Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 74 )

- механизма вертикальной нагрузки на образец.

Конструкция установки для проведения испытаний грунта должна обеспечивать:

- подачу воды к испытываемой пробе грунта с возможностью формирования восходящего или нисходящего потока при непрерывности его на протяжении всего испытания;

- отвод воды и накопление фильтрата в мерном сосуде;

- герметичность и коррозионную устойчивость деталей прибора;

- центрированную передачу нагрузки на штамп (испытываемую пробу) ступенями по 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа;

- постоянство давления на каждой ступени;

- неподвижность рабочего кольца относительно перфорированного вкладыша при испытаниях;

- давление на пробу грунта, создаваемое штампом и закрепленным на нем измерительным оборудованием, не более 0,0025 МПа, а при определении свободного набухания не более 0,0006 МПа.

Компрессионные (компрессионно-фильтрационные) приборы в лаборатории должны устанавливаться на жестком основании, исключающем вибрацию. Горизонтальность установки прибора проверяют по уровню. В помещении лаборатории во время испытаний должна поддерживаться положительная температура. Испытания мерзлых грунтов проводятся в специальных камерах с регулируемой температурой. Освещенность индикаторов должна быть достаточной для безошибочного взятия отсчета.

Приборы и оборудование для проведения испытаний должны проходить государственную поверку и тарировочные испытания. Прибор и его рабочее кольцо должны иметь номер и дату начала эксплуатации. Государственной поверке подлежат индикаторы часового типа и гири, а также динамометры и манометры. Собственные деформации прибора и его узлов, а также сжимаемость фильтров определяются по результатам тарировочных испытаний и учитываются в результатах испытаний грунтов в виде тарировочной поправки.

Для рабочего кольца прибора следует определить высоту и диаметр с погрешностью ±0,05 мм; массу с погрешностью 0,01 г; удельное давление на пробу грунта от штампа, расположенного на нем измерительного и другого оборудования и неуравновешенных деталей с погрешностью 0,001 МПа. Массу рабочего кольца проверяют перед каждой загрузкой его грунтом, а геометрические размеры проверяются при износе рабочего кольца на 0,5 г; при износе (по массе) более чем на 5% необходимо провести ремонт рабочего кольца с заточкой режущей кромки.

Компрессионные (компрессионно-фильтрационные) приборы следует тарировать по мере необходимости, но всякий раз при смене партии фильтров. Сжимаемость фильтров и собственные деформации прибора на каждой ступени давления характеризуются единой величиной деформации (m). Тарировку приборов следует производить как по ветви нагрузки, так и по ветви разгрузки. В случаях проведения испытаний грунтов по схеме нескольких последовательных нагружений и разгрузки тарировочные поправки следует принимать из тарировочных испытаний, проведенных по соответствующей схеме. Металлический вкладыш, используемый при тарировке прибора, должен иметь форму диска высотой не менее 1 см, площадью 40 см2, иметь параллельные поверхности и чистоту обработки не ниже 8 класса.

Тарировка прибора ведется в следующем порядке. В рабочее кольцо следует поместить металлический вкладыш, покрытый с двух сторон влажными бумажными фильтрами. Установить верхний перфорированный штамп с индикаторами. Собранный одометр разместить под траверсой нагрузочного устройства. Произвести нулевой отсчет по индикаторам. Затем через нагрузочное устройство передать на штамп ступень давления в 0,05 МПа. Выдержать действие ступени давления в течение 2 мин. Записать показания индикаторов (n1). Разгрузить прибор до ступени давления 0,0125 МПа. Записать показания индикаторов. Вторично загрузить прибор до давления на штампе 0,1 МПа. Также выдержать действие ступени давления в течение 2 мин. Записать показания индикаторов (n2). Разгрузить прибор до ступеней 0,05 и 0,025 МПа, записывая показания индикаторов на каждой ступени. И так далее последовательно нагружая через 0,05-0,1 МПа и разгружая, произвести обжатие фильтров и прибора до давления в 1,2 МПа, выдерживая на каждой ступени давления 2 мин и записывая показания индикаторов. По результатам измерений построить тарировочный график (рис. 7.1). Описанным выше способом следует произвести испытания не менее трех пар фильтров, каждый раз заменяя фильтры на новые. По результатам испытаний следует составить таблицу средних поправочных величин деформаций (m) для ветвей нагрузки и разгрузки при различных ступенях давлений. Допускается пользоваться графиком тарировочных испытаний, построенным по средним значениям величин деформации не менее, чем трех испытаний.

Рис. 7.1. Тарировочный график

А. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ СВОБОДНОГО НАБУХАНИЯ

Определение свободного набухания производят в приборе Васильева (ПВН-1) и усовершенствованной его модификации (ПВН-2). Для испытаний используют образцы грунта высотой 1 см и площадью поперечного сечения 26,5 см2. Вертикальное давление от массы штампа и усилия пружины индикатора должно быть не более 0,0006 МПа. Деформации набухания измеряются индикаторами часового типа с ценой деления 0,01 мм.

