Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 75 )

Рис. 7.7. Приспособление для измерения диаметра и высоты образцов при усадке

Приспособление для измерения диаметра и высоты образцов при усадке (рис. 7.7) включает основание 1, на котором крепится стойка 2 вертикального и горизонтального перемещений держателя штангенциркуля 5, фиксация которого производится соответственно стопорами 4 и 3. Штангенциркуль 7 крепится в держателе 5 с помощью крепежного винта 6.

Измерение производится так: на подкладку 12 и предметный столик 14 помещается образец 13 грунта так, чтобы образец коснулся щечки штангенциркуля. Нониусное устройство 8 подводят на расстояние до 1 мм от образца и стопорным винтом 11 закрепляют микрометрический механизм. Далее микрометрическим винтом 10 приводят в соприкосновение щечки нониуса 8 с образцом грунта и производят отсчет. Нониус стопорится винтом 9.

При определении усадки грунтов мягкопластичной консистенции рекомендуется применять для измерения радиальных деформаций гибкую измерительную линейку (рис. 7.8), которая изготовляется из латунной фольги, имеет нониусное устройство и эластичную пружину, одеваемую на держатели.

Рис. 7.8. Гибкая измерительная линейка

Диаметр и высота образца	Размер линейки	Материал
l	a	b
D = 8,74; h = 2,5	300	25	0,1	Фольга латунная
D = 7,14; h = 2	270	20	0,1	"
D = 5,83; h = 1	240	10	0,1	"

Компоновка устройства показана на рис. 7.9. На основание 1 помещается перфорированный поддон 2. Образец с измерительной линейкой 3 размещают на поддоне, а сверху образца помещают штамп 4, на который опирается индикатор 6, закрепленный винтом 5 на консоли 7. По мере испарения из образца влаги происходит изменение его линейных размеров, что регистрируется измерительной линейкой и индикатором.

Рис. 7.9. Устройство для определения усадки грунтов мягкопластичной консистенции

В. КОМПРЕССИОННЫЕ ПРИБОРЫ КПр-1 И КПр-2 ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЖИМАЕМОСТИ ГРУНТОВ

Основными узлами приборов (рис. 7.10) являются одометр 1 и рычажное устройство 2. Одометр (рис. 7.11) представляет собой разборную обойму из цветного металла, внутри которой помещается рабочее кольцо с пробой грунта. Нижняя часть одометра имеет днище и перфорированный вкладыш, который часто изготавливается как единое целое с днищем. Перфорированный вкладыш имеет желобки глубиной до 0,5 мм в виде концентрических кругов и радиально расходящихся лучей от центра вкладыша. Они необходимы для подвода воды к пробе грунта при замачивании и ее отвода при отжатии в процессе испытания.

Рис. 7.10. Общий вид компрессионного прибора КПр-1

Рис. 7.11. Одометр компрессионного прибора КПр-1 (а) и его устройство (б)

1 - консоль с индикаторами; 2 - штамп перфорированный; 3 - арретирующая муфта;

4 - рабочее кольцо; 5 - кольцо зажимное направляющее; 6 - корпус; 7 - винт; 8 - днище перфорированное; 9 - трубка для воды.

Стеклянные капилляры, соединенные резиновыми муфтами со штуцерами, служат для подвода к прибору воды, а для удаления из прибора воздуха в момент заполнения его камеры водой предусмотрено отверстие, закрываемое при работе прибора заглушкой.

Направляющее кольцо ввинчивается в корпус одометра, прижимает рабочее кольцо к нижнему перфорированному вкладышу, обеспечивая неподвижность кольца в процессе испытания, и направляет верхний штамп, предотвращая его перекосы.

Верхний перфорированный штамп осуществляет передачу давления на образец через шарик, размещаемый в углублении штампа. Перфорация предназначена для оттока и подведений воды в процессе испытания.

Для закрепления индикаторов на верхнем штампе предусмотрены две стойки или консоль. Для предотвращения набухания образца при замачивании служит арретирующая муфта.

Компрессионный прибор КПр-2 отличается от КПр-1 тем, что на рычажном столике устанавливаются один на другой два модернизированных одометра (рис. 7.12, 7.13).

