ГОСТ 21719-80, часть 2

• часть 1
• часть 2
• часть 3

при испытаниях песчаных грунтов - на промежуточных ступенях в начале и конце ступени, а на конечной ступени давления через 10 мин в течение первого получаса, через 15 мин в течение второго получаса и далее через 30 мин до условной стабилизации деформации грунта;

при испытаниях глинистых грунтов - на промежуточных ступенях давления через 10 мин, а на конечной ступени давления через каждые 15 мин в течение первого часа и 30 мин в течение второго часа и далее через 1 ч до условной стабилизации деформации грунта.

3.5.5. При передаче срезающего давления ступенями величина их не должна превышать 10% от величины нормального давления , при которой производится срез. После передачи ступени давления необходимо не реже чем через каждые 2 мин отмечать в журнале величины деформации среза до их условной стабилизации.

За условную стабилизацию деформации среза надлежит принимать приращение перемещения лопастей в плоскости среза, не превышающее 0,1 мм за время, указанное в табл. 6.

После достижения условной стабилизации деформации среза при данной ступени давления надлежит передавать следующую ступень срезающего давления.

3.5.6. При непрерывном возрастающем срезающем давлении скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в табл. 7.

Таблица 7

Вид грунта	Скорость среза, мм/мин
Песчаные Глинистые: супеси суглинки глины	1,0 0,5 0,2 0,1

Примечание. При испытаниях с постоянной скоростью среза следует применять

приборы с автоматической записью результатов испытаний.

3.5.7. Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени срезающего давления происходит резкое (на порядок) уменьшение величины этого давления или общая деформация среза превысит 50 мм.

При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний следует принимать момент, когда срезающее давление достигнет максимальной величины, после чего наблюдается некоторое его снижение или когда установлено постоянство значения деформации среза или если общая величина деформации среза превысит 50 мм.

После окончания испытания грунт следует разгрузить и произвести демонтаж аппаратуры.

3.5.8. При неконсолидированном режиме испытаний без предварительного уплотнения необходимо передать сразу в одну ступень нормальные давления , при которых будет производиться срез грунта. Величины следует принимать по табл. 5.

3.5.9. Срез грунта при неконсолидированном режиме испытаний надлежит осуществлять за время не более 5 мин, считая с момента окончания приложения нормального давления.

При передаче срезающего давления ступенями, не превышающими 10% нормального давления , при котором производят срез, приложение ступеней должно следовать через каждые 15-30 с.

При передаче срезающего давления в виде непрерывно возрастающего скорость среза следует принимать в интервале 5-20 мм/мин, так чтобы испытание было закончено в течение указанного времени.

Момент окончания испытания устанавливают в соответствии с указаниями, приведенными в п. 3.5.7.

После окончания испытания грунт следует разгрузить и произвести демонтаж аппаратуры.

3.5.10. Результаты испытаний необходимо заносить в "Журнал полевых испытаний грунтов методом кольцевого среза" (рекомендуемое приложение 4). По окончании испытания следует записать максимальное показание измерительного устройства , которое было зафиксировано в процессе испытания.

3.5.11. После окончания испытаний грунтов необходимо выполнять требования, указанные в п. 2.4.6.

3.6. Обработка результатов

3.6.1. Обработку результатов испытаний надлежит выполнять по данным, внесенным в журнал (п. 3.5.10).

3.6.2. Максимальный крутящий момент в кН·см (кгс·см) необходимо вычислять по формуле (2).

3.6.3. Диаметр кольцевой поверхности среза в см следует вычислять по формуле

, (9)

где - диаметр скважины после предварительного уплотнения грунта (п. 3.4.7), см;

- рабочая ширина лопасти (табл. 4), см.

3.6.4. Сопротивление грунта срезу в МПа (кгс/см) при каждом нормальном давлении в МПа (кгс/см) необходимо вычислять по формуле

, (10)

где - максимальный крутящий момент, определяемый по формуле (2), кН·см (кгс·см);

- диаметр кольцевой поверхности среза, определяемый по формуле (9), см;

- высота распорного штампа, см.

3.6.5. По величинам сопротивления грунта срезу , определенным при различных нормальных давлениях , следует построить график зависимости в соответствии с требованиями ГОСТ 23741-79; при этом необходимо провести прямую линию, занимающую среднее положение между всеми опытными точками.

