Болдырев Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса

Монография. — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с. — ISBN 978-5-2282-0515-7.Рассмотрено поведение песчаных и глинистых грунтов в процессе их непрерывного деформирования. Описаны конструкции приборов, предназначенных для испытания грунтов с целью определения их механических свойств, в том числе и применяемые в настоящее время информационно-измерительные системы. Приведены отечественные и зарубежные методы испытаний грунтов. Даны рекомендации по использованию данных испытаний при решении различных задач геотехники и фундаментостроения. Показано влияние вида напряженного состояния на прочностные и деформационные параметры грунтов. Представлены результаты испытаний грунтов в приборах различной конструкции.
Для инженерно-технических работников изыскательских и проектных организаций, а также студентов и аспирантов вузов строительного профиля.Введение.
Зависимость между методами проектирования оснований зданий и сооружений и методами определения параметров грунтов.
Методы расчета оснований и используемые в них параметры механических свойств грунтов.
Основные требования СП 50-101-2004 и СП 11-105-97 к инженерно-геологическим изысканиям.
Прочность и деформируемость грунтов.
Основные понятия.
Условия прочности грунта.
Геометрическое представление напряженного состояния и инвариантов.
Условия прочности в инвариантах напряжений.
Траектории напряжений и их влияние на механические свойства грунтов.
Влияние вида напряженного состояния на прочностные свойства грунтов.
Поведение глинистого грунта в процессе деформирования.
Нормально уплотненная и переуплотненная глина.
Недренированная прочность глинистых грунтов.
Дренированная прочность глинистых грунтов.
Влияние происхождения глинистых грунтов на их свойства.
Анизотропия прочности грунтов.
Явление дилатансии в грунтах.
Локализация деформаций.
Механические испытания грунтов с целью определения их прочностных и деформационных свойств.
Выбор типа испытаний.
Эффект нарушения структуры при отборе образцов грунта.
Условия нагружения образцов грунта.
Классификация типов испытаний.
Траектории напряжений.
Влияние граничных условий на результаты испытаний.
Информационно-измерительные системы для испытаний грунтов в лабораторных условиях.
Измерительные системы для испытаний образцов грунтов.
Измерительные системы для термомеханических испытаний грунтов.
Измерительные системы для испытания грунтов при отрицательных температурах.
Измерительные системы для испытания не полностью водонасыщенных грунтов.
Испытания грунта в условиях невозможности бокового расширения.
Сжатие и консолидация грунта.
Приборы, применяемые при проведении компрессионных испытаний.
Процедура испытаний грунтов.
Испытания грунтов с целью определения параметров первичной консолидации.
Начальное напряженное состояние.
Определение давления предварительного уплотнения.
Определение механических свойств грунтов в компрессионном приборе с измерением боковых напряжений.
Компрессионные испытания с непрерывным нагружением.
Испытания с постоянной скоростью нагружения.
Испытания с контролируемым градиентом.
Компрессионные испытания сильно сжимаемых грунтов.
Определение параметров сжимаемости с использованием физических характеристик грунтов.
Испытания грунта в условиях прямого среза, простого сдвига и кольцевого среза.
Прочность грунта, определяемая из испытаний в условиях прямого среза и простого сдвига.
Испытания грунтов с целью определения параметров прочности в условиях прямого среза по методу ГОСТ 12248-96.
Процедура представления результатов испытаний.
Влияние скорости деформации на результаты испытаний.
Зависимость параметров прочности от условий нагружения образцов грунта при одноплоскостном срезе.
Испытания в условиях простого сдвига.
Приборы, применяемые при проведении испытаний в условиях прямого среза и простого сдвига.
Испытания в условиях кольцевого среза.
Испытания грунта в условиях осесимметричной деформации.
Общие положения.
Способы создания и управления напряжениями на границах образца.
Конструкции приборов для испытания образцов грунта в условиях осесимметричной деформации.
