Действующий
7.1 Образцы мерзлого грунта ненарушенного сложения с природной влажностью и льдистостью вырезают из монолита или керна так, чтобы при последующем испытании он имел по отношению к нагрузке ориентировку, соответствующую природному залеганию.
7.2 При изготовлении образцов грунта из монолита предварительно выпиливают заготовки в виде призм, размеры основания и высота которых должны на 2-3 см превышать заданные размеры образцов.
7.3 Перед изготовлением образцов мерзлого грунта кольца-пробоотборники нумеруют, взвешивают, измеряют их высоту и внутренний диаметр. Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем технического вазелина и устанавливают режущим краем на зачищенную поверхность основания призмы (или керна). Кольцо-пробоотборник одновременно может служить рабочим кольцом.
7.4 При помощи пресса кольцо-пробоотборник слегка вдавливают в мерзлый грунт и острым ножом начинают срезать грунт. Постепенно надвигают кольцо на образующийся грунтовый цилиндр до полного его заполнения. Штангенциркулем измеряют высоту образца не менее чем в четырех различных точках, расположенных по диаметру образца в двух взаимно перпендикулярных направлениях, проверяют взаимную параллельность оснований образца с погрешностью 0,1 мм. Из кольца-пробоотборника образец грунта перемещают в рабочие кольца. Образец грунта вместе с рабочим кольцом взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.
7.5 Для испытуемых образцов грунта дополнительно к физическим характеристикам, указанным в 4.7, должны быть определены тип криогенной текстуры и льдистость по ГОСТ 25100.
7.6 Образцы грунта нарушенного сложения изготавливают из талого грунта заданного состава, влажности и плотности. Требуемая плотность достигается уплотнением грунта при заполнении рабочих колец. Между рабочими кольцами помещают прокладки для создания зазора между кольцами.
7.7 Замораживание грунта проводят в специальных формах из оргстекла, крышку формы устанавливают в зависимости от заданных условий промораживания: при помещении крышки снизу - промораживание сверху; при помещении крышки сверху - промораживание снизу. Форму с образцом помещают в помещение или холодильный шкаф с заданной отрицательной температурой воздуха.
7.8 Во время замораживания измеряют температуру контрольного образца грунта, в который помещают термодатчик. Промораживание заканчивают, когда температура контрольного образца достигнет заданного значения. После этого образец извлекают из формы, герметизируют и сохраняют в эксикаторах (со льдом или снегом) до испытаний. Время хранения - не более пяти суток.
8.1 Образец грунта в рабочих кольцах помещают в сдвиговый прибор. На образец грунта ставят тепловой штамп и центрируют его.
8.2 Температура в тепловом штампе создается и регулируется с помощью ультратермостата (циркуляция антифриза или другой незамерзающей жидкости) или других нагревающих устройств. Температура на нижней поверхности штампа не должна превышать 50 °С.
8.3 Проводят регулировку механизма нагрузки. Закрепляют устройства для измерения вертикальных и горизонтальных деформаций, записывают время начала испытаний и начальные показания приборов. На образец грунта передают нормальное давление
, при котором будет проводиться сдвиг образца. Значение
принимают по таблице 1.
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/d80814ac-5e7c-4b2f-9686-1c699f2d4466.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/ff1a3e38-2824-47db-90f8-c1165caac5bd.jpg)
Грунты | ||
Глинистые и органоминеральные грунты с показателем текучести | Мелкие и пылеватые пески с коэффициентом водонасыщения ![]() | Нормальное давление ![]() |
![]() | 0-0,50 | 0,1; 0,15; 0,2 |
0,5![]() | 0,50-0,80 | 0,05; 0,1; 0,15 |
![]() | 0,80-1,00 | 0,025; 0,075; 0,125 |
8.4 Время (скорость) оттаивания зависит от размеров образца, состава, плотности и влажности грунта. В процессе оттаивания с помощью щупа (термодатчиков и др.) контролируют температуру грунта в зоне сдвига, т.е. на границе раздела оттаивающего и мерзлого грунта, которая должна быть расположена на 1-3 мм ниже верхней части рабочего кольца в подвижной обойме (см. приложение Б). Устанавливают зазор 2 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.
8.5 Приводят в действие механизм для создания касательной нагрузки и проводят срез образца грунта не более чем за 2 мин с момента приложения нагрузки.
При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10% значения нормального давления, при котором проводится срез, и приложение ступеней нагрузки должно следовать через каждые 10-15 с.
При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза принимают в интервале 2-3 мм/мин так, чтобы срез проходил в течение указанного времени.
