ГОСТ 30416-96

ГОСТ30416-96

УДК691.001.4:006.354 Группа Ж39

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ

ГРУНТЫ

Лабораторныеиспытания

Общиеположения

Soils.Laboratory testing.

Generalrequirements

ОКС13.080 ОКСТУ 5702

Датавведения 1997-01-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНГосударственным предприятием научно-исследовательским,проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтомоснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова (НИИОСП им.Герсеванова) с участием Государственного дорожногонаучно-исследовательского института (Союздорнии) и Производственногои научно-исследовательского института по инженерным изысканиям встроительстве (ПНИИИС) Российской Федерации

ВНЕСЕН МинстроемРоссии

2 ПРИНЯТМежгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации,техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 15мая 1996 г.

За принятиепроголосовали:

3 ПостановлениемМинстроя России от 1 августа 1996 г. № 18-57 межгосударственныйстандарт ГОСТ 30416-96 введен в действие в качестве государственногостандарта Российской Федерации с 1 января 1997 г.

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

1Область применения

Настоящийстандарт устанавливает общие требования к методам лабораторногоопределения характеристик физико-механических свойств грунтов при ихисследовании для строительства.

2Нормативные ссылки

В настоящемстандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 166 -89Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 577-68Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. Технические условия

ГОСТ 3749-77Угольники поверочные 90°. Технические условия

ГОСТ 5180-84Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 7328-82Меры массы общего назначения и образцовые. Технические условия

ГОСТ 9696-82Индикаторы многооборотные с ценой деления 0,001 и 0,002 мм.Технические условия

ГОСТ 9753-88Прессы гидравлические одностоечные. Параметры и размеры. Нормыточности

ГОСТ 10110-87Круги алмазные отрезные формы IAIR. Технические условия

ГОСТ 10197-70Стойки и штативы для измерительных головок. Технические условия

ГОСТ 12071-84Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

ГОСТ 12536-79Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического(зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 20522-96Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний

ГОСТ 22733-77Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности

ГОСТ 24104-88Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие техническиеусловия

ГОСТ 25100-95Грунты. Классификация

3Определения

В настоящемстандарте применяют следующие термины.

Влажность грунта- отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта,высушенного до постоянной массы.

Гигроскопическаявлажность - влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, т.е. всостоянии равновесия с влажностью и температурой окружающего воздуха.

Влажность награнице текучести - влажность грунта, при которой грунт находится награнице между пластичным и текучим состояниями.

Влажность награнице раскатывания - влажность грунта, при которой грунт находитсяна границе между твердым и пластичным состояниями.

Плотность грунта- масса единицы объема грунта.

Плотность сухогогрунта - отношение массы грунта, за вычетом массы воды и льда в егопорах, к его первоначальному объему.

Плотность частицгрунта - масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта.

Воздушно-сухоесостояние грунта - состояние грунта, высушенного на воздухе.

Водонасыщенноесостояние грунта - состояние грунта при практически полном заполнениипор грунта водой.

Гранулометрический(зерновой) состав грунта - количественное содержание в грунте твердыхчастиц того или иного размера.

Микроагрегатныйсостав грунта - количественное содержание в грунте твердыхводостойких агрегированных частиц того или иного размера.

Коэффициентфильтрации - скорость фильтрации воды в грунте при градиенте напора,равном единице.

Градиент напора- отношение разности гидростатических напоров воды (потери напора) кдлине пути фильтрации.

Структурнаяпрочность - вертикальное напряжение в образце грунта, соответствующееначалу перехода от упругих к пластическим деформациям сжатия.

Вертикальноедавление на образец грунта - отношение вертикальной нагрузки,приложенной к образцу, к площади его поперечного сечения.

Относительнаявертикальная деформация образца грунта - отношение абсолютнойвертикальной деформации к начальной высоте образца.

Стабилизациядеформации - приращение деформации во времени, характеризующеепрактическое затухание деформации при определенной нагрузке.

Стабилизированноесостояние грунта - состояние грунта, характеризуемое окончаниемдеформаций уплотнения под определенной нагрузкой и отсутствиемизбыточного давления в поровой жидкости.

Нестабилизированноесостояние грунта - состояние грунта, характеризуемое незавершенностьюдеформаций уплотнения под определенной нагрузкой и наличиемизбыточного давления в поровой жидкости.

