Испытание на консолидацию грунта с помощью консолидометра или одометра

Испытание на консолидацию используется для определения скорости и величины оседания грунтов. Значения оседания, полученные при этом испытании, обусловлены только первичной консолидацией, которая составляет 90% от общей консолидации. Результаты испытания на консолидацию очень полезны при проектировании фундаментов.

Оборудование, необходимое для проведения испытания на консолидацию

  • Консолидометр или одометр
    • Консолидационное кольцо
    • Два пористых камня
    • Две фильтровальные бумаги
    • Нагрузочная прокладка
  • Циферблатный калибр (точность 0,002 мм)
  • Часы с секундомером
  • Нож или шпатель или тонкая металлическая проволока
  • Весы (точность 0,01 г)
  • Верньерные штангенциркули
  • Печь
  • Емкость для воды
  • Части консолидометра

    Части консолидометра

    Процедура испытания на консолидацию

    Процедура испытания почвы на консолидацию состоит из следующих этапов:

  • Первый шаг — сбор образца почвы с помощью металлического кольца для консолидации. Кольцо должно быть чистым и высушенным, его вес, внутренний диаметр и высота измеряются с помощью весов и штангенциркуля соответственно.
  • Теперь вдавите металлическое кольцо в образец почвы руками и выньте его вместе с образцом почвы.
  • Образец почвы должен выступать примерно на 10 мм по обе стороны от металлического кольца.
  • Теперь обрежьте излишки почвы сверху и снизу кольца с помощью ножа, шпателя или тонкой металлической проволоки. Эти излишки почвы можно использовать для измерения содержания воды в образце почвы.
  • Убедитесь, что на внешней стороне кольца не осталось почвы, и взвесьте металлическое кольцо с образцом почвы.
  • Возьмите два пористых камня и насытите их кипячением (15 минут) или погружением (от 4 до 8 часов) в дистиллированную воду.
  • Соберите консолидометр. Расположите части консолидометра снизу вверх в порядке, начинающемся с нижнего пористого камня, фильтровальной бумаги, кольца для образца, фильтровальной бумаги и верхнего пористого камня.
    Расположение частей консолидометра

    Расположение частей консолидометра

  • Установите загрузочную площадку на верхний пористый камень и зафиксируйте консолидометр с помощью прилагаемых металлических винтов.
  • Установите всю сборку на нагрузочную раму и отцентрируйте ее так, чтобы приложенная нагрузка была осевой.
  • Расположите циферблатный манометр таким образом, чтобы обеспечить достаточное пространство для набухания образца почвы.
    Положение циферблатного манометра

    Положение циферблатного манометра

  • Резервуар с водой подключается к установленному узлу для насыщения почвы водой. Уровень воды в резервуаре должен быть на одном уровне с образцом грунта.
  • Теперь приложите начальную нагрузку, которая не должна допускать набухания почвы. Обычно для обычных почв применяется начальная нагрузка 5 кН/м2 , а для очень мягких почв — 2,5 кН/м2 .
  • Оставьте нагрузку до отсутствия изменений в показаниях циферблатного манометра или на 24 часа и запишите конечное показание циферблатного манометра для начальной нагрузки.
  • Приложите первую нагрузку 10 кН/м2 и сразу же запустите секундомер и запишите показания циферблатного манометра через различные промежутки времени. Как правило, показания снимаются через 0,25, 1, 2,5, 4, 6,25, 9, 16, 25, 30 минут, 1, 2, 4, 8, 24 часа.
  • Обычно первичная консолидация почвы (90% консолидации) достигается в течение 24 часов. Следовательно, показания отмечаются до 24 часов.
    Загрузочная рама

    Прикладывание нагрузки к консолидометрам

  • Затем приложите вторую нагрузку с приращением 20 кН/м2 и повторите ту же процедуру, что и на 14-м этапе.
  • Аналогично приложите нагрузку с приращением 50, 100, 200, 400 и 800 кН/м2 и повторите ту же процедуру, записывая показания.
  • Когда значения последнего приращения нагрузки будут отмечены, уменьшите нагрузку до ¼ от последнего значения нагрузки и оставьте на 24 часа. В этот момент запишите показания циферблатного манометра. Снова и снова уменьшайте нагрузку и повторяйте процедуру, пока нагрузка не достигнет 10 кН/м2. В каждой точке записывайте конечные показания манометра.
  • Теперь снимите сборку с нагрузочной рамы и разберите ее.
  • Выньте кольцо для образца, вытрите излишки воды, взвесьте кольцо для образца и запишите показания.
  • Наконец, поместите образец в печь и определите сухой вес образца.
  • Наблюдения при испытании почвы на консолидацию

    Наблюдения при испытании на консолидацию следующие

  • Высота кольца =
  • Диаметр кольца =
  • Площадь кольца =
  • Объем кольца =
  • Вес кольца =
  • Удельный вес твердых тел, G =
  • Вес кольца + образец грунта =
  • Начальное содержание воды =
  • Начальная высота образца, H =
  • Конечное содержание воды =
  • Конечный вес образца грунта =
  • Таблица 1: Показания циферблатного манометра для различных нагрузок в разное время

    Интенсивность нагрузки (кН/м2) Горизонтальная
    10
    20
    50
    100
    200
    400
    800
    Интервал времени (вертикальный)
    0 минут
    0,25 минуты
    1,0 минуты
    2,5 минуты
    4 минуты
    6,25 минут
    9 минут
    16 минут
    25 минут
    30 минут
    1 час
    2 часа
    4 часа
    8 часов
    24 часа

    Расчеты для испытания почвы на консолидацию

    Высота твердых частиц, Высота твердых частиц
    Высота пустот, Hv = H — Hs
    Коэффициент пустотности, e = Hv/Hs

    Таблица 2: Расчет коэффициента пустотности для различных интенсивностей давления

    Интенсивность Давление (кН/м2)
    Начальное показание циферблата
    Конечное показание циферблата
    Высота образца, H
    Высота твердых частиц, Hs
    Высота пустот, Hv
    Коэффициент пустотности, e

    Графики для построения

  • Показания циферблатного манометра в зависимости от логарифма времени — для определения коэффициента консолидации (Cv).Коэффициент консолидации
  • Показания манометра в зависимости от квадратного корня из времени — для определения коэффициента уплотнения (Cv).Коэффициент консолидации
  • Испытание на консолидацию грунта

    Графики зависимости коэффициента пустотности от времени и коэффициента пустотности от эффективного напряжения

  • Конечное отношение пустот к эффективному напряжению — для определения коэффициента сжимаемости (av) и коэффициента изменения объема (mv).Коэффициент сжимаемостиКоэффициент изменения объема
  • Конечное отношение пустот к логарифму эффективного напряжения — для определения индекса сжатия (Cc).Коэффициент сжатия
    Тест на консолидацию почвы

    Графики зависимости коэффициента пустотности от логарифма эффективного напряжения

  • Результаты испытания почвы на консолидацию

    Испытание почвы на консолидацию дает следующие результаты

  • Коэффициент сжимаемости (av) =
  • Коэффициент изменения объема (mv) =
  • Индекс сжатия (Cc) =
  • Коэффициент консолидации (Cv) =
  • Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой