В период реализации инженерно-геологических работ - грунты исследуют в полевых условиях и отбирают образцы грунта для анализа в лабораторных условиях. Это необходимо, для проведения для определения физических свойств, а также анализа образца на приборах, создающих условия, которые нельзя воссоздать непосредственно на участке. От качества проведения лабораторных работ нередко может зависеть и качество всего проекта.
Нашей лабораторией проводятся исследования следующих разновидностей грунтов:
- Глинистые грунты;
- Пески;
- Крупнообломочные грунты;
- Скальные грунты;
- Торфы;
- Насыпные грунты.
Для определения параметров грунтов используются современное оборудование от ведущих отечественных и зарубежных производителей:
- Весы – завод «ГОСМЕТР», г. Санкт-Петербург;
- Сушильные шкафы и муфельная печь – АО «Лабораторное оборудование и приборы», г. Санкт-Петербург;
- Оборудование для проведения механических испытаний дисперсных грунтов – ООО «НПП Геотек», г. Пенза;
- Оборудование для контроля климата – Testo, Германия.
Исследования физических свойств песчаных и глинистых грунтов, которые проводятся в нашей лаборатории:
- Влажность (в том числе гигроскопическая) - это количество воды, находящееся в порах грунта. Она определяется в процентах, долях единицы или абсолютных цифрах. Гигроскопическая влажность дает представление о поглотительной способности и влагоемкости грунта, его гранулометрическом составе.
- Верхний предел пластичности (влажность грунта на границе текучести) - влажность грунта, при которой грунт находится на границе между пластичным и текучим состояниями.
- Нижний предел пластичности (влажность грунта на границе раскатывания) - после впитывания определенного количества жидкости они обретают пластичные свойства – меняют форму под давлением и сохраняют ее после снятия нагрузки.
- Плотность минеральных частиц - этот метод позволяет определить плотность твердых частиц грунта.
- Стандартное уплотнение - заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.
- Гранулометрический (зерновой) состав грунтов - это процентное соотношение не связанных в агрегаты первичных частиц материала.
- Гранулометрический (зерновой) состав грунтов ареометрическим методом - основан на последовательном определении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью ареометра.
- Содержание органического вещества - совокупность органических веществ, находящихся в виде гумуса, остатков животных и растений в грунте, представляющая комплекс сложных химических органических веществ биогенного происхождения.
- Коэффициенты фильтрации - демонстрирует, как быстро проходит жидкость через слой грунта при его полном водонасыщении и градиенте напора, равном единице.
- Углы естественного откоса - угол, образованный свободной поверхностью рыхлой горной массы или иного сыпучего вещества с горизонтальной плоскостью.
Исследования механических свойств песчаных и глинистых грунтов
- Метод одноплоскостного среза - проводят для определения эффективных и остаточных значений угла внутреннего трения φ и φ_r и удельного сцепления с и с_r .
- Метод трехосного сжатия – испытания методом трехосного сжатия в условиях осесимметричного нагружения проводят для определения характеристик прочности и деформируемости дисперсных грунтов, включая: угол внутреннего трения; удельное сцепление c; сопротивление недренированному сдвигу; модуль деформации E; секущий модуль деформации; модуль деформации повторного нагружения; коэффициента поперечной деформации; угол дилатансии.
- Метод компрессионного сжатия - проводят для определения коэффициента сжимаемости, секущего одометрического модуля деформации, касательного одометрического модуля деформации, модуля повторного нагружения. По результатам компрессионных испытаний определяется зависимость деформации образца от нагрузки.
- Консолидационные испытания - проводят для определения коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации и соответственно. По результатам консолидационных испытаний определяют зависимость деформации от времени при фиксированном значении нагрузки.
- Метод суффозионного сжатия - испытание грунта методом суффозионного сжатия в результате растворения и выноса солей при фильтрации воды проводят для определения следующих характеристик засоленных (содержащих легко- и среднерастворимые соли) песков (кроме гравелистых), супесей и суглинков: относительного суффозионного сжатия ε_sf начального давления суффозионного сжатия p_sf.
- Метод лабораторного определения характеристик просадочности - характеристики просадочности следует определять по относительному сжатию, полученному по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах без возможности бокового расширения образцов грунта. Испытания проводят на образцах грунта ненарушенной структуры с природной влажностью и с замачиванием их водой при давлении, последовательно увеличиваемом ступенями.
- Метод определения усадки - при усадке происходит уплотнение грунта с образованием трещин усадки, а также перераспределение растворимых химических элементов грунта. За показатели, характеризующие усадку грунта, принимаются величины усадки по высоте σh, диаметру σd, объему σV и влажность на пределе усадки Wу.
- Метод определения набухания - процесс, обратный усадке; он приводит к ослаблению внутренних связей в грунте, уменьшению его прочности, увеличению сжимаемости, уменьшению водопроницаемости. За показатели, характеризующие набухание грунта, принимаются свободное набухание σ0, набухание под нагрузкой σн, давление набухания рн, влажность грунта после набухания Wн.
- Метод лабораторного определения степени пучинистости - степень пучинистости грунта следует определять по значению относительной деформации морозного пучения ε_(fh), полученному по результатам испытаний образцов грунта в специальных устройствах, обеспечивающих вертикальное промораживание образца исследуемого грунта в заданном температурном и влажностном режимах с возможностью внешнего массо-обмена в условиях компрессии, и измерение перемещений его поверхности.
- Метод лабораторного определения параметров переуплотнения - состояния грунтов, при котором пористость не соответствует нагрузкам, действующим в настоящий момент. Испытания по определению параметров переуплотнения грунтов проводят в условиях компрессионного сжатия путем ступенчатого нагружения статической нагрузкой либо в режиме релаксации напряжений путем ступенчатого деформирования согласно технической документации.
- Метод лабораторного определения параметров релаксации проводят для определения характеристик релаксации напряжений дисперсных грунтов: коэффициента релаксации K_r и начального напряжения релаксации σ_0. Данные характеристики определяются по результатам испытаний образцов грунта в условиях компрессионного сжатия в одометрах, исключающих возможность бокового расширения образца в процессе его вертикального нагружения. Нагружение проводят вертикальным деформированием образца до заданной деформации с последующей фиксацией текущей высоты образца h_(i )и напряжения σ_i (релаксации) во времени t_i.