Консолидированно-дренированноеиспытание - испытание грунта для определения характеристик прочностии деформируемости с предварительным уплотнением образца и отжатием изнего воды в процессе всего испытания.

Консолидированно-недренированноеиспытание - испытание грунта для определения характеристик прочностис предварительным уплотнением образца и отжатием из него воды тольков процессе уплотнения.

Неконсолидированно-недренированноеиспытание - испытание грунта для определения характеристик прочностибез предварительного уплотнения образца при отсутствии отжатия изнего воды в процессе всего испытания.

Сопротивлениегрунта срезу - характеристика прочности грунта, определяемаязначением касательного напряжения, при котором происходит разрушение(срез).

Предел прочностина одноосное сжатие - отношение вертикальной нагрузки на образецгрунта, при которой происходит его разрушение, к площади поперечногосечения образца.

Коэффициентсжимаемости - отношение относительной вертикальной деформации(изменения коэффициента пористости) к давлению, вызвавшему этудеформацию.

Абсолютноесуффозионное сжатие - уменьшение первоначальной высоты образца грунтав результате сжатия при постоянном вертикальном давлении инепрерывной фильтрации жидкости, вызывающей химическую суффозию.

Относительноесуффозионное сжатие - отношение абсолютного суффозионного сжатия квысоте образца грунта природной влажности при природном давлении.

Начальноедавление суффозионного сжатия - минимальное давление, при которомпроявляется суффозионное сжатие грунта.

Коэффициентоттаивания - показатель деформируемости, характеризующий осадкумерзлого грунта при его оттаивании без нагрузки.

Модуль линейнойдеформации - показатель линейной деформируемости мерзлого грунта,отражающий отношение напряжений к вызванным относительным продольнымдеформациям.

Коэффициентнелинейной деформации - показатель, характеризующий зависимостьдеформаций ползучести мерзлого грунта от напряжений и времени.

Коэффициентпоперечного расширения - показатель деформируемости, характеризующийотношение поперечных и продольных деформаций грунта.

Коэффициентвязкости - показатель деформируемости, характеризующий скоростьпластично-вязкого течения сильнольдистого мерзлого грунта, зависящийот времени действия нагрузки и значения отрицательной температурыгрунта.

Эквивалентноесцепление - комплексная характеристика прочности мерзлого грунта,учитывающая как собственно сцепление, так и наличие внутреннеготрения.

Угол внутреннеготрения - параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу отвертикального давления, определяемый как угол наклона этой прямой коси абсцисс.

Удельноесцепление грунта - параметр прямой зависимости сопротивления грунтасрезу от вертикального давления, определяемый как отрезок, отсекаемыйэтой прямой на оси ординат.

Модульдеформации - коэффициент пропорциональности линейной связи междуприращениями давления на образец и его деформацией.

Модуль сдвига -характеристика деформируемости, определяемая отношением интенсивностикасательных напряжений к интенсивности деформаций сдвига.

Остальныетермины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 25100.

4Общие положения

4.1 Методопределения характеристик физико-механических свойств грунтовустанавливают в программе испытаний в зависимости от стадиипроектирования, грунтовых условий, вида и уровня ответственностипроектируемых зданий и сооружений.

4.2 Областьприменения методов лабораторных испытаний физико-механических свойствгрунтов в зависимости от вида грунта приведена в приложении А.

4.3 Отбор,упаковку, транспортирование и хранение образцов грунта,предназначенных для лабораторных испытаний, производят по ГОСТ 12071.

4.4 Испытанияпроводят на лабораторных образцах грунта ненарушенного сложения сприродной влажностью и в водонасыщенном состоянии или на искусственноприготовленных пробах и образцах с заданными плотностью и влажностью,значения которых устанавливают в программе испытаний.

При определениихарактеристик прочности и деформируемости лабораторные образцы грунтаненарушенного сложения должны иметь ориентацию, соответствующуюприродному залеганию.

Образцы грунтаприродной влажности испытывают непосредственно после их изготовления.

4.5 Форму иразмеры лабораторных образцов грунта определяют в зависимости отметода испытаний, а также от свойств самого грунта (способностисохранять форму, наличия включений и т.д.).

Минимальныйразмер испытуемых образцов должен быть не менее пятикратного размерамаксимальной фракции грунта (включений, агрегатов).

4.6 За результатиспытаний принимают среднее арифметическое значение параллельныхопределений, предусмотренных для соответствующего метода.

