Бюро "Строительные исследования"
Заполните форму
Мы свяжемся с вами в ближайшее время
Нажимая на кнопку "Отправить", вы соглашаетесь на обработку ваши персональных данных
Одноосное сжатие грунтов. Сопротивление одноосному сжатию
К проектным и строительным работам с активным темпом нагружения нельзя приступать без предварительного испытания грунта на одноосное сжатие. К таким конструкциям относятся подпорные стенки, дорожные покрытия или дамбы. Исследованиям подвергают грунты ненарушенного и нарушенного сложения.
Прочность и ее предел – два главных свойства, которые узнают методом одноосного сжатия. Эти величины важны для будущего строительства, потому что с их помощью инженеры оценивают несущую способность и устойчивость подошвы.
Прочность и ее предел – два главных свойства, которые узнают методом одноосного сжатия. Эти величины важны для будущего строительства, потому что с их помощью инженеры оценивают несущую способность и устойчивость подошвы.
Какие грунты испытывают
При применении обсуждаемой методики оценивают предел прочности на простое сжатие. Этот параметр используют для изучения грунтов глинистого и полускального происхождения. Скальные грунты – это один из видов горных пород, чей предел прочности на простое сжатие превышает 5 Мпа при переувлажнении. Более высокая прочность присуща магматическим породам и метаморфическим отложениям. Скальные грунты осадочного происхождения характеризуются прочностью на сжатие от 6 до 120 Мпа. К ним относятся: песчаники, известняки, гипсы и каменная соль.
Особенности скальных пород
Хорошая прочность объясняется присутствием связей кристаллического типа, образующихся при раскристаллизации магмы в результате цементации. Это относится к песчаникам, ангидритам и брекчиям.
Тщательно изучают результат контакта воды и скального грунта. К примеру, гипс и каменная соль растворяются при взаимодействии с ней, а другие виды только размягчаются. В состав грунта входят разные минералы, но именно содержание глинистых веществ влияет на степень размягчения.
Из-за размягчения снижается несущая способность и сопротивляемость сдвигу, а также повышается сжимаемость.
Некоторым скальным породам свойственно наличие трещин. Эту характеристику анализируют при оценке прочности.
Разные виды скальных грунтов сильно отличаются друг от друга по прочности: у нефритов она составляет 5500 кг/см2, базальтов – 4500 кг/см2, диабазов, габбро – 3200 кг/см2 и у гранитов – 2640 кг/см2.
Размеры частиц влияют на значение прочности: мелко- и равномерно зернистые породы более прочные, а крупнозернистые – менее.
Механические характеристики находятся в зависимости от окружающей среды, адсорбции и смачивания.
Тщательно изучают результат контакта воды и скального грунта. К примеру, гипс и каменная соль растворяются при взаимодействии с ней, а другие виды только размягчаются. В состав грунта входят разные минералы, но именно содержание глинистых веществ влияет на степень размягчения.
Из-за размягчения снижается несущая способность и сопротивляемость сдвигу, а также повышается сжимаемость.
Некоторым скальным породам свойственно наличие трещин. Эту характеристику анализируют при оценке прочности.
Разные виды скальных грунтов сильно отличаются друг от друга по прочности: у нефритов она составляет 5500 кг/см2, базальтов – 4500 кг/см2, диабазов, габбро – 3200 кг/см2 и у гранитов – 2640 кг/см2.
Размеры частиц влияют на значение прочности: мелко- и равномерно зернистые породы более прочные, а крупнозернистые – менее.
Механические характеристики находятся в зависимости от окружающей среды, адсорбции и смачивания.
Прочность и ее виды
Грунт сопротивляется разрушающей силе (чаще всего механического происхождения). Это свойство и называют прочностью. Ее делят на несколько видов:
1. длительная находится в зависимости от структурных связей внутри породы;
2. контактная – параметр твердости грунта, оцениваемый при вдавливании штампа в образец без предварительной обработки;
3. мгновенная определяется при нагрузке, действующей в этот момент;
4. прочность на сжатие характеризует разрушение грунта при сжатии. Исследования проводят при свободном боковом расширении;
5. стандартная исследуется путем медленного сдвига после давления на грунт. Сила нагрузки обычно аналогична тому, что создает настоящее инженерное сооружение;
6. фильтрационная – величина, характеризующая сопротивление грунта разрушительной силе при воздействии на него фильтрационного потока;
7. остаточная – минимальная нагрузка, которую грунт выдерживает без разрушения и деформации;
8. пластическая – максимальное сопротивление сдвигу грунтов.