Рис. 7.12. Общий вид компрессионного прибора КПр-2

Рис. 7.13. Компоновка одометров компрессионного прибора КПр-2

Давление на образец передается через секторный рычаг с отношением малого плеча рычага к большому 1:10. Малым плечом рычага является расстояние от оси шкива до центра поперечного сечения троса, огибающего шкив. Большим плечом рычага является расстояние от оси вращения до центра поперечного сечения троса, огибающего сектор. В приборах КПр-1 и КПр-2 секторный рычаг уравновешен, а давление от рамы, передаваемое на грунт, учитывается при приложении первой ступени нагрузки. Точное значение давления, создаваемого рамой, и массы первого груза указываются в паспорте каждого прибора.

Для замера высоты образца после компрессионных испытаний применяется устройство, представленное на рис. 7.14 (авт. ). Устройство состоит из плоской шлифованной металлической подставки 1, имеющей форму диска, с жестко закрепленной на ней металлической стойкой 2. По стойке скользит консоль 3, которая может быть закреплена винтом 4 на любой высоте стойки. На конце консоли зажимом 5 крепится индикатор часового типа 6 с ценой деления 0,01 мм, при этом наконечник ножки индикатора отвинчивается и заменяется специальным штампом 7 (комплект прибора включает в себя два сменных штампа).

Рис. 7.14

Подготовка к испытаниям

Проба грунта для испытания отбирается рабочим кольцом прибора в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84.

Верхнюю зачищенную плоскость монолита грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на ней режущий край кольца и винтовым прессом или вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 5-10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик грунта диаметром на 0,5-2 мм больше внутреннего диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 5-10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его. Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом и тщательно зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца.

При вырезании проб из прочных грунтов во избежание перекосов рабочее кольцо прибора допускается помещать в жесткую фиксирующую обойму произвольной конструкции.

Подготовленный образец грунта в рабочем кольце необходимо взвесить, покрыть с поверхностей фильтрами и поместить в одометр, установить верхний перфорированный штамп, смонтировать измерительную систему, одометр разместить под траверсой нагрузочного устройства, произвести нулевой отсчет по индикаторам.

Для испытываемых образцов должны быть определены влажность, плотность и плотность частиц, границы раскатывания и текучести по ГОСТ 5180-84, гранулометрический состав по ГОСТ 12536-79.

При испытании грунтов нарушенного сложения пробы грунта готовятся с заданными оптимальными значениями плотности и влажности в соответствии с методикой, изложенной в п.7.11 настоящего Руководства.

При подготовке проб грунта к испытаниям по различным схемам пробы-близнецы могут отличаться по плотности r на величину Dr, приведенную в табл. 7.3.

Таблица 7.3

Наименование грунта	Сложение грунта Dr, г/см3
ненарушенное	нарушенное
Глинистые мягкопластичные и песчаные	0,02	0,02
Набухающие	0,02-0,04	0,02-0,03
Просадочные	до 0,03	до 0,02
Засоленные	до 0,05	до 0,03

Г. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОГО НАБУХАНИЯ (схема 1)

Определение свободного набухания (esw) предусматривает наблюдение во времени за изменением высоты (объема) пробы грунта при насыщении ее жидкостью и отсутствии внешнего давления на испытываемую пробу (более чем 0,0006 МПа).

Испытание надлежит проводить параллельно для проб с ненарушенным и нарушенным сложением. Разность в начальной плотности испытываемых проб не должна превышать 0,02-0,03 г/см3. При замачивании проб следует применять жидкости, указанные в пп.1-5.

Подготовленная к испытаниям проба (раздел В) после регистрации начального отсчета в рабочем журнале (приложение 1, форма 13) насыщается жидкостью.

Насыщение пробы производится при градиенте меньше 1. В момент заполнения ванны прибора жидкостью включается секундомер. Это считается началом опыта.

Отсчеты по индикатору производят через 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 60 мин, далее через каждый час до конца рабочего дня. В последующие сутки отсчеты берут в начале и конце рабочего дня до стабилизации процесса разбухания. За условную стабилизацию процесса разбухания принимается величина перемещения, не превышающая 0,01 мм за 16 ч. За начало набухания следует считать относительную деформацию (e), превышающую 0,001. В течение опыта строится график развития деформаций набухания во времени e = f (t) или e = f lg t - табл. 7.2, схема 1.