По графику следует производить контроль испытаний. При разбросе опытных данных (точек) относительно прямой линии более чем на 30% от величины среднего значения результаты испытаний следует считать неудовлетворительными и испытания надлежит повторить.

Прочностные характеристики грунта - угол внутреннего трения в градусах и удельное сцепление в МПа (кгс/см) - находят по графику зависимости . При этом величина определяется как отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, а тангенс угла наклона этой прямой к оси абсцисс есть тангенс угла внутреннего трения .

Нормативные и расчетные значения и для каждого инженерно-геологического элемента (слоя) следует устанавливать по ГОСТ 20522-75.

3.6.6. Результаты определения и необходимо выражать с погрешностью 0,01 МПа (0,1 кгс/см), -1 градус и регистрировать в журнале испытаний, указывая метод испытания и вид грунта. Результаты определений следует сопровождать указаниями величин нормальных давлений , при которых было получено каждое значение . Величины , и , полученные при неконсолидированном режиме испытаний, следует обозначать , и .

4. МЕТОД ПОСТУПАТЕЛЬНОГО СРЕЗА

4.1. Испытания грунтов методом поступательного среза следует производить для определения прочностных характеристик - угла внутреннего трения в градусах и удельного сцепления в МПа (кгс/см ).

4.2. Испытания грунтов методом поступательного среза необходимо осуществлять в соответствии с требованиями п. 3.2.

4.3. Аппаратура

4.3.1. Для испытания грунта методом поступательного среза необходимо применять установки, состоящие из следующего основного оборудования:

рабочего наконечника, состоящего из распорного штампа с поперечными лопастями;

штанг или троса;

устройств для создания и измерения нормального давления;

устройств для создания и измерения срезающего давления;

приборов для измерений деформации сжатия и среза грунта.

4.3.2. Аппаратура для испытаний грунта методом поступательного среза должна отвечать основным требованиям, изложенным в табл. 4.

4.3.3. Конструкции установок должны обеспечивать возможность:

передачи и измерения нормального равномерного давления на распорный штамп;

горизонтального вдавливания поперечных лопастей в стенки буровой скважины;

передачи и измерения ступенчатого или непрерывно возрастающего срезающего давления на поперечные лопасти;

тарировки измерительных устройств.

4.4. Подготовка к испытанию

4.4.1. Подготовку к испытанию грунта методом поступательного среза следует производить в соответствии с требованиями пп. 2.3.1-2.3.4; 2.3.8-2.3.11; 3.4.7.

4.4.2. Перед проведением испытания грунта методом поступательного среза необходимо тарировать устройство для измерения нормального давления. По результатам тарировки надлежит составлять график (таблицу) зависимости нормального давления в кН (кгс) от показаний измерительного устройства в атм.

4.4.3. Подготовленный рабочий наконечник следует опустить в скважину до отметки испытания.

4.4.4. На установке необходимо смонтировать устройства для измерения нормального и срезающего давления, приборы дли измерения деформации сжатия и среза грунта. Измерительные приборы следует защищать от воздействия атмосферных осадков.

4.5. Проведение испытания

4.5.1. Проведение испытания грунта методом поступательного среза следует производить в соответствии с требованиями, приведенными в пп. 3.5.1-3.5.9; 3.5.11.

4.5.2. Результаты испытаний необходимо заносить в "Журнал полевых испытаний грунтов методом поступательного среза" (рекомендуемое приложение 5). По окончании испытания следует записать максимальное сопротивление грунта вертикальному срезу , которое было зафиксировано в процессе испытания.

4.6. Обработка результатов

4.6.1. Обработку результатов испытаний следует выполнять по данным, внесенным в журнал (п. 4.5.2).

4.6.2. Обработку результатов испытаний грунтов надлежит осуществлять в соответствии с требованиями, приведенными в пп. 3.6.5 и 3.6.6.

