При упрощенном способе

При упрощенном способе за нормативное значение характеристики принимается ее среднемедианное значение, устанавливаемое непосредственно по графику рассеяния. Расчетной характеристикой служит гарантированное значение, зависящее от числа опытных определений этой характеристики по предварительно построенной с помощью графика рассеяния интегральной кривой частоты ее отдельных значений в общем числе определений. При определении гарантированных значений следует руководствоваться графиком рис. 1.

Рис. 1. График для определения гарантированной частоты å_гар в зависимости от числа определений п показателей физико-механических свойств грунтов

При применении уточненного способа обработки результатов расчетные характеристики A_р грунта определяются как произведение нормативной характеристики А_н и коэффициента однородности К, а в необходимых случаях - и коэффициента условий работы

А_р = А_н × К.                                                               (1)

При этом за нормативное значение характеристики А_н принимается ее среднеарифметическое значение, установленное при числе определений не менее 6.

Коэффициент однородности непосредственно механических характеристик грунтов (сцепление, модуль деформации и т.п.) К определяется по данным испытаний грунтов по формуле:

                                                             (2а)

где  - среднеквадратичное отклонение;

A_i - отдельные значения данной характеристики;

n - число опытных определений (не менее 6).

При определении расчетных значений природной влажности, коэффициента консистенции и числа пластичности (для минеральных и органо-минеральных грунтов) коэффициент однородности вычисляют по формуле:

                                                              (2б)

37. Коэффициент консистенции минеральных и органо-минеральных грунтов В устанавливают по формуле:

где W_пр - природная влажность грунта, %;

W_р - предел раскатывания, %;

W_п - число пластичности, %.

По величине коэффициента консистенции устанавливается консистенция грунта в соответствии со следующими данными:

                      Консистенция                          В

Полутвердая................................................ 0 - 0,25

Тугопластичная....................................... 0,25 - 0,50

Мягкопластичная.................................... 0,50 - 0,75

Текучепластичная................................... 0,75 - 1,00

Текучая........................................................ ³ 1,0

38. Объемный вес влажного грунта определяют опытным путем. Для слоев, расположенных ниже горизонта грунтовых вод, объемный вес грунта g_W допускается вычислять через значения удельного веса g_г и влажности W по формуле:

Объемный вес грунта с учетом взвешивания определяют по формулам:

для связных грунтов (включая торф):

для несвязного грунта (например, грунт песчаной насыпи):

где п - пористость грунта,

g_ск - объемный вес скелета грунта.

39. Показатели сопротивляемости грунтов сдвигу определяют на лабораторных приборах прямого сдвига и трехосного сжатия (j и с), а также путем испытаний грунта в условиях природного залегания с помощью крыльчатки (с_усл).

Сопротивляемость слабых грунтов сдвигу следует во всех случаях оценивать с учетом возможности их работы под нагрузкой от насыпи в течение того или иного времени в условиях незавершившейся консолидации.

Незавершившуюся консолидацию проще всего учесть, проводя испытания образцов по методу «плотность-влажность» (см. приложение 1, раздел 1).

Окончательный выбор расчетных значений показателей сопротивляемости грунтов сдвигу с и j надлежит производить на основе общего анализа результатов лабораторных и долевых опытов по изучению сопротивляемости сдвигу грунтов слабой толщи с обязательным учетом инженерно-геологической обстановки и наиболее вероятных условий сооружения земляного полотна.

40. Характеристики деформируемости грунтов для расчета осадок определяют из опытов на лабораторных компрессионных приборах и стабилометрах в соответствии с указаниями приложения 1, раздел 1.

Расчетную компрессионную кривую для каждого литологически однородного слоя определяют на основе средних характеристик сжимаемости образцов грунта, отобранных из этого слоя и имеющих показатели состава и состояния, близкие к расчетным значениям для данного слоя.

41. Коэффициент консолидации С_к устанавливают расчетным или опытным путем.

В первом случае его вычисляют по формуле:

где D - объемный вес воды;

а - коэффициент уплотнения, определяемый по компрессионной кривой ;

e_сp - средний коэффициент пористости, равный ;

K_ф - коэффициент фильтрации;

e₁ - коэффициент пористости грунта до приложения дополнительного сжимающего напряжения Dp = (p₂ - p₁);

e₂ - коэффициент пористости грунта после уплотнения его под дополнительным сжимающим напряжением.

Коэффициент фильтрации можно установить по результатам прямых испытаний на фильтрацию в лаборатории или в полевых условиях. Для ориентировочных расчетов допускается использовать табличные данные [22, 69 - 70].

Опытным путем коэффициент консолидации определяется непосредственно по данным лабораторных испытаний на консолидацию образцов грунта с ненарушенной структурой под соответствующими нагрузками и вычисляется по формуле:

где h - начальная высота образца, испытанного при одностороннем оттоке воды, или полувысота при двустороннем оттоке воды;

t_стаб - время практического завершения интенсивной части деформации.

В этом случае испытание обычно ведется под нагрузкой, близкой по величине к проектной.

42. Для более полной характеристики уплотняемости грунтов во времени следует применять метод испытания образцов различной высоты или при различных условиях оттока воды из образцов. В этом случае характеристикой уплотняемости грунта во времени служат непосредственно кривая осадки во времени образца заданной высоты, а также показатель консолидации n,определяемый из формулы:

где t₁ - время практической стабилизации деформации образца высотой h₁ (или образца с односторонним оттоком воды);

t₂ - время практической стабилизации деформации образца высотой h₂ (или образца с двухсторонним оттоком воды).

Испытания следует проводить под несколькими различными нагрузками, меньшими и большими проектной.

Порядок проведения испытаний на консолидацию и обработки результатов изложен в приложении 1.

Источник: Методические указания: Методические указания по проектированию земляного полотна на слабых грунтах