необходимости калибровку системы нагружения на нужную амплитуду динамического нагружения проводят перед опытом, установив вместо образца металлический стержень.

6.2.3 Испытательная установка должна иметь в своем составе автоматическую систему регистрации данных и управления экспериментом на базе персонального компьютера или сервера с учетом быстротечности всех процессов при динамическом нагружении грунта. Эта система должна иметь техническую возможность регистрации деформации образца, порового давления и осевого усилия не менее 20 раз за каждый цикл динамического нагружения при выбранной частоте воздействия.

6.2.4 Измерение порового давления проводят по одному или обоим торцам образца либо в центральной части образца при использовании средств локальных измерений. Для измерения осевых деформаций образца используют внешние (по отношению к камере) или внутренние датчики перемещений, имеющие, как и датчики давления, обратную связь с системой нагружения, что обеспечивает автоматизированный режим работы всей установки. При необходимости контроля деформаций менее 0,01% следует использовать датчики локального измерения осевых и радиальных деформаций образца, устанавливающиеся непосредственно на него внутри камеры прибора.

6.3 Подготовка к испытанию

6.3.1 Подготовку образца к испытанию проводят в целом в соответствии с требованиями ГОСТ 30416 и ГОСТ 12248-2010 (пункт 5.3.3). Образцы связных грунтов ненарушенного сложения также можно вырезать из монолита глинистого грунта с помощью специальных ножей и струн на поворотном шаблоне. Для выравнивания торцов используют разъемные формы, позволяющие ровно подрезать образец жестким ножом.

6.3.2 Подготовку водонасыщенных образцов песчаных грунтов из проб нарушенного сложения ведут непосредственно на основании камеры способами осаждения в воде или сухой послойной отсыпки воздушно-сухого песка, которые позволяют исключить значительные вариации пористости по высоте образца и обеспечить их практическую идентичность в серии испытаний. При этом осаждение в воде пригодно лишь для чистых однородных песков, поскольку для песков со значительным содержанием тонких частиц возможна их сегрегация в столбе жидкости.

6.3.3 Образцы в обоих случаях формируют в цилиндрической разъемной форме-шаблоне, установленной непосредственно на пьедестале камеры прибора трехосного сжатия, с растянутой на ее внутренней поверхности латексной мембраной. Для формирования образцов строго цилиндрической формы между внутренней стенкой формы и мембраной с помощью вакуумного насоса создается разрежение, обеспечивающее полное прилегание последней по внутренней поверхности шаблона. Массу грунта контролируют с точностью до 0,01 г.

6.3.4 Формирование образцов методом сухой послойной отсыпки ведут через воронку с выходным отверстием диаметром 5 мм с постоянной высоты около 2 см над поверхностью формируемого образца. Постукиванием резиновым или пластиковым молотком по основанию камеры достигают более плотного сложения песка. После установки штампа и закрепления на нем верхнего конца мембраны, но до заполнения камеры прибора водой, к образцам для повышения эффективных напряжений и сохранения их однородности через верхнюю дренажную линию прикладывают разрежение. Нижняя дренажная линия остается перекрытой. После этого герметически перекрывают верхнюю дренажную линию, удаляют разъемную форму-шаблон и (предпочтительно цифровым штангенциркулем) определяют высоту и диаметр образца с точностью 0,01 мм. Диаметр измеряют в верхней, средней и нижней частях образца не менее шести раз. В дальнейших расчетах используют полученное среднее арифметическое значение диаметра образца.

6.3.5 Подготовку образцов методом послойного осаждения в кипяченой и вакуумированной воде ведут из предварительно прокипяченной в двух колбах в течение 1 ч взвеси песка в воде, минуя воздушную среду. Это исключает образование пузырьков воздуха в формируемом образце и обеспечивает надежность последующего измерения порового давления. Для этого колбу, заполненную доверху водой, затыкают пробкой со стеклянной трубочкой диаметром 3-4 мм. Затем колбу переворачивают вертикально, а кончик трубочки опускают в воду. При этом песок постепенно оседает из колбы через трубочку в форму, минуя воздушную среду. Эквивалентный объем воды при этом вытесняется из формы в колбу. Перемещая понемногу колбу в горизонтальной плоскости, добиваются равномерной укладки песка по площади обоймы. Постукиванием легким пластиковым или резиновым молотком по основанию камеры можно получить более плотное сложение песка. Установку штампа и сборку камеры трехосного сжатия проводят аналогично способу, описанному в 6.3.4.

