ISO 17892 Геотехнические исследования и испытания. Лабораторные испытания грунтов

Стандарт «ISO 17892 Геотехнические исследования и испытания — Лабораторные испытания грунта », опубликованный Международной организацией по стандартизации (ISO) , состоит из следующих подразделов, опубликованных под тем же названием:

• ISO 17892-1 Часть 1: Определение содержания воды описывает метод определения содержания воды в грунтах. Настоящий стандарт применим к лабораторному определению содержания воды (влажности) в образце грунта путем сушки в печи в контексте геотехнических исследований. Содержание воды является важным ориентиром для классификации природных грунтов и критерием контроля в повторно уплотненных грунтах и ​​измеряется в образцах, используемых в большинстве полевых и лабораторных испытаний. Метод сушки в печи является определяющим методом, используемым в обычной лабораторной практике. Практическая процедура определения содержания воды в грунте заключается в определении потери массы при сушке образца до постоянной массы в контролируемой сушильной печи при заданной температуре. Предполагается, что потеря массы обусловлена ​​свободной водой и относится к остаточной сухой массе твердых частиц. Настоящий стандарт соответствует требованиям к определению содержания воды в грунтах для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.
• Стандарт «ISO 17892-2 Часть 2: Определение плотности насыпного материала» описывает три метода определения плотности насыпного материала грунтов:
  • Линейный метод измерения: Этот метод подходит для определения плотности насыпного материала образцов почвы правильной формы, включая образцы, подготовленные для других испытаний. Образцы представляют собой прямоугольные призмы или цилиндры круглого сечения.
  • Метод погружения в жидкость: этот метод заключается в определении насыпной плотности образца естественного или уплотнённого грунта путём измерения его массы на воздухе и кажущейся массы во взвешенном состоянии в жидкости. Этот метод применим при наличии образцов материала подходящего размера.
  • Метод вытеснения жидкости: Этот метод заключается в определении насыпной плотности образца грунта путем измерения его массы на воздухе и массы жидкости, вытесненной при погружении. Этот метод применим при наличии образцов материала подходящего размера.

Настоящий стандарт применим к лабораторному определению плотности насыпного грунта в рамках геотехнических исследований.

Если используется метод погружения в жидкость или метод вытеснения жидкости и существует вероятность проникновения жидкости в образец (например, воды), перед испытанием образец следует накрыть, чтобы предотвратить проникновение жидкости. Плотность грунта полезна для определения зависимости напорного напряжения от глубины. При необходимости плотность сухого образца можно рассчитать, исходя из плотности насыпного давления и содержания воды, если они известны.

Настоящий стандарт соответствует требованиям по определению плотности насыпного грунта при геотехнических исследованиях и испытаниях в соответствии со стандартами EN 1997-1 и EN 1997-2.

• ISO 17892-3 Часть 3: Определение плотности частиц описывает методы определения плотности частиц грунтов. Этот стандарт применим к лабораторному определению плотности частиц грунта для геотехнических исследований и описывает два метода: метод пикнометра с вытеснением жидкости и метод пикнометра с вытеснением газа. Метод пикнометра с вытеснением жидкости, описанный в этом стандарте, применим к типам грунтов с размером частиц менее приблизительно 4 мм или к грунтам, измельченным для соответствия этому требованию. Для более крупных материалов используются пикнометры большего размера. Размер частиц грунтов, подходящих для испытания газовым пикнометром, ограничен размерами контейнера для образца конкретного используемого газового пикнометра. Этот стандарт соответствует требованиям к определению плотности частиц грунтов для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2. Присутствие растворенных солей в поровой воде может повлиять на результаты этих испытаний. Существуют методы компенсации растворенных солей, но они выходят за рамки настоящего стандарта.
• ISO 17892-4 Часть 4: Определение распределения размеров частиц описывает метод определения распределения размеров частиц в почвах. Этот стандарт применим к лабораторному определению распределения размеров частиц в образце почвы для геотехнических исследований путем просеивания, седиментации или комбинации этих методов. Распределение размеров частиц является одним из важнейших физических свойств почвы. Классификация почв в первую очередь основана на распределении размеров частиц. Многие геотехнические и геогидрологические свойства почвы связаны с распределением размеров частиц. Распределение размеров частиц дает описание почвы, основанное на разделении размеров частиц на отдельные классы. Размер каждого класса может быть определен просеиванием или седиментацией. Крупнозернистые почвы обычно проверяются просеиванием, но мелкозернистые и смешанные почвы часто проверяются комбинацией просеивания и седиментации, в зависимости от состава почвы. Описанный метод просеивания применим ко всем несцементированным грунтам с размером частиц менее 125 мм. Описаны два метода седиментации: метод ареометра и метод пипетки. Настоящий стандарт соответствует требованиям к испытаниям на распределение размеров частиц в соответствии с EN 1997-2.
• Стандарт «ISO 17892-5 Часть 5: Испытание на одометре с возрастающей нагрузкой» описывает методы определения сжимаемости грунтов путем возрастающей нагрузки в одометре. Этот стандарт применим к лабораторному определению компрессионных и деформационных свойств грунтов в контексте геотехнических исследований. Испытание на одометре проводится на цилиндрическом образце, ограниченном по бокам жестким кольцом. Образец подвергается дискретному возрастанию вертикальной осевой нагрузки или разгрузки и разгружается в осевом направлении с верхней и нижней поверхностей. Испытания могут проводиться на неповрежденных, повторно формованных, повторно уплотненных или восстановленных образцах. Пути напряжений и условия дренажа в фундаментах, как правило, трехмерны, и могут возникать вариации в расчетных значениях как величины, так и коэффициента осадки конуса. Небольшой размер образца часто неадекватно отражает текстурные характеристики природных грунтов. Анализ испытаний на консолидацию часто основан на предположении, что грунт насыщен. В ненасыщенных грунтах некоторые из полученных параметров могут оказаться непригодными. Настоящий стандарт соответствует требованиям к определению сжимаемости грунтов в одометре для геотехнических исследований и испытаний в соответствии со стандартами EN 1997-1 и EN 1997-2.
• Стандарт ISO 17892-6 Часть 6: Испытание падающим конусом описывает метод определения индекса прочности на недренированный сдвиг как неповрежденных, так и преобразованных образцов мелкозернистых грунтов с использованием метода падающего конуса. Настоящий стандарт применим к лабораторной оценке предела прочности на недренированный сдвиг образцов грунта в геотехнических исследованиях. При испытании падающим конусом конус падает вершиной в сторону образца грунта, и измеряется глубина проникновения конуса в грунт. Значения глубины проникновения используются для оценки предела прочности на недренированный сдвиг.