4.6.3. Сопротивление грунта срезу в МПа (кгс/см) при каждом нормальном давлении в МПа (кгс/см) необходимо вычислять по формуле

, (11)

где - максимальное сопротивление грунта вертикальному срезу с учетом массы распорного штампа, кН (кгс);

- площадь поверхности среза, см;

0,95 - коэффициент, учитывающий сопротивление грунта перед верхней поперечной лопастью в установке поступательного среза.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Термины и обозначения	Определение
Сопротивление грунта срезу ( )	Показатель сопротивления смещению грунта по периметру лопастей под действием на них давления, при котором происходит срез (разрушение) грунта
Массив грунта	Определенный объем грунта природного состояния, предназначенный для испытания на срез без бурения скважин и проходки горных выработок
Нормальное давление на грунт ()	Давление на грунт, приложенное перпендикулярно плоскости среза
Угол внутреннего трения грунта ()	Показатель трения в грунте, соответствующий углу наклона прямолинейного графика зависимости сопротивления грунта срезу (ордината) от нормального давления (абсцисса) к оси абсцисс
Сцепление грунта удельное ( )	Показатель сцепления в грунте, численно равный начальной положительной ординате прямолинейного графика зависимости сопротивления грунта срезу (ордината) от нормального давления (абсцисса)
Показатель структурной прочности грунта при срезе ()	Показатель характера структурных связей в грунте, численно равный отношению величин максимального и установившегося сопротивления грунта срезу
Рабочий наконечник	Наконечник, создающий нормальное давление на грунт при его испытании на срез в стенках скважин, а также обеспечивающий срез грунта при его испытании в скважинах и в массиве
Крыльчатка	Рабочий наконечник, состоящий из четырех тонких прямоугольных продольных лопастей, крестообразно укрепленных на нижнем конце центрально расположенного несущего стержня
Постоянная крыльчатки, ()	Статический момент , см, цилиндрической поверхности среза относительно оси вращения, вычисляемый по формуле , (1) где - диаметр крыльчатки, см; - высота крыльчатки, см
Метод вращательного среза	Испытание на срез грунта, проводимое в условиях практического отсутствия дренирования путем приложения горизонтальной срезающей (касательной) нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, образуемой вращением крыльчатки ниже забоя скважины или в массиве
Метод кольцевого среза	Испытание на срез грунта, предварительно уплотненного или неуплотненного нормальным давлением, проводимое путем приложения горизонтальной срезающей (касательной) нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, образуемой в скважине вращением рабочего наконечника с продольными лопастями
Метод поступательного среза	Испытание на срез грунта, предварительно уплотненного или неуплотненного нормальным давлением, проводимое путем приложения вертикальной срезающей (касательной) нагрузки и смещения грунта по боковой поверхности, образуемой в скважине вертикальным перемещением рабочего наконечника с поперечными лопастями
Консолидированный режим испытания грунта на срез	Режим испытания на срез грунта, предварительно уплотненного нормальным давлением, проводимого в условиях дренирования путем повышения срезающей (касательной) нагрузки с такой скоростью, при которой обеспечивается практически полная консолидация грунта
Неконсолидированный режим испытания грунта на срез	Режим испытания на срез грунта (без предварительного уплотнения), проводимого в условиях практического отсутствия дренирования путем приложения нормальной и срезающей (касательной) нагрузок с такой скоростью, при которой обеспечивается практическая неизменность начального состояния грунта

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

Схема испытания грунта на срез в скважинах Схема испытания грунта на

срез в массиве

а) Вращательный б) Кольцевой в) Поступательный а’) Вращательный

срез срез срез срез

1 - устройства для создания и измерения: и - крутящего момента (), - нормального давления () и крутящего момента () с приборами для измерения деформации сжатия и среза грунта, - нормального давления () и максимального сопротивления грунта вертикальному срезу () с приборами для измерения деформаций сжатия и среза грунта; 2 - штанги; 3 - рабочие наконечники: и - крыльчатка; - распорный штамп с продольными лопастями; - распорный штамп с поперечными лопастями.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рекомендуемое

Обложка журнала

(первая страница)

Организация _____________________________________

Экспедиция ______________________________________

Партия (отряд) ___________________________________

Тема (заказ) _____________________________________

Объект ___________________________________________

Участок __________________________________________

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Рекомендуемое

Обложка журнала

(первая страница)

Организация _______________________________________________

Экспедиция ________________________________________________

Партия (отряд) ______________________________________________

Тема (заказ) ________________________________________________

Объект ____________________________________________________

Участок ___________________________________________________

ЖУРНАЛ № ___________

ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ МЕТОДОМ КОЛЬЦЕВОГО СРЕЗА

Скважина № _____________________

Диаметр скважины, мм ____________

Глубина скважины, м ______________

Наименование испытываемого грунта и его краткая характеристика _

_____________________________________________________________

Номер испытания _________________

Краткие сведения о конструкции установки (номер, тип, механизм

передачи нагрузки) ____________________________________________

Дата испытаний:

