ГОСТ 12248-96: "Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости"

Межгосударственный стандарт ГОСТ 12248-96
"Грунты. Методы лабораторного определения
характеристик прочности и деформируемости"
(введен постановлением Минстроя РФ от 1 августа 1996 г. N 18-56)

Soils. Laboratory methods for determining the strength and strain

Введен взамен ГОСТ 12248-78, ГОСТ 17245-79, ГОСТ 23908-79,

ГОСТ 24586-90, ГОСТ 25585-83, ГОСТ 26518-85

Дата введения 1 января 1997 г.

1. Область применения

2. Нормативные ссылки

3. Определения

4. Общие положения

5. Методы определения характеристик прочности и деформируемости

немерзлых грунтов

6. Методы определения характеристик прочности и деформируемости

мерзлых грунтов

Приложение А. Формы первой и последующих страниц журналов лабораторных

испытаний грунтов

Приложение Б. Образец графического оформления результатов испытания

грунта методом одноплоскостного среза

Приложение В. Определение площади деформированных образцов глинистых

грунтов

Приложение Г. Принципиальная схема установки для испытания грунта

методом трехосного сжатия

Приложение Д. Тарировка камеры трехосного сжатия

Приложение Е. Расширитель для заключения образца грунта в резиновую

оболочку

Приложение Ж. Образец графического оформления результатов испытания

грунта методом трехосного сжатия

Приложение И. Определение модуля сдвига G и модуля объемной

деформации К

Приложение К. Принципиальные схемы компрессионно-фильтрационных

приборов

Приложение Л. Образец графическокого оформления результатов испытания

грунта методом компресионного сжатия

Приложение М. Определение параметров компрессионной кривой

Приложение Н. Определение коэффициентов фильтрационной и вторичной

консолидации

Приложение П. Образец графического оформления результатов испытания

засоленного грунта при сжатии

в компрессионно-фильтрационном приборе

Приложение Р. Расчетные сопротивления мерзлого грунта R под подошвой

фундамента

Приложение С. Принципиальная схема установки для испытания мерзлого

грунта шариковым штампом

Приложение Т. Принципиальная схема установки для испытания мерзлого

грунта методом одноплоскостного среза по поверхности

смерзания

Приложение У. Рекомендации по изготовлению образцов материала и грунта

для испытания методом одноплоскостного среза

по поверхности смерзания

Приложение Ф. Образец графического оформления результатов испытания

грунта методом одноплоскостного среза по поверхности

смерзания

Приложение Х. Принципиальная схема установки для испытания мерзлого

грунта методом одноосного сжатия

Приложение Ц. Образец графического оформления результатов испытания

мерзлого грунта методом одноосного сжатия

Приложение Ш. Определение характеристик деформируемости мерзлого грунта

по результатам испытания методом одноосного сжатия

Приложение Щ. Образец графического оформления результатов испытания

грунта методом компрессионного сжатия

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов при их исследовании для строительства.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 9378-93 Образцы шероховатости поверхности (сравнения). Общие технические условия

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 23161-78 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 24143-80 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки

ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

3. Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины.

Эффективное напряжение - напряжение, действующее в скелете грунта, определяемое как разность между полным напряжением в образце грунта и давлением в поровой жидкости.

Коэффициент фильтрационной c_ипсилон и вторичной c_альфа консолидации - показатели, характеризующие скорость деформации грунта при постоянном давлении за счет фильтрации воды (c_ипсилон) и ползучести грунта (c_альфа).

Ползучесть - развитие деформаций грунта во времени при неизменном напряжении.

Стадия незатухающей ползучести - процесс деформирования грунта с постоянной или увеличивающейся скоростью при неизменном напряжении.

Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 30416.

4. Общие положения

4.1 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов:

- одноплоскостного среза, одноосного сжатия, трехосного сжатия, компрессионного сжатия - для немерзлых грунтов;

- испытание шариковым штампом, одноплоскостного среза по поверхности смерзания, одноосного сжатия, компрессионного сжатия - для мерзлых грунтов.

Примечание - По специальному заданию могут применяться другие методы испытаний и конструкции приборов, обеспечивающие моделирование процесса нагружения грунта.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию и приборам, лабораторным помещениям, способы изготовления образцов для испытаний приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытываемых грунтов должны быть определены физические характеристики по ГОСТ 5180: влажность (суммарная влажность для мерзлых грунтов), плотность, плотность частиц, влажность границ текучести и раскатывания, гранулометрический состав песков, а в необходимых случаях и глинистых грунтов по ГОСТ 12536, а также вычислены плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения (степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой), число пластичности и показатель текучести (для немерзлых грунтов).

Дополнительные необходимые характеристики грунтов приводятся в отдельных методах испытаний.

4.4 В процессе испытаний грунтов ведут журналы по формам, приведенным в приложении А.