6.3.6 Водонасыщение исходно сухого песка проводят непосредственно в камере прибора трехосного сжатия. Сначала каждый образец подвергают гидростатическому сжатию до

, равного 10-15 кПа, с одновременным снятием вакуума во избежание радиальных деформаций. Затем проводят насыщение песка углекислым газом снизу под давлением не более 10 кПа в течение 30 мин. Этим достигают вытеснения воздуха из пор грунта через верхнюю дренажную линию и насыщения его более легким углекислым газом, который впоследствии растворяется в воде без защемления пузырьков газа, искажающих измеряемое поровое давление. Заполнение образца дистиллированной и предварительно вакуумированной для ее полной дегазации водой проводят снизу с напором около 30 см до прекращения выделения газовых пузырьков с водой через верхнюю дренажную линию. Такая подготовка позволяет получать полностью водонасыщенные образцы с параметром Скемптона

B

[формула (6.1)], равным 0,94-1,00 (в зависимости от их плотности сложения).

Примечание - В отдельных случаях (для песков с содержанием частиц мельче 0,05 мм более 15% или частиц крупнее 2 мм более 5% по массе) для формирования песчаных образцов допускается применять способ послойного влажного трамбования. Образец при этом формируют в такой же цилиндрической разъемной форме-шаблоне, установленной непосредственно на пьедестале камеры прибора трехосного сжатия. Последующее водонасыщение образцов в этом случае проводят в соответствии с 6.3.6.

6.3.7 После установки полностью снаряженной камеры с образцом и его водонасыщения все управление испытанием и непрерывную регистрацию данных ведут с компьютера через меню управляющей программы. Начальные установки программы испытания включают в себя:

- ввод исходных данных, необходимых для вычисления напряжений и деформаций в процессе испытания: высота, диаметр и масса образца, плотность частиц грунта; период нагружения; частота считывания показаний каждого датчика;

- ввод условия прекращения эксперимента: значение максимальной осевой деформации, количество циклов или длительность нагружения; возможные дополнительные условия остановки испытания в зависимости от использующейся программы управления;

- фиксацию исходных (условно нулевых) показаний всех датчиков.

6.4 Проведение динамического консолидированно-недренированного испытания

6.4.1 Водонасыщение образцов

6.4.1.1 Перед началом проведения испытания проводят водонасыщение образца, что необходимо для контроля порового давления и эффективных напряжений в образце в процессе испытания. Водонасыщение проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12248-2010 (подпункт 5.3.5.1).

6.4.1.2 Степень водонасыщения образцов и отсутствие воздуха в системе измерения порового давления контролируют параметром Скемптона:

,                                                           (6.1)

где

- изменение среднего нормального напряжения, соответствующее изменению полного гидростатического давления в камере;

- изменение порового давления.

При полном водонасыщении

B

равно 1,00, для плотных песков величина

В

может быть существенно ниже 1,00 даже при полном заполнении пор водой. Контроль параметра

B

проводят при увеличении

с шагом 20 кПа в условиях закрытой системы до достижения

0,95. Полученное значение параметра Скемптона заносят в протокол испытаний (см. приложение Б).

Примечание - При испытаниях на виброползучесть возникающее поровое давление ничтожно, и поэтому образцы грунта допускается испытывать как при естественной влажности, так и при полном водонасыщении.

6.4.2 Предварительная консолидация образцов

6.4.2.1 Предварительную консолидацию (уплотнение) грунта проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12248-2010 (подпункты 5.3.5.2-5.3.5.4) при напряжениях, соответствующих условиям природного залегания испытуемого грунта с учетом природный и дополнительной нагрузки. Она может быть изотропной или анизотропной. При анизотропной консолидации отношение главных эффективных напряжений

приводит к определенному сдвиговому деформированию грунта.

6.4.2.2 Значения и соотношение главных напряжений при консолидации следует определять с учетом их значений для данного грунта в массиве. Могут существенно варьировать зависимости от глубины, степени переуплотнения грунта и других обстоятельств, имея часто критическое значение для надежной экспериментальной оценки поведения грунтов при динамическом воздействии. Величину

задают соответствующим соотношением давления в камере и осевого усилия. Осевое напряжение

принимают равным эффективному значению вертикального природного напряжения

на глубине опробования испытуемого грунта в массиве.

Горизонтальное напряжение рассчитывают по формуле

.

                                                        (6.2)

6.4.2.3 При отсутствии сведений о значении коэффициента бокового давления покоя грунта допускается принимать:

-

=0,5 - для четвертичных несцементированных песков;

-

=1,0 - для голоценовых глинистых грунтов мягкопластичной и текучепластичной консистенций, а также илов и торфов;

-

=0,6-0,8 - для всех остальных грунтов.

6.4.2.4 При проведении анизотропной консолидации давление передают ступенями в соответствии с таблицей 1.