Определение скорости деформации в трехосных испытаниях.
Неконсолидированно-недренированные испытания.
Консолидированно-недренированные испытания.
Консолидированно-дренированные испытания.
Коррекция трехосных данных.
Коррекция площади поперечного сечения.
Коррекция, обусловленная сопротивлением резиновой оболочки.
Коррекция, обусловленная фильтровальной бумагой.
Вычисление площади поперечного сечения образца после консолидации.
Процедура проведения испытаний.
Водонасыщение.
Неконсолидированно-недренированные испытания.
Консолидированно-недренированные испытания.
Консолидированно-дренированные испытания.
Ошибки, влияющие на результаты испытаний.
Методика испытаний не полностью водонасыщенных грунтов.
Испытания грунта в условиях истинного трехосного сжатия.
Общие положения.
Устройства для испытания образцов грунта в условиях истинного трехосного сжатия.
Процедура испытаний.
Подготовка образцов нарушенной структуры.
Подготовка образцов песчаного грунта.
Результаты испытаний.
Испытания грунта на кручение.
Общие положения.
Устройства для испытания полых образцов.
Процедура испытаний.
Подготовка образца.
Величины, измеряемые в процессе испытаний.
Результаты испытаний.
Испытания грунта в условиях плоской деформации.
Общие положения.
Устройства, используемые для испытаний образцов грунта в условиях плоской деформации.
Результаты испытаний.
Испытания с целью исследования поведения грунта на границе «ГРУНТ – Конструкция».
Испытания на растяжение.
Общие положения.
Методы испытаний на растяжение.
Испытания грунта в условиях одноосного сжатия.
Общие положения.
Экспериментальные исследования глинистого грунта в условиях одноосного сжатия.
Процедура испытаний.
Грунты ненарушенной структуры.
Грунты с нарушенной структурой.
Испытания на одноосное сжатие скальных пород.
Методика обработки результатов испытаний.
Методы измерения деформаций и напряжений.
Общие положения.
Измерение радиальной и осевой деформации.
Измерение деформаций с использованием дифференциальных датчиков перемещения.
Измерение осевой и радиальной деформации с использованием тензодатчиков деформации.
Измерение радиальной и осевой деформации с использованием инклинометров и датчиков Холла.
Определение объемной деформации.
Измерение изменения объема образца грунта с использованием датчиков перемещения.
Измерение изменения объема образцов по объему воды, вытесненной из камеры давления.
Измерение изменения объема образцов с использованием контроллеров давление – объем.
Измерение изменения объема не полностью водонасыщенных образцов грунта.
Измерение порового давления.
Использование компьютерной томографии.
Измерения с использованием пьезокерамических датчиков.
Методы определения модулей деформации грунта.
Основные понятия.
Определение модулей деформации с использованием физических показателей грунтов.
Определение модуля деформации по результатам компрессионных иcпытаний.
Определение модулей деформации по результатам трехосных испытаний.
Анизотропия модуля упругости.
Определение модулей упругости статическим и динамическим методами при малых деформациях.
Методы определения недренированной и дренированной прочности связных грунтов.
Общие положения.
Испытания в условиях прямого среза.
Испытания в условиях одноосного сжатия.
Испытания в условиях трехосного сжатия.
Определение недренированной прочности связных грунтов.
Факторы, влияющие на недренированную прочность.
Корреляция между лабораторными и полевыми значениями недренированной прочности.
Определение недренированной прочности методами SHANSEP и рекомпрессии.
Определение дренированной прочности грунтов.
Выбор недренированных параметров прочности в полных напряжениях при проектировании оснований.
Выбор эффективных параметров прочности при проектировании.
Определение параметров прочности и деформируемости для решения некоторых задач геотехники.
Откосы, насыпи, выемки.
Фундаменты мелкого заложения.
Фундаменты глубокого заложения.
Подпорные стены.
Библиографический список.
Обозначения.