4.7 Погрешностьизмерений при испытаниях не должна превышать:

4.8 Приобработке результатов испытаний плотность грунта вычисляют сточностью 0,01 г/см,влажность до 30% включ. - 0,1%, влажность 30% и выше - 1%, уголвнутреннего трения - 1°, удельное сцепление - 1 кПа, абсолютнуювертикальную деформацию образца - 0,01 мм, относительную вертикальнуюдеформацию образца - 0,001, относительную объемную деформацию образца- 0,001.

4.9Статистическую обработку результатов определений характеристикфизико-механических свойств грунтов, используемых при проектированииоснований и фундаментов зданий и сооружений, производят по ГОСТ20522.

4.10 Испытаниянемерзлых грунтов проводят в помещениях с положительной температуройвоздуха.

4.11 Испытаниямерзлых грунтов проводят в помещении с регулируемой отрицательнойтемпературой, холодильных камерах, а также в шурфах или подземныхлабораториях, расположенных в толще вечномерзлых грунтов.

Технологияизготовления образцов и проведения испытаний должна обеспечиватьсохранность мерзлого состояния грунта, недопущение сколов и другихнарушений поверхности образца.

4.12 В помещениидля проведения испытаний мерзлых грунтов должна поддерживатьсязаданная программой испытаний температура воздуха, отклонения откоторой не должны превышать ±0,1; ±0,2 и ±0,5°Спри температуре испытаний соответственно от 0 до минус 1; ниже минус2 до минус 5 и ниже минус 5°С.

4.13 Измерениятемпературы воздуха в процессе испытаний мерзлых грунтов следуетвыполнять одновременно с измерением деформаций образца грунта по двумлабораторным термометрам (или другим термоизмерительным устройством),расположенным по обе стороны установки для испытаний таким образом,чтобы их ртутный резервуар или датчик находились на уровне образцагрунта на расстоянии не более 0,5 м от него.

4.14 В периодподготовки и проведения испытаний необходимо предусматривать меры попредохранению образцов немерзлых грунтов от высыхания, а мерзлых - отиссушения.

Дляпредохранения образцов грунта от иссушения следует предусматриватьсоздание защитных оболочек, прокладку образцов снегом или льдом,помещение установок для испытаний под чехлы.

4.15 Дляводонасыщения (доувлажнения) образцов грунта и в качестве фильтрующейжидкости следует применять воду питьевого качества, если в задании неприведены указания по использованию дистиллированной воды, грунтовойводы с места отбора образца, а также водных вытяжек или химическихрастворов заданного состава.

4.16 Прииспользовании в качестве реактивов опасных (едких, токсичных) веществследует руководствоваться требованиями безопасности, изложенными внормативных документах на эти реактивы.

4.17 Результатылабораторных испытаний образцов грунта заносят в журналы испытаний,содержащие данные о месте отбора образцов (монолитов) грунта и другиенеобходимые характеристики грунта.

Страницы журналадолжны быть пронумерованы. Журнал должен быть подписан руководителемлаборатории и исполнителями.

5Подготовка образцов грунта для испытаний

5.1 Изготовлениеобразца дисперсного грунта ненарушенного сложения методом режущегокольца

5.1.1 Дляизготовления образца грунта применяют следующее оборудование иматериалы:

- режущее кольцо(цилиндрическая форма с режущим краем, рабочее кольцо прибора дляиспытаний);

- гладкиепластинки (стекло, металл и т.п.);

- винтовойпресс;

- насадка длявдавливания колец;

- выталкивательдля извлечения образца из кольца;

- штангенциркульпо ГОСТ 166;

- плоскаялопатка;

- нож с прямымлезвием;

- лабораторныевесы по ГОСТ 24104 с гирями по ГОСТ 7328.

5.1.2 Размерырежущего кольца выбирают в зависимости от метода испытаний иприменяемого оборудования.

5.1.3 Режущеекольцо перед употреблением должно быть проверено: при помещениикольца торцами на гладкую пластинку не должно быть видимых зазоровмежду краем кольца и пластинкой.