5. Методы определения характеристик прочности
и деформируемости немерзлых грунтов

5.1. Метод одноплоскостного среза

5.2. Метод одноосного сжатия

5.3. Метод трехосного сжатия

5.4. Метод компрессионного сжатия

5.1. Метод одноплоскостного среза

5.1.1. Сущность метода

5.1.2. Оборудование и приборы

5.1.3. Подготовка к испытанию

5.1.4. Проведение консолидированно-дренированного испытания

5.1.5. Проведение неконсолидированно-недренированного испытания

5.1.6. Обработка результатов

5.1.1 Сущность метода

5.1.1.1 Испытание грунта методом одноплоскостного среза проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу тау; угла внутреннего трения фи; удельного сцепления с для песков (кроме гравелистых и крупных), глинистых и органо-минеральных грунтов.

5.1.1.2 Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов грунта в одноплоскостных срезных приборах с фиксированной плоскостью среза путем сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.

Для глинистых грунтов по специальному заданию может быть проведен повторный срез образца по фиксированной плоскости - срез "плашка по плашке".

Примечание - Не допускается испытывать грунты, выдавливаемые в процессе испытания в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки.

5.1.1.3 Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения с и фи необходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения.

5.1.1.4 Испытания проводят по следующим схемам:

- консолидированно-дренированное испытание - для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;

- неконсолидированно-недренированное испытание - для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.

5.1.1.5 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или в водонасыщенном состоянии или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности (в том числе при полном водонасыщении), или образцы, отобранные из уплотненного массива, для искусственно уплотненных грунтов.

При этом образцы просадочных грунтов испытывают в водонасыщенном состоянии, а набухающих - при природной влажности.

Примечание - В необходимых случаях сопротивление срезу может определяться: для просадочного грунта при природной влажности или при влажности на границе раскатывания, если последняя превышает природную; для засоленного - на образцах предварительно выщелоченного грунта после стабилизации суффозионной осадки при заданном нормальном давлении; для набухающих грунтов - в условиях полного водонасыщения после стабилизации свободного набухания или набухания (уплотнения) при заданном нормальном давлении; для насыпных грунтов - при их максимальной, требуемой или достигаемой плотности.

5.1.1.6 Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой от 1/3 до 1/2 диаметра.

Примечание - Для однородных глинистых грунтов (без включений) допускается при испытаниях в полевых лабораториях уменьшать диаметр образца до 56 мм.

5.1.2. Оборудование и приборы

5.1.2.1 В состав установки для испытания грунта методом одноплоскостного среза должны входить:

- срезная коробка, состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо с внутренними размерами по 5.1.1.6, жестких сплошного и перфорированного штампов;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- механизм создания касательной нагрузки;

- устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.

Примечание - Для испытания образца песчаных грунтов применяют срезную коробку с нижней подвижной частью.

5.1.2.2 Конструкция срезного прибора должна обеспечивать первоначальное вертикальное давление на образец (от веса штампа и измерительных приборов на нем) не более 0,025 МПа.

5.1.2.3 При тарировке срезной коробки в соответствии с паспортом на прибор устанавливают поправки на преодоление трения подвижной части срезной коробки.

5.1.2.4 При необходимости предварительного уплотнения образца могут применяться уплотнители, позволяющие производить уплотнение при заданном давлении и сохранении природной или заданной влажности, а также в условиях полного водонасыщения.

В состав уплотнителя должны входить следующие основные узлы:

- цилиндрическая обойма, в которую помещается рабочее кольцо с образцом;

- жесткий перфорированный штамп;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- ванна для водонасыщения образца;

- гидроизолирующие элементы;

- устройство для измерения вертикальных деформаций образца.

5.1.3. Подготовка к испытанию

5.1.3.1 Образец грунта изготавливают с учетом требований 5.1.1.5 и 5.1.1.6.

5.1.3.2 Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез.

5.1.3.3 Предварительное уплотнение образца при консолидированно-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе.

5.1.3.4 При предварительном уплотнении в уплотнителе рабочее кольцо с подготовленным образцом грунта следует поместить в обойму уплотнителя, а затем собранную обойму установить в ванну уплотнителя на перфорированный вкладыш (предварительно торцы образца необходимо покрыть влажным бумажным фильтром). Далее необходимо установить на образец перфорированный штамп, произвести регулировку механизма нагрузки, установить приборы для измерения вертикальных деформаций грунта и записать их начальные показания.

5.1.3.5 Для испытаний образцов грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образцы, заполнив ванну уплотнителя водой.

При испытании просадочных грунтов, имеющих природную влажность меньше w_р, необходимо доувлажнить образцы до влажности, равной w_р.

Образцам набухающих грунтов, предназначенным для определения сопротивления срезу в условиях полного водонасыщения после стабилизации деформаций набухания при заданном нормальном давлении р, необходимо передать до начала замачивания давление р.

Время насыщения образцов водой должно быть не менее значений, указанных в таблице 5.1.

Таблица 5.1