9 Обработка результатов
9.1 Вычисляют влажность грунта  , удельный вес грунта  , удельный вес частиц грунта  , начальное значение коэффициента пористости  , степень водонасыщения  .
9.2 Вычисляют приложенное осевое напряжение
 , (1)
где  - приложенная осевая нагрузка;  - площадь поперечного сечения образца.
9.3 Вычисляют среднее эффективное напряжение исходя из параболического закона распределения порового давления по формуле
 , (2)
где  - избыточное поровое давление на основании образца.
9.4 Для определения характеристик  по результатам испытания для каждой ступени нагружения вычисляют:
- абсолютную вертикальную деформацию образца грунта  мм, как значение показаний датчика перемещений за вычетом поправки на деформацию компрессионного прибора  ;
- относительную вертикальную деформацию образца грунта по формуле
 , (3)
где  - начальная высота образца, мм.
9.4.1 По вычисленным значениям строят график зависимости  .
9.4.2 Вычисляют коэффициенты пористости  грунта при осевом напряжении  по формуле
 , (4)
где  - начальное значение коэффициента пористости.
9.4.3 Kоэффициент сжимаемости  МПа , в заданном интервале осевого напряжения  и  вычисляют с точностью 0,001 МПа по формуле
 , (5)
где и  - коэффициенты пористости, соответствующие напряжениям и  .
9.4.4 Компрессионный модуль деформации  МПа, в интервале напряжений и вычисляют с точностью 0,1 МПа по формуле
 , (6)
где - начальное значение коэффициента пористости; - коэффициент сжимаемости, соответствующий интервалу давления от до ;  - коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле
 , (7)
где  - коэффициент поперечной деформации, определяемый в соответствии с п. 9.7.
9.5 Коэффициент фильтрационной консолидации  вычисляют при измеренном избыточном поровом давлении более 3 кПа, в выбранном интервале осевого напряжения, по формуле
 , (8)
где  - приложенное осевое напряжение при времени  ;  - приложенное осевое напряжение при времени  ;  - средняя высота образца в интервале времени между и ;  - интервал времени между и ; - среднее избыточное поровое давление в интервале времени и ;  - среднее полное осевое напряжение в интервале времени и .
9.6 Давление предварительного уплотнения  определяют с использованием метода Казагранде или прямым методом, используя непосредственно результаты компрессионных испытаний.
Давление предварительного уплотнения можно определить из компрессионных испытаний образцов грунта ненарушенной структуры (рис. 2). Как видно из рис. 2 наклон кривой  незначителен до вертикальных давлений, равных давлению предварительного уплотнения  . За этим давлением наклон кривой резко возрастает, что свидетельствует о сжимаемости грунта.
9.6.1 Определение давления предварительного методом Казагранде.
Определение  выполняется с использованием следующей процедуры (рис. 2):
1. Провести касательную линию к участку компрессионной кривой, начало которого определяется видимым уплотнением образца грунта.
Рис. 2. Определение давления предварительного уплотнения
методом Казагранде
2. Найти точку с максимальной кривизной на начальном участке компрессионной кривой, где изменяется угол наклона, и провести через нее горизонтальную прямую.
3. Провести касательную линию к компрессионной кривой из найденной в п. 2 точке.
4. Провести линию через биссектрису угла определяемого линиями построенными в п. 2 и п. 3.
5. Точка пересечения между линией, проходящей через биссектрису угла (п. 4) и первой касательной (п.1) определяет положение давления предварительного уплотнения.
Метод Казагранде рекомендуется для глин, у которых имеет место незначительное нарушение структуры при отборе монолитов и подготовке образцов грунта.
9.6.2. Определение давления предварительного прямым методом ис- пользуя коэффициент порового давления.
Результаты компрессионных испытаний представляются в виде зависи-
мости изменения коэффициента порового давления  от эффективного напряжения  (рис. 3).
Рис. 3. Определение давления предварительного уплотнения
Давление предварительного уплотнения соответствует минимальному значению коэффициента .
9.6.3. Определение давления предварительного прямым методом ис- пользуя боковые напряжения  .
Результаты компрессионных испытаний представляют в виде зависимости между вертикальными и боковыми напряжениями (рис. 4).
Рис. 4. Определение давления предварительного уплотнения
Точка перегиба билинейной зависимости  соответствует значению давления предварительного уплотнения,  .
9.7. Используя второй участок (АВ) зависимости находят:
- коэффициент бокового давления
 , (9)
- коэффициента Пуассона:
 =  , (10)
- среднее напряжение
 , (11)
- интенсивность касательных напряжений
 . (12)
Литература
1. Black, D. K., and Lee, K. L. “Saturated Laboratory Samples by Back Pressure,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 99, No. SM1, Proc Paper 9484, 1973, pp. 75–93.
2. Wissa, A. E. Z., Christian, J. T., Davis, E. H., Heiberg, S.“Consolidation at Constant Rate of Strain,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 97, No. SM10, 1971, pp. 1393-1413.
3. Swedish Standard SS 027126 CRS Oedometer Test on Cohesive Soil.
4. ASTM D 4186. Standard Test Method for One-Dimensional Consolidation Properties of Soils Using Controlled-Strain Loading.
Дополнительная литература
1. Gorman, C. T. “Constant-Rate-of-Strain and Controlled-Gradient Consolidation Testing,” Research Report 448, Division of Research, Kentucky Department of Transportation, May 1976.
2. Gorman, C. T. “Strain-Rate Selection in the Constant-Rate-of-Strain
Consolidation Test,” Research Report 556, Division of Research, Kentucky Department of Transportation, October 1980.
3. Deen, R. C., Drnevich, V. P., Gorman, C. T., Hopkins, T. C. “Constant-Rate-of-Strain and Controlled-Gradient Consolidation Testing,” Geotechnical Testing Journal, ASTM, Vol 1, No. 1, March 1978, pp. 3–15.
4. Lowe J. “New Concepts in Consolidation and Settlement Analysis,” Journal of Geotechnical Division, ASCE, Vol 100, No.GT6, Proc Paper 10623, June 1974, pp. 571–612.
5. Lowe J., Jonas E., Obrician, V.“ Controlled Gradient Consolidation Test,” Journal of the Soil Mechanics and FoundationsDivision, ASCE, Vol 95, No. SM1, January 1969.
6. Lowe J., Zacheo, P. F., Feldman, H. S.“ Consolidation Testing with Back Pressure,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 90, No. SM5, September 1964.
7. Smith R. E., Wahls H. E. “Consolidation under Constant Rates of Strain,” Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol 95, No. SM2, March 1969.
8. Armour D.W., Drnevich V.P. “Improved Techinques for the Constant-Rate-of-Strain Consolidation of Soils: Testing and Evaluation, ASTM STP 892, Yong R.N. and Townsend F.C., Eds., American Society for Testing Materials, Phiadelphia, 1986, pp. 170-183.
9. Mesri G., Castro A. “C/C Concept and K During SecondaryCompression,” Journal of the Geotechnical Engineering Div., ASCE, Vol. 113, No. GT3, March 1987, pp. 230-247.
|