Общий вид прибора ПВН-1 показан на рис. 7.2, а. Прибор имеет режущее кольцо (7) высотой 2,5 см, ориентированное режущим краем вверх (рис. 7.2, б). Кольцо вставляется в перфорированное дно (8) с таким расчетом, чтобы выступы кольца вышли в выемки стенок. Сверху на грунт устанавливается перфорированный штамп 6. Собранный прибор помещается в ванночку 1, установленную на основание 4, на котором смонтирована стойка 3 с консолью 2 для крепления индикатора.) Высота грунта обеспечивается использованием шаблона-вкладыша 5, прилагаемого в комплект прибора.

Прибор ПВН-2 (рис. 7.3) имеет разборное кольцо для вырезки образцов грунта, состоящее из рабочего кольца 7 высотой 1 см и направляющего кольца 6, устанавливаемого сверху на рабочее кольцо. Собранное кольцо с грунтом устанавливается на перфорированное дно 8, на грунт сверху укладывается перфорированный штамп 5 и корпус 2 навинчивается на дно. Индикатор 1 закрепляется винтом 3 в корпусе с таким расчетом, чтобы ножка упиралась в центр штампа. Собранный прибор устанавливается на дно ванночки 4.

Рис. 7.2. Прибор для определения свободного набухания конструкции Васильева ПВН-1

а) общий вид; б) детали конструкции.

Рис. 7.3. Прибор для определения свободного набухания грунтов ПВН-2

(авт. , , )

а) общий вид; б) детали конструкции.

Приспособление для водонасыщения грунта без возможности набухания

Наиболее распространенное приспособление для водонасыщения грунта без возможности набухания (рис. 7.4) представляет собой два перфорированных диска, между которыми зажимают тремя винтами рабочее кольцо с грунтом. Устройство УВГ-3 (рис. 7.5) позволяет в одном стакане водонасыщать одновременно до трех рабочих колец с грунтом. Устройство состоит из стакана 1, в котором помещаются три кольца с грунтом, а между рабочими кольцами помещаются перфорированные диски. В прорези стакана вставляется перекладина 2 и при помощи винта-арретира 3 через стальной шарик верхний перфорированный диск прижимается к торцу рабочего кольца. Каждое рабочее кольцо с обеих сторон покрывается фильтрами.

Рис. 7.4. Приспособление для водонасыщения грунта без возможности набухания.

Рис. 7.5. Устройство для водонасыщения грунтов УВГ-3 конструкции

1 - стакан; 2 - перекладина; 3 - винт-арретир.

Устройство для определения давления свободного набухания и набухания грунтов под нагрузкой

Давление набухания грунтов и набухание под нагрузкой определяются в специальном устройстве (рис. 7.6), которое состоит из следующих основных частей: основания, одометра, динамометра, штока, индикаторов часового типа с ценой деления 0,001 мм, стоек с гайками и редуктора.

Рис. 7.6. Устройство для определения давления набухания

1 - основание; 2 - одометр; 3 - шток; 4 - индикаторы часового типа с ценой деления 0,001 мм;

5 - стойка диаметром 20 мм; 6 - шайба; 7 - гайка М12; 8 - редуктор;

9 - ручка редуктора; 10 - индикатор динамометра; 11 - динамометр типа ДОСМ.

В устройстве используются редуктор от сдвигового прибора ВСВ-25, одометр с площадью кольца 40 см2 и высотой 2 см от компрессионного прибора КПр-1, образцовые динамометры типа ДОСМ, индикаторы марки ИГ-М.

Допускается использование одометра с площадью кольца 60 см2 и высотой 2,5 см. Динамометр подбирается в зависимости от ожидаемого давления набухания. Для грунтов монтмориллонитового состава и грунтов с высокой плотностью целесообразно использовать динамометр на 3000 кг, для грунтов каолинового состава и грунтов с низкой плотностью - на 200 кг.

Монтаж устройства производится следующим образом: размещают одометр 2 на основании 1, кладут шарик в углубление штампа, устанавливают шток 3 и одновременно динамометр 4. Вращением ручки 3 редуктора 8 плунжер вводят в соприкосновение с гнездом динамометра, затем устанавливают индикаторы одометра.

Б. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИМЕНЯЕМОЕ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ УСАДКИ ГРУНТОВ

Для определения усадки грунтов с ненарушенным сложением необходимо иметь: кольцо с внутренним диаметром 7,14 (или 8,74) см и высотой 2 (или 2,5) см; предметное стекло, покрытое тонким и ровным слоем парафина; приспособление для измерения линейных размеров образца (рис. 7.7); штангенциркуль с точностью измерения 0,05 мм. Сушка образца производится в емкости объемом до 10000 см2. Взвешивание производится на технических весах с точностью до 0,01 г.