5.1.4 Образецгрунта изготавливают в следующем порядке:

- режущее кольцосмазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина иликонсистентной смазки;

- кольцо ставятрежущим краем на выровненную и зачищенную горизонтальную поверхностьмонолита грунта и винтовым прессом или вручную через насадку слегкавдавливают в грунт, обозначая границу образца для испытаний;

- грунт снаружикольца обрезают на глубину 5-10 мм ниже режущего края кольца,формируя столбик диаметром на 1-2 мм больше наружного диаметракольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимомнадвигают кольцо на столбик грунта, не допуская перекоса, до полногозаполнения кольца. Образование зазоров между грунтом и рабочимкольцом не допускается. В грунт (сыпучий или пластичный), из которогоне удается вырезать столбик, кольцо вдавливают и удаляют грунт вокругкольца;

- верхний торецобразца зачищают ножом вровень с краем кольца и накрывают пластинкой;

- подрезаютстолбик грунта на 10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его. Привдавливании кольца подхватывают его снизу плоской лопаткой;

- переворачиваюткольцо, зачищают другой торец образца вровень с краем кольца и такженакрывают пластинкой.

5.1.5 Принеобходимости образец извлекают из кольца с помощью выталкивателя,измеряют диаметр образца в трех поперечных сечениях и высоту не менеечем по трем образующим.

За начальнуювысоту и диаметр образца принимают их средние арифметическиезначения.

Образецвзвешивают.

5.1.6 Приизготовлении образцов мерзлого грунта ненарушенного сложенияпредварительно выпиливают из монолита заготовки в виде призм, размерыоснования и высота которых должны превышать требуемые размерыобразцов. Нарезанные заготовки подбирают в группы с идентичнойкриогенной текстурой.

Все операции поизготовлению образцов мерзлого грунта необходимо проводить вутепленных перчатках.

5.1.7Подготовленные образцы мерзлого грунта герметизируют (например,полиэтиленовой пленкой) и помещают в эксикатор, находящийся впомещении с отрицательной температурой воздуха. Дно эксикатора должнобыть покрыто льдом или снегом.

Образцы мерзлогогрунта допускается хранить не более 10 сут.

5.1.8Непосредственно перед испытанием образцы мерзлого грунта выдерживаютне менее 12 ч в установке для испытаний при температуре испытания.

5.2 Изготовлениеобразцов полускального грунта

Образцыполускального грунта изготавливают в форме круглых цилиндров илипрямоугольных параллелепипедов в соответствии с приложением Б.

5.3 Изготовлениеобразцов дисперсного грунта нарушенного сложения с заданнымизначениями плотности и влажности

Образцыдисперсного грунта нарушенного сложения с заданными значениямиплотности и влажности сухого грунта изготавливают в рабочих кольцахили разъемных формах в соответствии с приложением В.

5.4 Среднююпробу грунта для определения физических характеристик (кромевлажности), не требующих образцов ненарушенного сложения, отбираютметодом квартования.

При квартованииконус грунта разравнивают и делят взаимно перпендикулярными линиями,проходящими через центр, на четыре части. Две любые противоположныечетверти берут в пробу. Последовательным квартованием сокращают пробув два, четыре раза и т.д. до получения пробы соответствующей массы.

Из пробы могутбыть отобраны навески грунта в соответствии с методикой испытания.

6Требования к установкам для проведения испытаний,

приборами оборудованию

6.1 Установкидля проведения испытаний должны размещаться на жестком горизонтальномосновании, исключающем ударные и вибрационные воздействия на приборыи образцы грунта.

6.2 Механизмыдля нагружения образца грунта (рычажные, гидравлические,пневматические, электромеханические и др.) должны обеспечивать:

- центрированную(соосную) передачу нормальной нагрузки на образец грунта и еевертикальность;

- приложениекасательной нагрузки в строго фиксированной плоскости среза;

- возможностьнагружения образца грунта ступенями или непрерывно при заданнойпостоянной скорости деформирования образца;

- постоянстводавления на каждой ступени нагружения.

6.3 Устройствадля измерения деформаций образца грунта в процессе испытания (приборыдля автоматической записи деформаций, индикаторы часового типа ит.п.) должны обеспечивать погрешности измерений не более указанных в4.7.

6.4 Приборы дляиспытания грунтов необходимо тарировать не реже одного раза в год дляучета их собственных деформаций при определении деформаций образцагрунта.

6.5Измерительные приборы должны периодически подвергатьсяметрологическим поверкам и иметь ведомость поправок в пределахрабочего диапазона каждого прибора.

6.6 Частиустановок и приборы, соприкасающиеся с водой и грунтом, должны бытьизготовлены из коррозионностойких материалов.

ПриложениеА

(рекомендуемое)

Методылабораторных испытаний грунтов

ТаблицаА.1