Приложение Н (рекомендуемое). Определение коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации

Приложение Н

(рекомендуемое)

Определение коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации

1. Для определения коэффициента фильтрационной консолидации кривую консолидации (п. 2 настоящего приложения) следует обработать методом "квадратного корня из времени", а при одновременном определении коэффициентов фильтрационной и вторичной (за счет ползучести грунта) консолидации - логарифмическим методом.

На кривой консолидации выделяют участки фильтрационной и вторичной консолидации, а для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности - еще участок дофильтрационной консолидации.

2. Для определения коэффициента фильтрационной консолидации методом "квадратного корня из времени" по результатам испытаний грунта под постоянным давлением на основании записей в журнале испытаний грунта (приложение А) строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация за ступень давления (ордината) - корень квадратный из времени в минутах (абсцисса) (рисунок H.1).

К начальному участку кривой проводят касательную аb и из точки пересечения касательной с осью ординат проводят вторую прямую ас, абсциссы которой равны 1,15 соответствующих абсцисс прямой аb.

По пересечению прямой ас с экспериментальной кривой определяют время , соответствующее степени консолидации 0,90.

3. Коэффициент фильтрационной консолидации , , вычисляют по формуле

, (Н.1)

где - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,90, равный 0,848;

h - высота образца (средняя между начальной высотой и высотой после завершения опыта на консолидацию), см. При двухсторонней фильтрации принимается высота, равная h/2;

t - время, мин.

4. Для определения и логарифмическим методом строят кривую консолидации в координатах: относительная деформация эпсилон (ордината) - логарифм времени lg t (абсцисса) (рисунок Н.2).

5. По кривой следует найти деформацию, соответствующую 100%-ному первичному сжатию при заданной нагрузке. Для этого проводят касательную к конечному участку кривой .

Затем проводят касательную к самой крутой части кривой. Точка пересечения этих касательных соответствует 100%-ному первичному сжатию грунта.

Сжатие, следующее за 100%-ным первичным сжатием, определяется как вторичное сжатие за счет деформаций ползучести.

6. На кривой следует найти значение относительной деформации, соответствующее нулевому первичному сжатию.

Для этого в начальной части кривой выбирают точки с абсциссами 0,1 и 0,4. Разность ординат данных точек, отложенная выше начальной точки графика, определит приведенный нуль .

7. Для определения коэффициента фильтрационной консолидации логарифмическим методом для заданного давления определяют время, требуемое для 50%-ного первичного сжатия. Для этого вычисляют деформацию, соответствующую 50%-ному первичному сжатию, равную среднему арифметическому между деформациями, соответствующими нулевому и 100%-ному сжатию .

Время, требующееся для 50%-ного первичного сжатия заданным давлением, находят графически по зависимости .

Коэффициент фильтрационной консолидации , , вычисляют по формуле

, (Н.2)

где - коэффициент (фактор времени), соответствующий степени консолидации 0,50, равный 0,197;

h - то же, что и в (Н.1);

- время, соответствующее 50%-ному первичному сжатию, мин.

8. Коэффициент вторичной консолидации (безразмерная величина) определяют по тангенсу угла между прямой, параллельной оси абсцисс, и прямолинейным отрезком кривой на участке вторичной консолидации (рисунок Н.3) по формуле

, (Н.3)

где и - значения деформации образца на участке вторичной консолидации;

и - время, соответствующее деформация и , мин.

9. Для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности кривая консолидации в зависимости от свойств грунтов может иметь три участка (кривая а) или два (кривая б): дофильтрационной консолидации, фильтрационной консолидации и консолидации ползучести (рисунок Н.4).

Коэффициент дофильтрационной консолидации вычисляют по тангенсу угла наклона касательной к первому участку кривой , окончание которого определяется пересечением касательных к первому и второму участкам кривой по формуле

. (Н.4)

Коэффициент фильтрационной консолидации вычисляют по формуле (Н.2), где . (Н.5)

Коэффициент вторичной консолидации вычисляют по формулам:

- для кривой а ; (Н.6)

- для кривой б ; (Н.7)

Графики кривых консолидации грунта

График обработки кривой консолидации методом "корень квадратный из времени"

Масштаб графика:	по горизонтали 10 мм - 1 мин для времени ;
	по веритикали 10 мм - 0,01 для .

График обработки кривой консолидации логарифмическим методом

Масштаб графика:	по горизонтали - время откладывается на логарифмической шкале;
	по веритикали 10 мм - 0,01 для .

График зависимости относительной деформации от логарифма времени (lg t) для определения вторичной консолидации

Масштаб графика:	по горизонтали - время откладывается на логарифмической шкале;
	по вертикали 20 мм - 0,01 для .

График зависимости относительной деформации от логарифма времени (lg t) для определения параметров консолидации для насыпных грунтов с заданными значениями влажности и плотности