1. длительная находится в зависимости от структурных связей внутри породы;
2. контактная – параметр твердости грунта, оцениваемый при вдавливании штампа в образец без предварительной обработки;
3. мгновенная определяется при нагрузке, действующей в этот момент;
4. прочность на сжатие характеризует разрушение грунта при сжатии. Исследования проводят при свободном боковом расширении;
5. стандартная исследуется путем медленного сдвига после давления на грунт. Сила нагрузки обычно аналогична тому, что создает настоящее инженерное сооружение;
6. фильтрационная – величина, характеризующая сопротивление грунта разрушительной силе при воздействии на него фильтрационного потока;
7. остаточная – минимальная нагрузка, которую грунт выдерживает без разрушения и деформации;
8. пластическая – максимальное сопротивление сдвигу грунтов.
Методы испытания грунтов на одноосное сжатие
Разработано три методики оценки предела прочности грунтов при простом сжатии.
Первая технология представляет собой изучение предела прочности образцов призматической или цилиндрической формы с помощью растяжения. Параметр характеризуется слабейшим поперечным сечением образца при одноосном растяжении по направлению его оси. Разрушающую силу изучают при продольном растягивании через металлические обоймы устройства.
При исследовании вторым методом цилиндрические образцы разрушают с помощью сжатия до образующей. Этот способ используют для массовых испытаний. В ходе опыта замеряют значение разрушительной силы, приложенной через металлические плиты нагрузочного устройства к образующим образца.
Третий вариант испытаний подразумевает разрушение образцов любой формы встречным сферическим индентором. Способом пользуются в лабораторных и полевых условиях для проведения массовых опытов. Третий способ наиболее предпочтителен для изучения предела прочности грунтов, потому что обладает рядом преимуществ относительно первых двух методов. Главное его достоинство – скорость исследования. Специалистам не обязательно подготавливать образцы, потому что можно использовать произвольные формы, а ведь предварительная подготовка занимает большую часть времени в работе. Кроме того, первые два способа требуют наличия дополнительного пространства, очищения рабочего места для подготовки образцов. Все это трудно организовать, а иногда и невозможно.
Полученные результаты вычисляют по формуле: Rc = 10x(F/A0), где Rc – предел прочности на простое сжатие, F – нагрузка, при которой грунт разрушается, А0 – изначальная площадь поперечного сечения. Исследования проводят согласно ГОСТ 12248-2010.
Первая технология представляет собой изучение предела прочности образцов призматической или цилиндрической формы с помощью растяжения. Параметр характеризуется слабейшим поперечным сечением образца при одноосном растяжении по направлению его оси. Разрушающую силу изучают при продольном растягивании через металлические обоймы устройства.
При исследовании вторым методом цилиндрические образцы разрушают с помощью сжатия до образующей. Этот способ используют для массовых испытаний. В ходе опыта замеряют значение разрушительной силы, приложенной через металлические плиты нагрузочного устройства к образующим образца.
Третий вариант испытаний подразумевает разрушение образцов любой формы встречным сферическим индентором. Способом пользуются в лабораторных и полевых условиях для проведения массовых опытов. Третий способ наиболее предпочтителен для изучения предела прочности грунтов, потому что обладает рядом преимуществ относительно первых двух методов. Главное его достоинство – скорость исследования. Специалистам не обязательно подготавливать образцы, потому что можно использовать произвольные формы, а ведь предварительная подготовка занимает большую часть времени в работе. Кроме того, первые два способа требуют наличия дополнительного пространства, очищения рабочего места для подготовки образцов. Все это трудно организовать, а иногда и невозможно.
