ЛАБОРАТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ СОСТАВА И СВОЙСТВ ГРУНТОВ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Исследования состава и свойств грунтов выполняются всеми традиционными, предписанными нормативными документами методами. Кроме того, применяются усовершенствованные и разрабатываются новые методы испытаний грунтов вкупе с использованием новых испытательных приборов.

В качестве основного метода определения физико-механических свойств грунтов используется

метод трехосного сжатия

По результатам испытаний определяется комплекс характеристик:

• коэффициент фильтрации К_ф;
• коэффициент консолидации C_v;
• сопротивление недренированному сдвигу С_u (недренированное сцепление);
• поровое давление б_w;
• угол внутреннего трения в тотальных j_тот и эффективных j_эфф напряжениях;
• удельное сцепление в тотальных C_тот и эффективных C_эфф напряжениях;
• коэффициент поперечной деформации n (коэффициент Пуассона);
• модуль общей деформации Е_о;
• модуль упругой деформации Е_у;
• сопротивление одноосному раздавливанию R.

Испытания грунтов могут проводиться по специальным методикам, а также методикам, соответствующим  ГОСТ 12248-96, Инструкции по проведению трехосных испытаний на шельфе, международным стандартам ASTM, BS и Eurocode.

Для оценки изменения свойств грунтов при воздействии динамических техногенных (вибрация, импульсы, удары) и природных (удары штормовых волн, навал ледовых полей, сейсмоволны) нагрузок используется

метод трехосного сжатия с циклическим нагружением

По результатам испытаний определяются:

• поровое давление б_w;
• циклические деформации ε;
• коэффициент циклического уплотнения Ку;
• усталостная прочность;
• количество циклов N до разрушения;
• диаграммы соотношения статической и динамической составляющих нагрузки при различном количестве циклов до разрушения;
• циклическая прочность при различных уровнях статической нагрузки и количестве циклов до разрушения;
• коэффициент изменения деформируемости К_ид;
• коэффициент изменения прочности К_ип.

Для определения физико-механических свойств грунтов, как при положительных (до +60^o С), так и при отрицательных температурах (до -10^o С), используется

метод трехосного сжатия с заданной температурой

По результатам испытаний для разогретых или охлажденных грунтов определяются:

• коэффициент консолидации C_v;
• коэффициент сжимаемости m_t;
• коэффициент оттаивания (разогрева) A_t;
• модуль общей деформации Е_о;
• предельная нагрузка разрушения, σ_пр;
• предельно-длительная нагрузка σ_∞,

Наряду со стандартными методами сдвига и компрессии используются следующие модификации:

метод циклических сдвиговых испытаний

По результатам испытаний определяются:

• поровое давление б_w;
• циклические деформации ε;
• усталостная прочность;
• количество циклов N до разрушения;
• диаграммы соотношения статической и динамической составляющих нагрузки при различном количестве циклов до разрушения;
• циклическая прочность при различных уровнях статической нагрузки и количестве циклов до разрушения;
• коэффициент изменения прочности К_ип.

метод реологических компрессионных испытаний

По результатам испытаний определяются:

• степень первичной U1, вторичной U2, а также суммарной консолидации;
• коэффициент затухания ползучести δ₁;
• коэффициент ядра ползучести δ;

Для исследований механических характеристик прочных пород используются:

метод одноосного раздавливания глинистых, полускальных и скальных грунтов

метод трехосного сжатия полускальных и скальных грунтов

Наряду со стандартной характеристикой прочности на сжатие Rсж, испытания на одно- и трехосное нагружение с замером вертикальных и горизонтальных деформаций пород, проводимые в приборах трехосного сжатия, позволяют, определять также:

• модуль общей деформации Е_о;
• модуль упругости Е_у грунтов.

методы определения химического состава грунтов и подземных вод

По результатам испытаний определяются:

• pH среды;
• концентрации ионов K⁺, Na⁺, H⁺, (Ca⁺⁺ + Mg⁺⁺), Ca⁺⁺, NH4⁺,Cl^-, HCO3^-, CO3^--, NO2^-, NO3^-, SO4^--;
• Fe общ.;

стандартные методы сдвига и компрессии

С помощью комплекса стандартных российских компрессионных и сдвиговых приборов определяются  традиционные характеристики деформационных и прочностных свойств грунтов:

• коэффициент консолидации C_v;
• коэффициент сжимаемости m_о;
• модуль общей деформации Е_о;
• модуль упругой деформации Е_у;
• угол внутреннего трения φ;
• удельное сцепление C.