Изучение свойств грунта, определение деформационных характеристик грунта
При необходимости, определяемой программой, проводят разгрузку штампа в ходе испытаний (при давлениях 0,1-0,3 МПа) или после их завершения. Разгрузка позволяет изучить упругие свойства грунта. Ее ведут теми же ступенями. Наблюдения проводят в течение 1 ч после снятия ступени нагрузки, а на последней ступени разгружения штампа — в течение 3 ч. В ходе проведения испытаний на каждой ступени строят график функции s = ƒ(t), где s — осадка штампа, t — время. После испытаний строят график s = F(P), где Р — нагрузка (рис. 7.12). Е. Шультце предлагает составлять диаграмму испытаний, объединяющую графики: «время — нагрузка», «время — осадка», «осадка — нагрузка», полностью характеризующую испытания грунтов штампом (рис. 7.13).
Рис. 7.12. График осадки грунта под штампом при его нагружении. SA и SB — осадка, отвечающая началу и концу ступени нагружения
Рис. 7.13 Диаграмма испытания грунта штампом (по Е. Шультце)
Значения модуля деформации определяют по одной из формул.
1. Формула Буссинеска:
где Е — модуль деформации, Р — полная нагрузка на штамп (берется по прямолинейному участку графика Р = ƒ(s); d - диаметр круглого штампа или круга, равновеликого площади квадрата или прямоугольного штампа; s — конечная осадка, соответствующая нагрузке Р; μ — коэффициент Пуассона (для грубообломочных грунтов — 0,27, для песков и супесей — 0,30т суглинков — 0,35, глин — 0,42).
При наличии на графике s = ƒ(P) участков с различными наклонами:
где Рn и Рn+1 — начальная и конечная нагрузки на рассматриваемом участке графика; sn и sn+1 - отвечающие им осадки.
2. Формула:
где Кp — коэффициент, принимаемый в зависимости от заглубления штампа h/D (h — глубина расположения штампа относительно поверхности грунта, см); К1 — коэффициент, принимаемый равным 0,79 для жесткого круглого штампа; D — диаметр штампа; Δр — приращение давления на штамп, МПа, равное рn - р0; Δs — приращение осадки штампа, соответствующее Δр, см, определяемое по осредняющей прямой. Величина Кр приведена в табл. 7.12.
Таблица 7.12 Значение Кр
| h / D | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | >5 |
| Кp | 1 | 0,90 | 0,82 | 0,77 | 0,73 | 0,70 |
3. Формула Шлейхера:
где F — площадь штампа, ω — коэффициент, зависящий от формы штампа (для круглого — 0,96; для квадратного — 0,95).
4. Формула НИИОснований:
где а — коэффициент, учитывающий различие деформаций грунта при испытании в шурфах (а =1,0) и скважине (а = 0,7);
При F = 5000 см2 k равно для песчаных грунтов 0,0115, глинистых - 0,0103; при F= 600 см2 - соответственно 0,0331 и 0,0297.