Полученные результаты вычисляют по формуле: Rc = 10x(F/A0), где Rc – предел прочности на простое сжатие, F – нагрузка, при которой грунт разрушается, А0 – изначальная площадь поперечного сечения. Исследования проводят согласно ГОСТ 12248-2010.
Сопротивление скальных грунтов одноосному сжатию
Этот показатель у скальных грунтов сильно колеблется. Наиболее прочным, как уже говорилось, считается нефрит. А наименьшей прочностью обладают эффузивные и осадочные породы.
Влияние структурных элементов на прочность достаточно велико. К примеру, повышение пористости и увеличение количества трещин у микроклинового гранита снижает его сопротивление на сжатие от 2400 кг/см2 до 1800 кг/см2.
На изменение прочности влияют размеры частиц. Мелкозернистые более прочные, чем крупнозернистые породы.
Физико-химическое воздействие окружающей среды тоже сказывается на колебаниях этого показателя. Кроме этого, оно еще влияет на механические и деформационные свойства.
Согласно утверждению Ребиндера П.А., колебания характеристик грунта объясняются явлениями, происходящими на поверхности твердое тело – раствор. К ним относят адсорбцию и смачивание.
Эти изменения в ходе химических процессов происходят заметно быстрее, чем от длительных воздействий, например, в случае выветривания.
В инженерно-геологической сфере исследование прочности грунтов на простое сжатие проводят для воздушно-сухих и водонасыщенных пород.
Наравне с сопротивлением изучают показатель размягчаемости. Это способность скального грунта снижать собственную прочность при переувлажнении. По этому показателю разделяют породы на неразмягчающиеся, средней степени размягчения и сильно размягчающиеся. Больше всего подвержены размягчению при увлажнении следующие виды грунта: глинистые сланцы, мергели, песчаники, известняки и гипсы.
Влияние структурных элементов на прочность достаточно велико. К примеру, повышение пористости и увеличение количества трещин у микроклинового гранита снижает его сопротивление на сжатие от 2400 кг/см2 до 1800 кг/см2.
На изменение прочности влияют размеры частиц. Мелкозернистые более прочные, чем крупнозернистые породы.
Физико-химическое воздействие окружающей среды тоже сказывается на колебаниях этого показателя. Кроме этого, оно еще влияет на механические и деформационные свойства.
Согласно утверждению Ребиндера П.А., колебания характеристик грунта объясняются явлениями, происходящими на поверхности твердое тело – раствор. К ним относят адсорбцию и смачивание.
Эти изменения в ходе химических процессов происходят заметно быстрее, чем от длительных воздействий, например, в случае выветривания.
В инженерно-геологической сфере исследование прочности грунтов на простое сжатие проводят для воздушно-сухих и водонасыщенных пород.
Наравне с сопротивлением изучают показатель размягчаемости. Это способность скального грунта снижать собственную прочность при переувлажнении. По этому показателю разделяют породы на неразмягчающиеся, средней степени размягчения и сильно размягчающиеся. Больше всего подвержены размягчению при увлажнении следующие виды грунта: глинистые сланцы, мергели, песчаники, известняки и гипсы.
Заключение
На сегодняшний день важность исследования грунтов методом одноосного сжатия в процессе геологического изыскания становится все выше. Постоянно растет потребность в проведении массовых качественных испытаний. Специалисты используют современные методики и оборудование, что позволяет получать результаты за короткий срок и с минимальными расходами без потери качества.
Строительная лаборатория ООО "Бюро "Строительные исследования" занимается испытаниями конструкций и материалов в Санкт-Петербурге и Москве
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Основная специализация лаборатории:
Бесплатно вызвать лаборанта на объект или задать вопрос эксперту можно:
1. Заполнив форму на нашем сайте
2. По телефонам:
+7(812)386-11-75 - главный офис в Санкт-Петербурге
+7(965)006-94-59 (WhatsApp, Telegramm) - отдел по работе с клиентами Санкт-Петербург и Москва
3. Написать нам на почту
Подписывайтесь на наши социальные сети и YouTube канал, там много интересной информации и лайфхаков.
Задайте вопрос по этой статье, заполнив форму (телефон не обязателен)