Сложное напряженное состояние грунта с помощью компрессионных испытаний оценить невозможно. В этом случае для определения напряженно-деформированного состояния (НДС) образца в массиве используют трехосное сжатие в стабилометре.
Испытание грунта в стабилометре (рис. 5.7) производится следующим образом: на поверхность фунтового образца 7, боковая поверхность которого закрыта тонкой резиновой оболочкой 2, могут действовать нормальные напряжения. Напряжения по боковой поверхности цилиндра создаются за счет давления в рабочей камере 3 прибора, заполненной жидкостью (вода, глицерин) или газом. Напряжения по торцам цилиндра создаются либо давлением жидкости, либо передачей усилия F через шток 4 на штамп 5.
Рис. 5.7. Схема рабочей камеры стабилометра (а) и цилиндрический образец грунта в трехосном приборе (б)
Процесс испытания в трехосном приборе обычно состоит в изменении по заданной программе напряжений σ1 и σ2 = σ3 посредством увеличения или уменьшения давления в рабочей камере и усилия в штоке. При этом измеряются вертикальное сжатие и увеличение диаметра (рис. 5.7,б).
В стабилометрах можно создавать широкий диапазон видов НДС грунта, например, при постоянном боковом сжатии, т.е. σ2 = σ3 и возрастании σ1 наблюдается, как и в случае одноосного сжатия (см. рис. 5.1,б), развитие продольных деформаций (рис. 5.8, кривая 7); при всестороннем сжатии σ1 = σ2 = σ3 как и в случае компрессионного испытания, наблюдается затухание деформации (рис. 5.8, кривая 2).
Оценка сжимаемости грунтов в стабилометрах производится по объемной деформации грунта
(5.8)
где ∆V— изменение объема образца,
V— его начальный объем.
Рис. 5.8. Графики изменения деформаций от напряжений
Тогда относительную объемную деформацию грунта можно записать как
εv = εx + εy + εz (5.9)
При компрессионных испытаниях (5.9) имеет вид εv = εz , так как εx= εy= 0.