Испытание падающим конусом создает сложный сдвиг в испытуемом образце и не является репрезентативным ни для вертикального трехосного сжатия, ни для испытания на горизонтальный сдвиг. Однако это индексное испытание можно коррелировать с некоторыми оценками предела прочности на недренированный сдвиг, определенными другими методами лабораторных испытаний. Поскольку испытание проводится на небольшом лабораторном образце, результаты могут не согласовываться с лабораторными испытаниями, проведенными на более крупных образцах. Кроме того, испытуемый образец может не в полной мере представлять почву в ее естественном состоянии в полевых условиях; например, испытуемый образец может не иметь трещин in situ, расположенных дальше, чем размер образца. Поэтому испытание можно считать оценкой недренированного предела прочности на сдвиг, а не истинным измерением. Отношение восстановленной прочности на сдвиг к исходной прочности на сдвиг может быть использовано для оценки восприимчивости образца грунта. Измерение предела прочности на сдвиг с течением времени может быть использовано для оценки восстановления тиксотропной прочности восстановленного образца грунта. Настоящий документ соответствует требованиям к испытаниям на прочность грунтов для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.

• ISO 17892-7 Часть 7: Испытание на неограниченное сжатие описывает метод испытания на неограниченное сжатие. Этот стандарт применим к определению прочности на неограниченное сжатие однородного образца грунта, который был не нарушен, повторно уплотнен, повторно отформован или восстановлен под сжимающей нагрузкой в ​​контексте геотехнических исследований. Этот метод испытаний полезен для оценки прочности грунта на сдвиг без дренажа. Следует отметить, что дренаж во время этого испытания не препятствуется. Поэтому расчетное значение прочности на сдвиг без дренажа справедливо только для грунтов с низкой проницаемостью, которые ведут себя недостаточно дренированными во время испытания. Этот стандарт соответствует требованиям к испытаниям на неограниченное давление для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.
• ISO 17892-8 Часть 8: Испытания на трехосное сжатие неконсолидированных, недренированных грунтов описывает метод испытаний на трехосное сжатие неконсолидированных, недренированных грунтов. Этот стандарт применим к лабораторному определению предела прочности на трехосный сдвиг недренированных грунтов при сжатии в контексте геотехнических исследований. Цилиндрический образец, который может включать в себя неповрежденный, повторно уплотненный, повторно формованный или восстановленный грунт, подвергается изотропному растяжению в недренированных условиях, а затем сдвигу в недренированных условиях. Испытание позволяет определить прочность на сдвиг и зависимость напряжение-деформация в терминах полных напряжений. Нестандартные процедуры, такие как испытания с измерением порового давления или испытания с фильтрационным дренажем, не охватываются настоящим стандартом. Настоящий стандарт соответствует требованиям к испытаниям на трехосное сжатие неконсолидированных, недренированных грунтов для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.
• Стандарт «ISO 17892-9 Часть 9: Испытания на консолидированное трехосное сжатие водонасыщенных грунтов» описывает метод испытаний на консолидированное трехосное сжатие водонасыщенных грунтов. Этот стандарт применим к лабораторному определению предела прочности на трехосный сдвиг при сжатии в рамках геотехнических исследований. Цилиндрический образец, состоящий из неповрежденного, повторно уплотненного, повторно формованного или восстановленного грунта, подвергается воздействию изотропного или анизотропного напряжения в условиях дренирования, а затем сдвигу в условиях без дренирования или с дренированием. Испытание позволяет определить прочность на сдвиг, зависимость напряжения от деформации и эффективные пути напряжений. Все напряжения и деформации при сжатии выражаются положительными числовыми значениями.