Начало _____________________ Окончание _____________________

Технические данные

Распорный штамп:

высота, мм _____________

диаметр (сторона), мм ___________

Продольная лопасть:

длина, мм ____________

ширина, мм __________

толщина, мм _________

Тип и номер устройства для создания нормального давления ______

Тип и номер устройства для создания крутящего момента _________

Тип и номер устройства для измерения нормального давления _____

Тип и номер устройства для измерения крутящего момента_________

Тип и номер измерительных приборов (для измерения деформаций

сжатия)_______________________________________________________

Тип и номер измерительных приборов (для измерения деформаций

среза) _____________________________________________________________

Схема расположения скважины для испытаний

а) Результаты предварительного уплотнения грунта

Номер испы- тания	Отмет- ка испы- тания на глу- бине, м	Дата	Время	Интер- вал вре- мени , ч	Показание устройства для измерения нормаль- ного давления, МПа (кгс/см )	Нормаль- ное давление на грунт , МПа (кгс/см)	Показания приборов для измерения деформаций сжатия, мм			Горизон- тальное переме- щение стенок распор- ного штампа, мм	Время выдерж- ки , ч	При- меча- ние
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

б) Результаты среза грунта

Номер испы- тания	Отмет- ка испы- тания на глу- бине, м	Дата	Время	Ин- тер- вал вре- мени, мин	Нор- маль- ное давле- ние при срезе , МПа (кгс/см)	Пока- зание устрой- ства для изме- рения крутя- щего момен- та, , см	Каса- тельное давле- ние , МПа (кгс/см)	Показания приборов для измерения деформаций среза, мм			Деформация среза, мм		Макси- мальный крутящий момент , кН·(кгс/см)	Сопро- тивление грунта срезу , МПа (кгс/см)	При- меча- ние
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16

Начальник партии ______________________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

Исполнитель ___________________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, подпись)

Журнал проверил "_______"_____________________19____ г.

_______________________________________________________________

(должность, фамилия, имя, отчество, подпись)

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендуемое

Обложка журнала

(первая страница)

Организация _______________________________________________

Экспедиция ________________________________________________

Партия (отряд) ______________________________________________

Тема (заказ) ________________________________________________

Объект ____________________________________________________

Участок ___________________________________________________

ЖУРНАЛ № ___________

ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГРУНТОВ МЕТОДОМ ПОСТУПАТЕЛЬНОГО СРЕЗА

Скважина № _____________________

Диаметр скважины, мм ____________

Глубина скважины, м ______________

Наименование испытываемого грунта и его краткая характеристика_ _____________________________________________________________

Номер испытания _________________

Краткие сведения о конструкции установки (номер, тип, механизм

передачи нагрузки) ____________________________________________

Дата испытаний:

Начало ____________________ Окончание ______________________

Технические данные

Распорный штамп:

высота, мм _____________

диаметр (сторона), мм ___________

Поперечная лопасть:

длина, мм ____________

ширина, мм __________

толщина, мм _________

Тип и номер устройства для создания нормального давления ______

Тип и номер устройства для создания срезающего давления _______

Тип и номер устройства для измерения нормального давления _____

Тип и номер устройства для измерения срезающего давления ______

Тип и номер измерительных приборов (для измерения деформаций

сжатия)_______________________________________________________

Тип и номер измерительных приборов (для измерения деформаций

среза) ________________________________________________________

Схема расположения скважины для испытаний

а) Результаты предварительного уплотнения грунта

Номер испы- тания	Отметка испы- тания на глубине, м	Дата	Время	Интер- вал вре- мени , ч	Пока- зание устрой- ства для изме- рения нормаль- ного давле- ния, МПа (кгс/см)	Нор- маль- ное давле- ние на грунт , МПа (кгс/см)	Показания приборов для измерения деформаций сжатия, мм			Горизон- тальное переме- щение стенок распорного штампа, мм		Время выдерж- ки , ч	При- меча- ние
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

• часть 1
• часть 2
• часть 3