ГОСТ Р 56353-2022. Национальный стандарт Российской Федерации. Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов

8 Метод крутильного сдвига

 

8.1 Сущность метода

 

8.1.1 Испытания песчаных, глинистых, органоминеральных и органических грунтов методом крутильного сдвига проводят для оценки снижения G и роста D с увеличением деформации сдвига в диапазоне 0,1% - 1,0%.

8.1.2 Характеристики G и D определяют по результатам испытаний образцов грунта в приборах крутильного сдвига или резонансных колонках, имеющих техническую возможность создания значительных вращательных усилий и измерения соответствующих деформаций. Принцип испытаний в целом аналогичен испытанию методом резонансной колонки, однако образец подвергается крутильным колебаниям с постоянной частотой и возрастающим усилием.

8.1.3 Динамические испытания дисперсных грунтов методом крутильного сдвига проводят по консолидированно-недренированной схеме.

8.1.4 Для испытаний используют образцы грунта ненарушенного сложения с природной влажностью или образцы нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности. Образцы должны иметь форму цилиндра или трубки внешним диаметром не менее 50 мм и отношением высоты к диаметру от 2:1 до 2,5:1. При использовании трубчатых образцов толщина их стенки должна составлять не менее 5 мм.

 

8.2 Оборудование и приборы

 

Общие технические требования к приборам крутильного сдвига соответствуют 7.2. Кроме того, испытательная установка должна обладать возможностью измерения относительных сдвиговых деформаций образца до 1% и возможностью возбуждения крутильных колебаний низких (менее 1 Гц) частот.

 

8.3 Подготовка и проведение испытаний

 

8.3.1 Испытания по методу крутильного сдвига допускается проводить как самостоятельно, так и по завершении испытаний на резонансной колонке при малых деформациях сдвига на тех же образцах при условии сохранения ненарушенного сложения грунтов. В первом случае подготовку к проведению испытаний проводят в соответствии с 6.4.1 и 6.4.2. Во втором случае никакой дополнительной подготовки не требуется, и эксперименты проводят без перестановки образца, если используемое программное обеспечение позволяет переходить от одного вида испытаний к другому.

8.3.2 При закрытом дренаже задают амплитуду и частоту крутильных колебаний. Значение задают значением момента вращения, прикладываемого к верхнему (свободному) торцу образца. Частота приложения нагрузки постоянна и определяется задачами испытаний. Значение увеличивают ступенями каждые два-три цикла для повышения надежности расчета G. В ходе опыта несколько раз за цикл измеряют касательные напряжения и угловые смещения (повороты) образца на каждом шаге изменения частоты колебаний. Образец при этом испытывает деформацию простого сдвига.

8.3.3 По окончании испытания проводят операции в соответствии с 7.4.2.4, 7.4.2.5.

 

8.4 Обработка результатов испытаний

 

8.4.1 Для обработки результатов испытаний используют файлы данных, созданные программой испытаний. Расчеты напряжений и деформаций могут также проводиться системой в автоматическом режиме при формировании файлов данных.

8.4.2 Обработка данных заключается в расчете для всех циклов динамического нагружения значений и касательных напряжений с последующим определением G и D.

8.4.3 Значения рассчитывают в соответствии с 7.5.3. По результатам расчета строят серию петель гистерезиса для каждого цикла (приложение М).

8.4.4 Величину G рассчитывают по среднему наклону осевой (т.н. "скелетной") линии петли гистерезиса по изменению деформации сдвига при соответствующем приращении касательных напряжений :

 

. (8.1)

 

8.4.5 Величину D рассчитывают также по петле гистерезиса из соотношения общего количества рассеянной грунтом за один цикл энергии воздействия и энергии упругих деформаций W (см. приложение М):

 

. (8.2)