Бесцветный прозрачный кварц, оксид кремния

Определение предела прочности скальных грунтов при одноосном сжатии в лаборатории

Одноосное сжатие

 

 

Цель испытаний

Определение недренированной прочности, С_и и предела прочности на одноосное сжатие, (R) связных грунтов в естественном или нарушенном (перемятом) состоянии.

При испытании скальных пород определяются модуль упругости , коэффициент Пуассона и предел прочности на одноосное сжатие.

Ограничения

Испытания не применимы для песчаных грунтов или связных грунтов с включениями гравия.

Условия испытаний

Испытания проводятся в режиме быстрого нагружения с заданной скоростью деформации, такой, чтобы не происходило рассеивания порового давления.

Применение результатов испытаний

1. Результаты испытаний применяются при проектировании сооружений с быстрыми темпами нагружения связных водонасыщенных оснований, например, при строительстве земляного полотна дорог, дамб, подпорных стен, откосов и определении несущей способности и устойчивости водонасыщенных связных грунтов.
2. При определении показателя консистенции глинистых грунтов.
3. Для определения недренированной прочности связных грунтов.

Оборудование

1. Форма для подготовки образцов грунта.

2. Выталкиватель.

3. Прибор одноосного сжатия.

4. Весы.

Процедура испытаний

v Образцы грунта ненарушенной структуры

1. Используя режущий цилиндр и устройство для подготовки образцов из монолита необходимо изготовить образец глинистого грунта с диаметром 38 мм и высотой 76 мм.

Рис.1. Устройство для вырезания образца грунта из монолита

Рис.2. Винтовой пресс для выталкивания образца грунта из цилиндра

Рис. 3. Подготовка образца глинистого грунта

2. Измерить диаметр образца у верхнего торца штангенциркулем в трех точках через 120^о. Сделать то же самое в нижней части образца. Занести в журнал испытаний среднее значение диаметра.

3. Измерить высоту образца и записать в журнал испытаний.

4. Взвесить образец грунта и записать в журнал испытаний.

5. Осторожно поместить образец грунта на опорную плиту прибора, выровняв его относительно центра.

6. Установить нагрузочный штамп на верхний торец образца грунта и привести в соприкосновение с ним шток нагрузочного устройства.

7. Закрепить датчик вертикальных перемещений и выставьте начальное значение.

8. Задать определенную деформацию сжатия и выполнить нагружение образца со скоростью приращения относительной вертикальной деформации образца 0,02 за 1 мин. При высоте образца 76 мм время испытания не должно быть более 5 минут

Рис. 4. Прибор для испытания на одноосное сжатие

v Испытания связных грунтов нарушенной структуры

Испытания проводятся с предварительно подготовленными образцами грунта при заданной влажности. Величина влажности определяется проектом и, как правило, принимается равной оптимальному значению, W_опт.

Оптимальная влажность определяется по методике ЦНИИС или СоюздорНИИ уплотнением грунта в устройствах предварительного уплотнения(рис. 5),до максимальной плотности при оптимальной влажности. Влажность грунта, соответствующая максимальной плотности, называется оптимальной.

Рис. 4. Прибор для стандартного уплотнения, конструкции ООО «Геотек»

В процессе автоматизированных испытаний измеряются параметры, приведенные в табл. 1.

Табл. 1. Датчики и контролируемые параметры

Датчики	Измерение/контроль	Разрешение
Датчик силы	Нормальное напряжение	0,2 кПа
Датчик вертикальных перемещений LVDT	Осевая деформация	0,001%
Датчик радиальных перемещений LVDT	Радиальная деформация	0,001%

Испытания на одноосное сжатие можно также выполнитьв стабилометре, используя одну из его функций. В этом случае необходимо выбрать устройство силового нагружения исходя из ожидаемой прочности на одноосное сжатие. Устройства силового нагружения выпускаются с усилием 5 и 10 кН. При диаметре образца 38 мм и устройстве силового нагружения в 10 кН могут быть испытаны образцы до уровня напряжений в 11,2 МПа.

Обработка результатов

1 Предел прочности на одноосное сжатие R_c, МПа, грунта при ε≤ 0,1 вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле

R_c=10(F/A_o),

где F- нагрузка, при которой происходит разрушение, кН;

A_o- начальная площадь поперечного сечения образца грунта, см² .

2.Определение прочности скальных грунтов в полевых условиях

В полевых условиях разновидность грунта можно определить по твердости. Образцы грунтов с твердостью 5 и выше (царапают стекло) являются достаточно прочными материалами и допускаются для применения в строительстве. Образцы грунтов с твердостью 3 и ниже без стандартных испытаний на прочность применять в промышленности строительных материалов не разрешается (как щебень для бетонов).

О прочности можно судить по способности раскалываться под ударом молотка.

1 способ. Для пробы на прочность образец горной породы объемом около 200 см3 (приблизительно 6х6х6 см) одним-двумя ударами молотка раскалывают в щебенку. Прочный образец расколется на 2-3 куска, а непрочный или выветрелый – на много мелких кусочков.

2 способ. Прочность образца можно определить при ударе его молотком по звуку. Для этого образец горной породы кладут на ладонь и наносят по нему не очень сильный удар молотком. Плотный и прочный камень дает ощущение упругого удара и издает звонкий звук и после удара молоток от образца отскакивает. Непрочный трещиноватый образец горной породы при ударе его молотком издает глухой звук.

 

 

Гранодиорит

 

Гранит

Розовый кварц

Бесцветный кварц

Бесцветный прозрачный кварц, оксид кремния

 

 

Габбро

Габбро

Пироксенит

Диабаз