Компрессионные испытания глинистых грунтов с ненарушенной и нарушенной структурой

В период компрессионных испытаний стандартного типа нагрузка на образец глины прилагается. ступенями, причем каждая ступень равна предыдущей общей нагрузке. Таким образом, если, например, начальная приложенная к грунту нагрузка создает сжимающее напряжение 0,2 т/фут2, то последующие ступени нагружения должны, если это необходимо, увеличивать напряжения до 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,4 т/фут2 и т.д. Иногда предпочитают повышать нагрузку в такой последовательности: 0,25; 0,5; 1; 2; 4; 8 т/фут2. В п. 6.5 объясняются причины, по которым устанавливается такое удвоение нагрузки при опыте.

Для обеспечения консолидации образца грунта он выдерживается под каждой ступенью нагрузки по меньшей мере в течение 24 ч. При высоте образца 1''" за это время можно ожидать полной консолидации большинства разновидностей глинистых грунтов. Для каждой ступени нагрузки производится тщательная непрерывная регистрация уплотнения образца, как показано далее на рис. 6.10. При затухании консолидации накопленная образцом под каждой ступенью нагрузки деформация сжатия наносится на график, который строится по полулогарифмической системе, подобно показанному на рис. 6.4. Точки 1—8 отвечают сжатию образца глинистого грунта с ненарушенной структурой, и точки 9—11 соответственно — отдаче за счет расширения при разгрузке образца. Следует отметить, что образцу глины должна быть предоставлена возможность расширяться по меньшей мере в течение 24 ч после каждой ступени разгрузки, так как грунт может расшириться только при поглощении им воды. Вместе с тем скорость этого поглощения зависит от факторов, подобных тем, которые обусловливают скорость отжатия воды из образца в период его уплотнения под нагрузкой.

После окончательной разгрузки образец извлекают из прибора для определения его влажности, как обычно, путем взвешивания, высушивания и вторичного взвешивания. Объемы твердого вещества и воды в грунте при некоторой площади сечения образца могут быть выражены в соответствующих частях его высоты. Если вес твердого вещества в образце грунта в граммах был получен равным Ws, его удельный вес был равен G, а площадь горизонтального сечения образца внутри кольца компрессионного прибора была равна А, то искомая высота твердого вещества в образце hs в дюймах определится из выражения

Аналогично высота hw2 в дюймах воды в образце в конце испытания будет:

Для полностью водонасыщенного образца (см. рис. 6.8) должно выполняться условие

где H1 — начальная высота образца (может быть принята равной высоте кольца компрессионного прибора 1 на рис. 6.2 и 6.3);

Ahf — необратимая деформация сжатия образца после окончания испытания (см. рис. 6.4).

Площадь образца А на всех стадиях испытания остается постоянной. Поэтому коэффициент пористости вместо отношения объемов может быть выражен отношением высот:

и тогда коэффициент пористости в конце испытания будет равен:

Значение e2 на кривой зависимости коэффициента пористости от давления, показанной на рис. 6.5, может быть нанесено в виде точки 11. Последующие точки 10, 9, ..., 1 этой кривой могут быть получены после вычисления изменения коэффициента пористости Ae для каждой ступени нагрузки или разгрузки по выражению

где Ah — полная деформация расширения или сжатия образца, зарегистрированная мессурой для каждого этапа нагружения.

Затем значения Ае последовательно вычитаются из значения е2. Таким образом определяется положение точек 10, 9 и 8 на ветви расширения кривой зависимости коэффициента пористости от давления, как это показано на рис. 6.5. Соответствующие значения Де для ветви сжатия той же кривой последовательно прибавляются к значению коэффициента пористости, определяемому точкой S; таким образом получают точки 7, 6, 5, 4, 3, 2 и 1.