ГОСТ Р 54477-2011

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГРУНТЫ

Методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов в дорожном строительстве

Soils. Methods for laboratory determination of soil deformation characteristics in road construction

ОКС 13.080

Дата введения 2012-05-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Открытым акционерным обществом "Дорожный научно-исследовательский институт "СоюздорНИИ" (ОАО "СоюздорНИИ")

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2011 г. N 476-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июнь 2019 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

В настоящее время методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости грунтов регламентируются ГОСТ 12248, предназначенным для исследований для инженерного строительства грунтов класса II (природных немерзлых) и класса III (природных мерзлых); групп "связные" и "несвязные" типов "минеральные", "органоминеральные", "органические", а также всех их видов (см. ГОСТ 25100). Дополнительные положения методики оценки сжимаемости (если это необходимо) приведены:

- для разновидностей глинистых грунтов (класса II) - по деформации набухаемости, деформации просадочности;

- для разновидностей песков (класса II) - по коэффициенту пористости;

- для перечисленных выше грунтов - по степени засоления.

Анализ теоретических основ компрессионного и консолидационного процесса, на которых базируется методика компрессионно-консолидационных испытаний, приведенная в ГОСТ 12248, а также анализ практического опыта использования методики показали, что для такого вида инженерного строительства, как дорожное, требуется его пересмотр. Необходимые изменения, особенно в части определения показателей сжимаемости грунтов, предопределяются многими причинами, основными из которых являются:

- линейность строительных работ, большая протяженность сооружения;

- необходимость в большом объеме использовать местные грунты, которые, как правило, относятся к "слабым" (согласно дорожной классификации грунтов);

- многообразие природных условий в районах проложения трассы автомобильных дорог, обуславливающих специфику поведения грунтов;

- напряженно-деформированное состояние грунтов в основании линейного сооружения, нагрузки от которого меньше, чем от других сооружений (промышленных и гражданских);

- допуски при проектировании по величине и интенсивности деформаций осадки по сравнению с другими сооружениями;

- необходимость более детального анализа условий работы грунта в системе "сооружение - грунт", в частности условий его (грунта) нагружения и оттока поровой воды;

- результаты теоретических и экспериментальных исследований закономерностей осадки связных грунтов в основании и в насыпи с учетом их исходного состояния, структуры и условий работы в зоне действия сооружения или вышележащих слоев.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы лабораторного определения характеристик сжимаемости немерзлых связных грунтов в условиях компрессионного сжатия для проектирования автомобильных дорог и их реконструкции в сложных инженерно-геологических условиях.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650 Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12248 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

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

ГОСТ 25100 Грунты. Классификация

ГОСТ 30416 Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения

ГОСТ Р 8.563 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений

ГОСТ Р 8.568 Государственная система обеспечения единства измерений. Термометры сопротивления платиновые "эталонные" 1-го и 2-го разрядов. Методика проверки

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.     

     3 Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 30416 и ГОСТ 12248, а также следующие термины и их определения:

3.1.1 слабые грунты: По [1], [2].

3.1.2 глинистые грунты повышенной влажности: По [2].

3.1.3 естественная структура грунта: Строение грунта в условиях его природного залегания.

3.1.4 ненарушенная структура грунта: Структура грунта в образце, отобранном из массива и сохранившем природную структуру.

3.1.5 нарушенная структура грунта: Структура грунта в образце, подвергшемся различным воздействиям или сформованном при заданной плотности-влажности.

3.1.6 искусственная (техногенная) структура: Структура грунта, полученная в процессе технологических операций при возведении грунтового сооружения.

3.1.7 паста: Грунт, полученный после его высушивания, размельчения и добавления воды до влажности на границе текучести.

3.1.8 двухфазное состояние грунта (водонасыщенное): Состояние грунта при коэффициенте водонасыщения 0,95 и практическом отсутствии газообразной фазы.

3.1.9 трехфазное состояние грунта: Состояние грунта при коэффициенте водонасыщения  менее 0,95 и содержащем газообразную фазу в количественном отношении более 5% объема пор.

3.1.10 сжимаемость: Изменение объема грунта под влиянием сжатия от действующей внешней нагрузки в условиях невозможности бокового расширения, которое характеризует его компрессионные свойства.

3.1.11 консолидация: Затухающее во времени деформирование нескальных грунтов под воздействием внешней нагрузки.

