Проведение испытания по схеме неконсолидированного быстрого среза

 

8.5.1 На целик грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление , при котором будут проводить срез целика грунта. Значения указаны в таблице 8.4.

 

Таблица 8.4 - Значения нормальных давлений при срезе

Грунты	Нормальное давление , МПа
Глинистые и органо-минеральные грунты с показателем текучести:
1,0	0,05; 0,1; 0,15
1,0	0,025; 0,075; 0,125

 

Если при этих значениях будет происходить выдавливание грунта в зазор между кольцом и поверхностью выработки, то испытание необходимо повторить на других целиках при меньших значениях давлений.

 

8.5.2 Сразу после передачи нормальной нагрузки проводят срез целика грунта не более чем за 5 мин с момента приложения нормальной нагрузки.

 

При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10% значения нормальной нагрузки, при которой проводят срез (см. 8.5.1), и приложение ступеней должно следовать через каждые 15-30 с.

 

При передаче непрерывно возрастающей касательной нагрузки скорость среза принимают в интервале 5-20 мм/мин так, чтобы срез произошел в течение указанного времени.

 

8.5.3 Момент окончания испытания устанавливают в соответствии с 8.4.5. По окончании испытания следует зафиксировать максимальную касательную нагрузку в процессе испытания и произвести операции, предусмотренные 8.4.5.

 

8.6 Проведение испытания по специально подготовленным поверхностям (способ "плашек") и методом повторного среза

 

8.6.1 При проведении испытаний по способу "плашек" необходимо провести подготовку грунта в плоскости среза в следующей последовательности:

 

- после испытания на срез целика грунта природного сложения установка должна быть частично демонтирована (кроме анкерного устройства);

 

- целик грунта в кольце следует перевернуть срезанной поверхностью вверх;

 

- поверхность среза должна быть зачищена и выровнена заподлицо с краями кольца;

 

- в выработке следует зачистить поверхность грунта и выровнять ее в пределах площади, диаметр которой на 20-30 см должен превышать диаметр кольца.

 

8.6.2 После завершения подготовки грунта в плоскости среза целик грунта следует снова перевернуть и установить на зачищенную поверхность выработки.

 

Далее следует поднять кольцо вверх на 5-10 мм для образования в плоскости среза зазора между кольцом и поверхностью грунта выработки, смонтировать установку в целом и проводить испытание.

 

8.6.3 Испытание следует продолжать до тех пор, пока сопротивление срезу не достигнет постоянного значения.

 

8.6.4 При проведении испытаний по способу повторного среза специальная подготовка грунта в плоскости среза не требуется.

 

После завершения среза целика природного сложения установку частично демонтируют, давление в домкратах снижают до нуля, снимают прогибомеры, регистрирующие вертикальные деформации. При этом показания горизонтальных прогибомеров остаются неизменными, т.е. фиксируют деформации сдвига, полученные при испытании целика.

 

8.6.5 В передней части сдвинутого целика устанавливают упор для возврата целика и гидродомкрат, опирающийся через подкладную плиту в стену выработки. Создавая в домкрате давление, перемещают сдвинутый целик в исходное положение, которое он занимал до начала сдвига. При достижении целиком исходного положения прогибомеры, фиксирующие горизонтальные деформации, покажут нулевые значения.

 

8.6.6 Домкрат и упор для возврата целика снимают и вновь монтируют установку. Производят сдвиг целика по ранее срезанной поверхности в соответствии с требованиями 8.4.

 

Обработка результатов

 

8.7.1 По измеренным в процессе испытаний значениям нормальной и касательной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения и , МПа, по формулам:

 

; (8.1)

 

, (8.2)

 

 

где и - касательная и нормальная нагрузки к плоскости среза соответственно, кН;

- площадь среза, см .

 

По измеренным в процессе испытаний значениям деформации среза , соответствующим различным напряжениям , строят график зависимости (см. приложение П).

 

За сопротивление грунта принимают максимальное значение , полученное по графику при значениях деформации , не превышающих 50 мм.

 

8.7.2 Угол внутреннего трения и удельное сцепление определяют по графику (см. приложение Н), построенному по результатам не менее чем трех испытаний целиков грунта (см. 8.1.4).

 

Значение  определяют как отрезок, отсекаемый осредняющей прямой графика, проведенной методом наименьших квадратов или графическим методом, на оси ординат, a - как угол наклона этой прямой к оси абсцисс.

 

Метод вращательного среза

Сущность метода

 

9.1.1 Испытания грунта вращательным срезом проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу , сопротивления грунта недренированному сдвигу и оценки пространственной изменчивости прочности глинистых, органо-минеральных и органических грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве не более 15% по массе.

 

Условия применения метода приведены в таблице 9.1.

 

Таблица 9.1 - Условия применения метода вращательного среза

Грунты	Гидрогеоло- гические условия	Условия применения метода
		Место проведения испытания	Глубина испытания, м	Минимальный диаметр скважины, мм	Минимальный диаметр обсадных труб, мм	Минимальная площадка среза грунта, см
Суглинки, глины с 0,50; органо-минеральные и органические грунты	Выше и ниже уровня подземных вод	В массиве ниже забоя буровой скважины	0,5-20	89-146	89-146	200-600
Суглинки, глины с 1; органо-минеральные и органические грунты	Выше и ниже уровня подземных вод	В массиве с поверхности	0,3-20	-	-	200-600

 

9.1.2 Испытание вращательным срезом проводят в условиях практического отсутствия дренирования путем приложения горизонтальной касательной нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, образуемой вращением крыльчатки ниже забоя скважины или в массиве.

