Закономерности формирования прочностных характеристик оттаивающих грунтов при сдвиге

Глава 2. Методика экспериментальных исследований прочностных свойств оттаивающих грунтов при сдвиге.

Описана методика лабораторных исследований, включающая: приборы для проведения испытаний, методику подготовки образцов, проведения опытов и обработки результатов.

Образцы диаметром 71,4 мм, высотой 70 мм готовились из пасты с заданными, в соответствии с ГОСТ 30416 - 96, значениями физических характеристик. Одностороннее промерзание осуществляемое при температуре -150^oС. Испытания выполнялись в одометрах конструкции Н.А. Цытовича, переоборудованных для условий сдвига. Опыты проводились в холодильной камере при температуре -50^oС. Оттаивание образцов осуществлялось теплым штампом, укомплектованным ультратермостатом, что обеспечивало задаваемую постоянную температуру на поверхности грунта. С целью выявления влияния скорости оттаивания на формирование прочностных характеристик исследования выполнялись на идентичных образцах при трех значениях температуры на их поверхности: +20^oС, + 200^oС, +400^oС. В процессе опыта замерялась осадка оттаивания и уплотнения индикатором часового типа с ценой деления 0,01мм. Глубина оттаивания определялась термодатчиком, щупом и фиксировалась визуальным наблюдением через прозрачные стенки одометров.

Сдвиг проводился по схеме неконсолидированного-недренированного испытания в соответствии с ГОСТ 12248-96 с трехкратной повторностью при каждом значении вертикальной нагрузки, задаваемой на штамп рычажным прессом. Проведены методические эксперименты в условиях оттаивания только под весом штампа и в условиях приложения вертикальной нагрузки до начала оттаивания, что позволило установить влияние указанных условий на критические значения прочностных характеристик. Горизонтальная сдвигающая нагрузка прикладывалась быстро (в течение 30-60 сек) в момент достижения границы оттаивания на 2-3 мм ниже задаваемой плоскости сдвига. По данным испытаний определялись сцепление и коэффициент трения по уравнению Кулона при статистической обработке по ГОСТ 12248-96.

Проводились две серии испытаний на сдвиг: на границе талой и мерзлой зоны и полностью оттаявших образцов.

Поровое давление замерялось в зоне примыкающей к границе оттаивания в условиях описанной выше методики испытания. Прибор включал в себя иглу-водоприемник и цифровой манометр Comark C9557, позволяющий фиксировать поровое давление с точностью 0,001 кг/см².