ГОСТ 12248.4-2020. Межгосударственный стандарт. Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия

Приложение Б

(обязательное)

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ФИЛЬТРАЦИОННОЙ

(ПЕРВИЧНОЙ) И ВТОРИЧНОЙ КОНСОЛИДАЦИИ

 

Б.1 Для определения коэффициента фильтрационной (первичной) консолидации c_v кривую консолидации (см. Б.2) следует обработать методом "квадратного корня из времени" или логарифмическим методом, а при одновременном определении коэффициентов фильтрационной c_v и вторичной (за счет ползучести грунта) консолидации - логарифмическим методом.

На кривой консолидации выделяют участки фильтрационной и вторичной консолидации, а для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности - еще участок дофильтрационной консолидации.

Б.2 Для определения коэффициента фильтрационной консолидации методом "квадратного корня из времени" по результатам испытаний грунта под постоянным давлением строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация (ордината) - корень квадратный из времени в минутах (абсцисса) (см. рисунок Б.1).

 

 

Рисунок Б.1 - График обработки кривой консолидации

методом "корень квадратный из времени"

 

К начальной линейной части кривой (обычно в пределах первых 50% сжатия) проводят прямую наилучшего приближения ab, а из точки пересечения ab с осью ординат проводят вторую прямую ac, абсциссы которой равны 1,15 соответствующих абсцисс прямой ab.

Пересечение прямой ac с экспериментальной кривой определяет время , соответствующее степени фильтрационной консолидации 0,90.

Б.3 Коэффициент фильтрационной консолидации c_v, см²/мин (см²/год), вычисляют по формуле

 

(Б.1)

 

где T₉₀ - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,90, равный 0,848;

h - высота образца (средняя между начальной высотой и высотой после завершения опыта на консолидацию), см. При двухсторонней фильтрации принимается высота, равная h/2;

t₉₀ - время, мин (год);

f_T - температурный поправочный коэффициент (см. Б.4).

Для определения времени 100%-ной фильтрационной консолидации предварительно вычисляют деформацию сжатия . Из точки проводят горизонтальную прямую до пересечения с кривой консолидации и находят соответствующее значение .

Б.4 Если температура в лаборатории значительно отличается от 20 °C, необходимо вводить температурную поправку f_T для приведения результатов к 20 °C в соответствии с таблицей Б.1.

 

Таблица Б.1

 

Значения температурной поправки

 

Температура, °C	10	15	20	25	30
Температурная поправка fT	1,3	1,15	1,0	0,9	0,8

 

Б.5 Для определения значений c_v и логарифмическим методом строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация (ордината) - время t, мин, откладываемое на логарифмической шкале (абсцисса) (см. рисунок Б.2).

 

 

d₀ - приведенный ноль

 

Рисунок Б.2 - График обработки кривой

консолидации логарифмическим методом

 

Б.6 На кривой консолидации (см. рисунок Б.2) нужно найти значение относительной деформации, соответствующее нулевому первичному сжатию (откорректированный ноль компрессии d₀). Для этого на начальной части кривой выбирают точки с абсциссами 0,1 и 0,4. Разность ординат данных точек, отложенная выше начальной точки графика, определит приведенный ноль d₀.

Б.7 По кривой консолидации находят деформацию, соответствующую 100%-ному фильтрационному сжатию при заданной нагрузке. Для этого проводят и продлевают две касательные: к самой крутой части кривой (т.е. в точке перегиба) и к конечному линейному участку кривой. Точка пересечения этих касательных соответствует 100%-ному первичному сжатию грунта. Сжатие, следующее за 100%-ным первичным сжатием, определяется как вторичное сжатие за счет деформаций ползучести.

Б.8 Для определения коэффициента фильтрационной консолидации c_v логарифмическим методом определяют время, требуемое для 50%-ного первичного сжатия. Для этого вычисляют деформацию, соответствующую 50%-ному первичному сжатию , равную среднеарифметическому значению деформаций, соответствующих нулевому d₀ и 100%-ному сжатию . Точку проецируют на кривую и тем самым находят соответствующее время t₅₀.

Коэффициент фильтрационной консолидации c_v, см²/мин (см²/год), вычисляют по формуле

 

(Б.2)

 

где T₅₀ - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,5, равный 0,197;

h - то же, что и в формуле (Б.1);

t₅₀ - время, соответствующее 50%-ному первичному сжатию, мин.

Б.9 Коэффициент вторичной консолидации (безразмерная величина) определяют по тангенсу угла между линейным отрезком кривой на участке вторичной консолидации и прямой, параллельной оси абсцисс (см. рисунок Б.2), по формуле

 

(Б.3)

 

где и - значения деформации образца на участке вторичной консолидации;

t₁ и t₂ - время, соответствующее деформациям и , мин.

Б.10 Для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности кривая консолидации в зависимости от свойств грунтов может иметь три (кривая а) или два (кривая б) участка: дофильтрационной консолидации, фильтрационной консолидации и вторичной консолидации (см. рисунок Б.3).

 

 

Рисунок Б.3 - Графики кривых консолидации для насыпных

грунтов с заданными значениями влажности и плотности

 

Коэффициент дофильтрационной консолидации (кривые а и б) вычисляют по тангенсу угла наклона касательной к первому участку кривых , окончание которого определяется пересечением касательных к первому и второму участкам кривой, по формуле (Б.3), в которой разность деформаций в числителе заменяют на , соответствующую времени t и t₀.