ГОСТ Р 59597-2021

Группа Ж39

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГРУНТЫ

Метод трехосного сжатия мерзлых грунтов

Soils. Laboratory method for triaxial test of frozen soils

ОКС 93.020

Дата введения 2021-09-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом "Научно-исследовательский центр "Строительство" (АО "НИЦ "Строительство"); Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им.Н.М.Герсеванова (НИИОСП)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 июля 2021 г. N 655-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

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)

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные мерзлые глинистые, песчаные крупнообломочные (с содержанием глинистого заполнителя более 10% общей массы), в том числе засоленные и биогенные, грунты с крупнообломочными включениями, если размер включений не превышает 1/6 диаметра образца, а также на грунты нарушенного сложения. Стандарт устанавливает метод трехосного сжатия мерзлых грунтов при исследованиях для строительства.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 12071 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

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

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 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

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, ГОСТ 30416, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 девиатор напряжений: Разность между главными напряжениями ().

3.2 бытовое давление : Вертикальное напряжение в массиве грунта на глубине отбора образца от веса вышележащих слоев грунта.

     4 Общие положения

4.1 Испытания проводят на образцах грунта природного сложения или нарушенного сложения с природными значениями плотности и влажности. Толщина прослоек льда в образце должна быть не более 2 мм, а льдистость за счет видимых ледяных включений - менее 0,4 д.е.

4.2 Температура испытаний назначается программой испытаний (разработанной в том числе на основе результатов теплотехнических расчетов) с учетом возможных изменений температурного режима грунтов в процессе эксплуатации.

4.3 Для испытуемых грунтов определяют следующие физические характеристики по ГОСТ 5180: суммарную влажность для мерзлого грунта, влажность на границе текучести и раскатывания, плотность грунта, плотность частиц, гранулометрический и микроагрегатный составы грунтов по ГОСТ 12536, а также вычисляют коэффициент пористости, степень заполнения объема пор льдом и незамерзшей водой, коэффициент водонасыщения, число пластичности и показатель текучести (в соответствии с ГОСТ 25100).

4.4 В процессе испытаний грунтов ведут журнал (форма приведена в приложении А). При автоматизации процесса испытаний форма журнала составляется с учетом особенностей работы оборудования. После испытания формируется протокол испытания.

4.5 В протоколе испытания должна быть указана следующая информация:

- идентификация образца (например, номер испытания, номер выработки, номер пробы, глубина отбора, номер инженерно-геологического элемента и т.п.);

- температура испытания;

- физические характеристики грунта;

- режим нагружения;

- числовое значение полученных результатов.

В протоколе испытания при необходимости отмечают характерные особенности образца грунта (текстуру, слоистость, наличие включений и т.п.).

     5 Сущность метода

5.1 Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформируемости в соответствии с программой испытаний: угла внутреннего трения , удельного сцепления , модуля деформации , коэффициента поперечного расширения .

5.2 Искомые характеристики определяют по результатам испытаний образцов в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при

,

где - максимальное главное вертикальное напряжение;

, - минимальные, они же промежуточные, главные горизонтальные напряжения.

5.3 Испытания по определению прочностных характеристик проводят до разрушения образца приложением вертикальной нагрузки при заданном всестороннем давлении (давлении в камере) на образец .

Примечание - При соответствующем обосновании могут быть приняты другие траектории нагружения образца грунта при испытаниях.

5.4 Испытания для определения частных значений и проводят не менее чем для трех идентичных образцов исследуемого грунта при различных значениях бокового давления на образец. Испытания для определения характеристик деформируемости проводят приложением вертикальной нагрузки при заданном боковом давлении на образец.

5.5 Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 48 мм и отношением высоты к диаметру от 1,85 до 2,25. Диаметр образца выбирается так, чтобы максимальный размер включений не превышал 1/6 его диаметра.

     6 Оборудование и приборы

6.1 В состав установки для испытания грунтов методом трехосного сжатия должны входить:

- камера трехосного сжатия с набором жестких сплошных и перфорированных штампов и уплотнителей к ним;

- устройство для создания, поддержания и измерения давления в камере;

- механизм для вертикального нагружения образца;

- устройства для измерения вертикальных и объемных деформаций образца.

Принципиальная схема камеры трехосного сжатия приведена в приложении Б.

6.2 Конструкция камеры трехосного сжатия должна обеспечивать:

- боковое расширение образца;

- герметичность основных деталей;

- минимально возможное трение штока во втулке камеры;

- измерение объема жидкости, закачиваемой в камеру.

6.3 В помещении для проведения испытаний мерзлых грунтов должна поддерживаться, заданная программой испытаний, температура воздуха, отклонения от которой не должны превышать ±0,1°С, ±0,2°С и ±0,5°С при температуре испытаний соответственно от 0°С до минус 1°С; ниже минус 2°С до минус 5°С и ниже минус 5°С.

6.4 Измерения, контроль и запись значений температуры в морозильных камерах осуществляются автоматически или с помощью термодатчиков, заленивленных термометров и другого термометрического оборудования. Измерения температуры воздуха в процессе испытаний мерзлых грунтов следует проводить одновременно с измерением деформаций образца грунта по устройству для измерения температуры, расположенному рядом с установкой для испытаний так, чтобы датчик температуры находился на уровне образца грунта на расстоянии не более 0,5 м от него. Рекомендуется в процессе испытания измерять температуру образца.

6.5 Погрешность измерений при испытаниях не должна превышать:

0,02 г - при измерении массы образца;

0,1 мм - при измерении геометрических размеров образца и рабочего (режущего) кольца;

0,01 мм - при измерении вертикальных деформаций образца;

2% - при измерении вертикальной нагрузки на образец;