3.1.12 компрессионные параметры: Показатели, зависящие от физико-механических свойств грунтов и уплотняющей нагрузки и характеризующие зависимость стабилизированной осадки от нагрузки. Определяются по компрессионной кривой, построенной по результатам испытаний на компрессию.

3.1.13 структурная прочность грунта на сжатие: Комплексная характеристика поведения грунта, эквивалентная пороговой нагрузке, только после превышения которой начинается интенсивное сжатие грунта (при 0,005, где - относительная деформация).

3.1.14 модуль деформации грунта: Обобщенная характеристика деформируемости грунта, представляющая собой коэффициент пропорциональности линейной связи между приращениями давления на образец и его деформацией.

3.1.15 модуль осадки: Относительная деформация грунта, выраженная в промилях, определяемая по компрессионной кривой для заданной нагрузки.

3.1.16 консолидационные параметры: Показатели, зависящие от физико-механических свойств грунтов и времени воздействия постоянной нагрузки, характеризующие зависимость нестабилизированной осадки от времени. Определяют по консолидационной кривой, построенной по результатам испытаний на консолидацию.

3.1.17 консолидационный параметр первого этапа консолидации (дофильтрационной консолидации): Угловой коэффициент первого прямолинейного участка консолидационной зависимости вида .

3.1.18 консолидационный параметр второго этапа (первичной фильтрационной консолидации): Коэффициент консолидации (или обобщенные консолидационные параметры, показатель степени консолидации).

3.1.19 консолидационный параметр третьего этапа (вторичной фильтрационной консолидации): Показатель степени консолидации.

3.1.20 консолидационный параметр четвертого этапа (консолидации объемной ползучести): Угловой коэффициент четвертого прямолинейного участка кривой вида .

3.1.21 схема испытаний: Схема, назначенная при проектировании из условий работы грунта в системе "сооружение - грунт" и указанная в задании на испытание.

Основные схемы испытаний:

- по режиму нагружения образца;

- по условию отжатия поровой воды из образца.

3.1.22 режим нагружения образца: Время передачи ступени нагрузки на образец и время ее выдерживания.

3.1.23 условие отжатия поровой воды из образца: Создание условий для возможности отжатия поровой воды (открытая схема) и условий, при которых отжатие поровой воды исключается (закрытая схема).

     4 Общие положения

4.1 Методики компрессионных и консолидационных испытаний, представленные в настоящем стандарте, распространяются на грунты класса II, на группы - связные грунты, на типы - минеральные и биогенные (органические и органо-минеральные), а также на все их виды по ГОСТ 25100.

4.2 Настоящий стандарт устанавливает следующие методы лабораторного определения характеристик деформируемости грунтов:

- компрессионное сжатие (с заданным режимом нагружения);

- компрессионно-консолидационные испытания (по различным схемам);

- консолидационные испытания.

4.3 Представленные в настоящем стандарте методики компрессионных и консолидационных испытаний предусматривают определение показателей сжимаемости без бокового расширения при отводе поровой жидкости в вертикальном направлении вверх и вниз или только вверх либо без отвода воды. Полученные параметры следует учитывать при проектировании конструкции насыпи (в случаях использования слабых грунтов в основании насыпи и глинистых грунтов повышенной влажности в насыпи) в расчетах значений конечной осадки грунта и времени достижения требуемой степени консолидации (или интенсивности осадки) под расчетной нагрузкой при моделировании в опыте условий реального сжатия грунта.

4.4 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам, лабораторным помещениям - по ГОСТ 30416.

4.5 Для испытуемых грунтов должны быть определены физические характеристики и рассчитаны следующие показатели: плотность сухого грунта, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения (а также другие характеристики в соответствии с техническим заданием на испытания).

Такие характеристики грунтов, как относительная просадочность и относительное набухание и др., следует определять по ГОСТ 12248.

4.6 Кроме требований к лабораторным испытаниям грунтов по ГОСТ 30416, к методике определения деформационных свойств грунтов по 4.1 предъявляются следующие требования к качеству образцов и методу испытаний:

- состояние образца должно соответствовать состоянию грунта в естественном залегании (основании) или заданному по плотности-влажности (в сооружении);

- граничные и временные условия загружения и деформирования грунта в сооружении или в основании должны моделироваться при испытаниях;