 

Оборудование и приборы

 

9.2.1 В состав установки для испытания грунта вращательным срезом должны входить:

 

- рабочий наконечник с лопастями (крыльчатка);

 

- штанги;

 

- устройства для создания и измерения крутящего момента;

 

- устройство для вдавливания крыльчатки в грунт.

 

Для испытания грунта в массиве установку дополняют устройством для отключения крыльчатки от штанг, позволяющим измерять трение штанг о грунт при неподвижной крыльчатке.

 

9.2.2 Конструкция установки должна обеспечивать:

 

- вдавливание крыльчатки в грунт ниже забоя опытной скважины или массив и фиксацию ее на заданной глубине;

 

- передачу крутящего момента на крыльчатку;

 

- градуировку устройства для измерения крутящего момента;

 

- фиксирование штанг на заданной глубине, исключающее самопроизвольное вертикальное и горизонтальное перемещения штанг и крыльчатки.

 

9.2.3 Установки должны иметь технический паспорт, инструкцию по эксплуатации и градуировочную таблицу предприятия - изготовителя измерительного устройства.

 

9.2.4 Поверки измерительного устройства необходимо проводить при получении его с предприятия и перед выездом на полевые работы, но не реже одного раза в 3 мес, а также после выявления и устранения неисправностей измерительного устройства или замены его деталей. Результаты поверок следует оформлять актами.

 

9.2.5 Периодически необходимо проверять прямолинейность штанг путем их сборки в звенья длиной 3 м на ровной поверхности. Отклонение звеньев штанг от прямой линии не должно превышать 3 мм в любой плоскости по всей длине проверяемого звена. Сопряжения звеньев штанг также должны обеспечивать прямолинейность.

 

9.2.6 В зависимости от вида и состояния грунта используют следующие типы крыльчатки (см. приложение Р):

 

- тип I - при испытаниях глинистых грунтов с 0,5 0,75, органо-минеральных грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм, в количестве менее 15% по массе;

 

- тип II - при испытаниях глинистых грунтов с 0,75 1, органо-минеральных, в том числе с крупнообломочными включениями размером более 10 мм, в количестве менее 15% по массе;

 

- тип III - при испытаниях глинистых грунтов с 1, органо-минеральных и органических грунтов (без крупнообломочных включений).

 

9.2.7 Устройство для измерения крутящего момента должно быть проградуировано. По результатам градуировки составляют график (таблицу) зависимости крутящего момента , кН·см, от показаний измерительного устройства , см, и вычисляют постоянную характеристику измерительного устройства , кН, по формуле

 

. (9.1)

Подготовка к испытанию

 

9.3.1 При испытании грунта в скважине проходку опытной скважины осуществляют с учетом указаний 4.4.

 

Забой опытной скважины должен быть расположен на 0,4-0,5 м выше отметки испытания грунта.

 

9.3.2 Собранную колонну штанг с крыльчаткой общей длиной на 0,8-1,2 м больше глубины отметки испытания грунта вертикально (по отвесу) опускают в скважину и плавно вдавливают в грунт, заглубляя крыльчатку до отметки испытания.

 

9.3.3 При испытании грунта в массиве крыльчатку вдавливают в грунт, применяя в случае необходимости рычаги, домкраты или специальные устройства, постепенно наращивая колонну штанг.

 

9.3.4 После погружения верх колонны штанг соединяют с головкой устройства для создания и измерения крутящего момента и записывают начальные показания приборов.

 

Проведение испытания

 

9.4.1 С помощью устройства для создания крутящего момента вращают колонну штанг с крыльчаткой с угловой скоростью 0,2-0,3 град/с. По мере вращения записывают показания приборов для измерения крутящего момента до достижения максимального показания , соответствующего максимальному значению крутящего момента .

 

9.4.2 Далее продолжают вращение с угловой скоростью 2-3 град/с до условной стабилизации значений крутящего момента, достигаемой за 2-3 полных оборота штанги, и записывают установившееся значение , соответствующее установившемуся значению крутящего момента .

 

9.4.3 При испытании грунта в скважинах допускается не учитывать трение штанг крыльчатки по грунту и принимать крутящий момент на преодоление этого трения равным нулю.

 

9.4.4 При испытании грунта в массиве для определения отсоединяют крыльчатку от колонны штанг и определяют показания измерительного прибора в соответствии с 9.4.2.

 

9.4.5 Испытания в массиве можно проводить до глубины, где отношение

 

.

При меньших значениях этого отношения испытание следует проводить в скважине.

 

Обработка результатов

 

9.5.1 Поданным испытаний вычисляют крутящие моменты , и по формулам:

 

; (9.2)

 

; (9.3)

 

, (9.4)

 

 

где - постоянная измерительного устройства, кН, определяемая по результатам градуировки;

,  - максимальное и установившееся показания измерительного устройства, см;

 

- показание измерительного устройства, характеризующее трение штанг о грунт при отключенной крыльчатке, см.

 

9.5.2 За сопротивление грунта срезу , МПа, принимают значение, определяемое по формуле

 

, (9.5)

 

 

где - постоянная крыльчатки, см , принимаемая в зависимости оттипа крыльчатки по приложению Р.

9.5.3 Для глинистых, органо-минеральных и органических водонасыщенных грунтов по результатам испытания методом вращательного среза определяют сопротивление недренированному сдвигу , принимая .

 

Приложение А

(рекомендуемое)

---

Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 440; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!