Компрессионные испытания грунтов по ГОСТ 12248.4-2020

Компрессионные испытания грунтов выполняют для лабораторного определения характеристик деформируемости дисперсных грунтов. Действующий документ — ГОСТ 12248.4-2020 «Грунты. Определение характеристик деформируемости методом компрессионного сжатия».

Стандарт действует с 1 июня 2021 года и заменил ГОСТ 12248-2010 в части подраздела 5.4. Метод выполняют в одометре, исключающем боковое расширение образца при вертикальном нагружении.

Нагружение и окончание ступени

При стандартном компрессионном испытании первую ступень давления для песков назначают по коэффициенту пористости e (таблица 1), для глинистых грунтов — по показателю текучести I_L (таблица 2). Последующие ступени по п. 8.2 принимают удвоением предыдущей, а общее число ступеней по п. 8.3 должно быть не менее пяти. Программой исследований могут быть обоснованы иные ступени давления.

Критерий окончания ступени зависит от состояния грунта. При условной стабилизации приращение деформации должно быть не более 0,05% за время из таблицы 3: для песков 0,5 ч; супесей 3 ч; суглинков 6 или 12 ч в зависимости от I_p; глин 12 или 18 ч; органоминеральных и органических грунтов 24 ч. Для крупнообломочных грунтов время принимают по составу заполнителя.

Для водонасыщенных глинистых, органоминеральных и органических грунтов п. 8.5 устанавливает окончание уплотнения по завершению 100%-ной фильтрационной консолидации t₁₀₀, определяемой по кривой деформация–время. При этом примечание к п. 8.5 допускает принимать критерий условной стабилизации 0,05% за время таблицы 3. Для глинистых, органоминеральных и органических грунтов с S_r < 0,8, а также для несвязных грунтов п. 8.6 предусматривает условную стабилизацию по тому же пределу 0,05% за нормативное время.

Какие характеристики определяют

По ГОСТ 12248.4-2020 компрессионные испытания применяют для определения коэффициента сжимаемости m₀, секущего одометрического модуля деформации E_oed, касательного одометрического модуля деформации E^k_oed и модуля повторного нагружения E_ur. Консолидационные испытания по этому же стандарту используют для определения коэффициентов фильтрационной и вторичной консолидации.

Коэффициент сжимаемости на интервале двух соседних ступеней вычисляют:

m₀ = (e_i − e_i+1) / (σ_i+1 − σ_i).

Секущий одометрический модуль в заданном интервале давлений:

E_oed = Δσ / Δε = (1 + e₀) / m₀.

Касательный одометрический модуль в точке природного вертикального эффективного напряжения определяют по касательной к компрессионной кривой:

E^k_oed = σ′_zg / (ε_zg − ε_A).

Почему это не тот же модуль, что по штампу

E_oed характеризует деформирование образца при невозможности бокового расширения. При трехосном испытании и при полевом штамповом опыте схема напряженного состояния другая. Поэтому результаты разных методов нужно указывать вместе с названием метода, а не объединять в одно значение без обоснования.

Для трехосного сжатия действует ГОСТ 12248.3-2020, для штампового испытания — ГОСТ 20276.1-2020.

Для отдельного расчета формул можно использовать калькулятор одометрического модуля деформации. Для серии ступеней подготовлен калькулятор обработки компрессионного испытания: он строит кривую ε=f(σ) или e=f(σ) и рассчитывает E_oed и m₀ по выбранному интервалу.

Статья актуальна на 2026 год.