Настоящий стандарт предусматривает проведение одного испытания для одного образца. Для определения параметров прочности на сдвиг в ходе этих испытаний требуется не менее трёх взаимосвязанных испытательных наборов. Процедуры оценки результатов приведены в приложении к стандарту (Приложение B), а при необходимости параметры прочности на сдвиг включаются в отчёт.

Следующие специальные процедуры не полностью охвачены настоящей процедурой:

• Испытания со смазанными наконечниками
• Многоэтапные тесты
• Испытания на консолидацию при нулевом боковом напряжении
• Испытания с локальным измерением напряжения или локальным измерением порового давления
• Испытания без резиновых мембран
• Расширенные тесты
• Испытания на сдвиг с изменением давления в ячейках

Однако эти специальные испытания могут ссылаться на общие процедуры, описанные в настоящем стандарте. Настоящий стандарт устанавливает требования к испытаниям на консолидированное трехосное сжатие для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.

• В стандарте ISO 17892-10, Часть 10: Испытания на прямой сдвиг, описаны два лабораторных метода определения эффективной прочности на сдвиг грунтов в консолидированных дренированных условиях с использованием сдвиговой коробки или кольцевого сдвигового устройства. Настоящий стандарт применим к лабораторному определению параметров эффективной прочности на сдвиг грунтов, подвергающихся прямому сдвигу, в рамках геотехнических исследований. Испытания, описанные в настоящем стандарте, проводятся для ненарушенных, повторно формованных, повторно уплотненных или восстановленных грунтов. В методике описаны требования к определению прочности на сдвиг образца под действием единичного вертикального (нормального) напряжения.

Как правило, три или более одинаковых образца грунта готовятся к сдвигу под тремя или более различными вертикальными давлениями для определения параметров прочности на сдвиг в соответствии с Приложением B. Конкретные процедуры подготовки и испытания образцов, такие как испытания с последовательным нагружением и предварительным сдвигом, а также испытания на границах раздела между грунтами и другими материалами, не рассматриваются в процедурах настоящего стандарта. Настоящий стандарт соответствует требованиям к определению прочности на сдвиг в дренированном состоянии грунтов при прямом сдвиге для геотехнических исследований и испытаний в соответствии с EN 1997-1 и EN 1997-2.

• Стандарт ISO 17892-11 Часть 11: Испытания на проницаемость описывает методы лабораторного определения водопроницаемости грунтов. Этот стандарт применим к лабораторному определению коэффициентов проницаемости грунтов в рамках геотехнических исследований. Настоящий стандарт соответствует требованиям к лабораторному определению коэффициентов проницаемости грунтов для геотехнических исследований и испытаний в соответствии со стандартами EN 1997-1 и EN 1997-2.
• ISO 17892-12 Часть 12: Определение пределов текучести и пластичности описывает методы определения пределов текучести и пластичности грунта. Они включают два предела Аттерберга для грунтов. Предел текучести — это содержание воды, при котором грунт переходит из жидкого в пластичное состояние. В этом стандарте описывается определение предела текучести естественного образца грунта или образца грунта, из которого был удален материал размером более приблизительно 0,4 мм. В этом стандарте описываются два метода: метод падающего конуса и метод Касагранде. Метод падающего конуса в этом стандарте не следует путать с методом, описанным в ISO 17892-6. Предел пластичности грунта — это содержание воды, при котором грунт перестает быть пластичным при дальнейшем высыхании. Определение предела пластичности обычно проводится совместно с определением предела текучести. Признается, что результаты испытаний зависят от суждения оператора, и что может иметь место некоторая вариабельность результатов.
• Стандарт «ISO 17892-13 Часть 13: Испытание грунтов, твердых грунтов и мягких пород на набухание. Методика испытаний с одним образцом» описывает методы определения свойств набухания мягких пород или твердых грунтов в оэдометрической ячейке, т.е. ограниченной боковой деформации под действием осевой нагрузки. Настоящий стандарт применим к лабораторному определению давления и напряжения набухания в рамках геотехнических исследований. Результаты испытаний на набухание используются для проектирования крепей и обделок из скальных и грунтовых пород при выемке грунта и прокладке тоннелей в набухших породах с целью предотвращения крупных незапланированных разрушений, вызванных набуханием. Испытание на набухание проводится на неповрежденном цилиндрическом образце. Образец сначала нагружается до напряженного состояния в сухом состоянии, затем разгружается и снова нагружается до ожидаемого расчетного напряжения. Образец погружается в условия постоянного напряжения, а затем разгружается.

Наша организация, которая уже много лет оказывает поддержку предприятиям всех отраслей, предлагая широкий спектр услуг по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, располагает сильной командой сотрудников, которые внимательно следят за мировыми достижениями в области науки и технологий и постоянно совершенствуются. В связи с этим мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом ISO 17892 «Геотехнические исследования и испытания – Лабораторные испытания грунтов».