8.6 Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм.
При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего будет наблюдаться некоторое ее снижение или установление постоянного значения, или общая деформация среза превысит 5 мм.
8.7 После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из зоны среза образца.
9.1 По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения
и
, МПа, по формулам:
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/74e44015-fcbf-4b4f-a32e-aa80a9c8c3de.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/4b8c2100-25a6-4cd3-b22b-d3fea05c8ee6.jpg)
Из каждого значения
вычитают поправку за счет трения в приборе по заранее построенной тарировочной кривой. При фиксации хода испытаний автоматическими приборами в полученную диаграмму среза также вносят поправку за счет трения в приборе.
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/1dd913c2-4ae0-4453-ba0d-28008d88de4a.jpg)
По измеренным в процессе испытания значениям деформации среза
, соответствующим различным напряжениям
, строят график зависимости
(см. приложение Г).
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/03b4d3c7-dea5-45e7-8dfc-65a7bccc1c95.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/2792de86-fc1d-42e6-99b0-6656aaaac8fa.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/97c73081-4992-48fe-a1bb-ed5cc38e10c7.jpg)
За сопротивление грунта сдвигу принимают максимальное значение
, полученное по графику
или по диаграмме среза на отрезке
, не превышающее 5 мм.
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/636d88fe-b069-4253-8549-05106550db6b.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/d20604d8-3190-4708-885d-b1182b4ac4e9.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/1cd5ab51-2eba-4de8-8040-2ce52618a5b8.jpg)
9.2 Угол внутреннего трения
и удельное сцепление
оттаивающего грунта определяют как параметры линейной зависимости
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/5fe3cb2d-cb97-49ea-a21e-2988e31756d3.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/6a57dba1-9653-440f-9d96-23499ce49902.jpg)
Угол внутреннего трения
и удельное сцепление
, МПа, вычисляют по формулам в соответствии с ГОСТ 20522:
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/44b51a69-ccdd-4f90-9642-78495af308bb.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/69ad50ec-71fc-45e3-bf96-03db62dff790.jpg)
где
- опытные значения сопротивления сдвигу оттаивающего грунта, определенные при различных значениях
и относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при
3);
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/1ed79145-f102-40f8-9508-c5c705171842.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/0b6d4fc2-655a-40f0-a5bc-e679ded8076e.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/91d1283b-f3a8-4eb1-baa8-ee6a4cc7e5b6.jpg)
Примечание - Для оценки разброса экспериментальных данных и выявления ошибок испытаний перед вычислением значений
и
строят график зависимости
(см. приложение Г).
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/1841c7db-a3a3-4b9f-88ed-53878ff0be59.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/67faa03d-7418-4556-91f6-25d6b01125b9.jpg)
![](https://dokipedia.ru/sites/default/files/doc_files/172/409/4/files/904070fd-50ad-4695-9748-54ed24e9a595.jpg)
Объект (пункт) | Данные о рабочем кольце и образце | ||||||||||||||||||||||||||||||
Сооружение | высота, мм | ||||||||||||||||||||||||||||||
Шурф (скважина) N | диаметр, мм | ||||||||||||||||||||||||||||||
Глубина отбора образца, м | площадь, см![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||
Лабораторный номер образца | объем, см![]() | ||||||||||||||||||||||||||||||
Наименование грунта | масса кольца, г | ||||||||||||||||||||||||||||||
Сложение грунта | масса кольца с мерзлым грунтом, г | ||||||||||||||||||||||||||||||
Визуальное описание образца | масса образца мерзлого грунта, г | ||||||||||||||||||||||||||||||
мерзлого грунта в лаборатории | |||||||||||||||||||||||||||||||
плотность мерзлого грунта, г/см![]() | |||||||||||||||||||||||||||||||
Температура в холодильной камере | влажность мерзлого грунта, д.е. | ||||||||||||||||||||||||||||||
Температура штампа | влажность грунта в приконтактной зоне, д.е. | ||||||||||||||||||||||||||||||
визуальное описание грунта в зоне сдвига | |||||||||||||||||||||||||||||||
Дата испы- таний | Время снятия отсчета ![]() | Время от начала оттаи- вания, мин | Давление на образец грунта ![]() | Показания индикатора дефор- мации осадки, мм | Время от начала сдвига, мин | Пока- зания инди- катора сдвига, мм | Абсо- лютная дефор- мация сдвига ![]() | Каса- тельное напря- жение ![]() | Касательное напряжение с учетом поправки на трение в приборе ![]() | Приме- чание | |||||||||||||||||||||