Характеристики скальных грунтов

2.14. Нормативные значения предела прочности отдельности скального грунта на одноосное сжатие R_{t, n} и одноосное растяжение R_{c, n}, а также предела прочности массива скального грунта на смятие R_{cs, m, n} одноосное растяжение R_{t, m, n} и одноосное сжатие R_{c, m, n} следует определять как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных в отдельных испытаниях.

Методы проведения испытаний и обработки результатов для получения частных значений характеристики R_{cs, m} приведены в рекомендуемом приложении 4.

Частные значения характеристик R_с и R_t рекомендуется определять соответственно методами одноосного сжатия и растяжения образцов отдельностей в лабораторных условиях.

Частные значения характеристик R_{c, m} и R_{t, m} следует, как правило, определять экспериментально в полевых условиях. Испытания для определения R_{c, m} рекомендуется проводить методом одноосного сжатия скальных целиков, а для определения R_{t, m} – методом отрыва бетонных штампов или скальных целиков по контакту бетон – скала, по массиву или трещинам в условиях одноосного растяжения.

Расчетные значения характеристик прочности и следует определять по формуле (1). При этом коэффициент надежности по грунту для характеристики R_II необходимо принимать = 1, а для характеристики R_I он должен определяться в соответствии с требованиями ГОСТ 20522–75 при односторонней доверительной вероятности = 0, 95.

При обосновании расчетные значения в направлениях, не совпадающих с нормалями к плоскостям трещин, допускается принимать по табл. 4, а в направлениях, совпадающих с нормалями к плоскостям сплошных трещин, принимать равными нулю.

2.15. Нормативные значения характеристик tg и с_n массивов скальных грунтов следует определять для всех потенциально опасных расчетных поверхностей или элементарных площадок сдвига по результатам полевых или лабораторных (в том числе модельных) испытаний, проводимых методом среза (сдвига) бетонных штампов или скальных целиков.

Испытания указанными методами и определение по их результатам нормативных значений характеристик tg и с_n следует производить для условий, соответствующих всем расчетным случаям в периоды строительства и эксплуатации сооружения.

Нормативные значения характеристик tg и с_n должны определяться в соответствии с обязательным приложением 2.

2.16. Расчетные значения характеристик tg и с_I скальных грунтов следует вычислять по формуле (1). При этом коэффициенты надежности по грунту следует устанавливать в соответствии с обязательным приложением 2 при односторонней доверительной вероятности = 0, 95. Если полученное при этом значение будет более 1, 25 или менее 1, 05, то его следует принимать соответственно равным 1, 25 или 1, 05.

Расчетные значения характеристик tg и с_II следует принимать равными нормативным.

Примечания: 1. Для определения расчетных значений характеристик tg и с_I порезультатам испытаний при обосновании можно использовать метод линейной аппроксимации нижней доверительной границы зависимости между нормальными и предельными касательными напряжениями, полученной при = 0, 95 с использованием усеченного распределения измеренных величин.

2. При определении расчетных характеристик tg и с_{I, II} по экспериментальным данным необходимо учитывать возможное несоответствие между условиями проведения испытаний и натурными условиями.

3. Для оснований сооружений III и IV классов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадии технико-экономического обоснования строительства расчетные значения характеристик tg и с_{I, II} при обосновании допускается принимать по табл. 4 (с использованием аналогов, корреляционных связей и т.д.). Значения tg и с_{I, II} для оснований сооружений I и II классов на стадиях проекта и рабочей документации также при обосновании допускается принимать по табл. 4, если расчеты с использованием этих характеристик не определяют габариты сооружений.

2.17. Нормативные значения характеристик деформируемости массивов скальных грунтов (модуля деформации Е_n, коэффициента поперечной деформации , скоростей распространения продольных и поперечных волн и др.) следует определять как средние арифметические частных значений этих характеристик, полученных для данного инженерно–геологического элемента в отдельных испытаниях. Нормативные значения Е_n и допускается также определять исходя из корреляционной зависимости между статической (Е_n) и динамической( или ) характеристиками, установленной при сопоставлении частных сопряженных значений этих характеристик, полученных в одних и тех же точках массива, расположенных в разных инженерно–геологических элементах исследуемого основания. При этом испытания для получения частных значений Е_n и должны проводиться методами статического нагружения массива скального грунта, а для получения частных значений или – динамическими (сейсмоакустическими или ультразвуковыми) методами.

Для оснований сооружений III и IV классов, а также для оснований сооружений I и II классов на стадии технико-экономического обоснования строительства при определении нормативных значений Е_n корреляционную зависимость с динамическими характеристиками допускается при обосновании принимать на основе обобщения данных испытаний для аналогичных инженерно–геологических условий.

2.18. Расчетные значения модуля деформации Е, если они используются в расчетах местной прочности основания, должны определяться по формуле (1). При этом коэффициент надежности по грунту , если нормативное значение Е_n установлено как среднее арифметическое частных значений, должен определяться в соответствии с требованиями ГОСТ 20522–75 при односторонней доверительной вероятности = 0, 85. Из полученных двух значений должно приниматься меньшее. Если значение Е_n установлено по корреляционным зависимостям с динамическими показателями, следует принимать = 0, 8.

Расчетные значения Е, если они используются в расчетах устойчивости, в расчетах основания по деформациям и в расчетах прочности сооружения, следует принимать равными нормативным.

При обосновании расчетные значения модуля деформации скальных массивов Е допускается определять на основе аналоговых корреляционных связей этой характеристики с характеристиками других свойств – водопроницаемостью, воздухопроницаемостью и др. При этом характеристики других свойств должны быть установлены по результатам испытаний в изучаемом скальном массиве.

Расчетные значения коэффициента поперечной деформации v следует принимать равными нормативным.

При обосновании расчетные значения v массивов скального грунта допускается определять по аналогам.

2.19. Нормативные значения коэффициента фильтрации k_n и удельного водопоглощения q_n следует определять как средние арифметические значений результатов, полученных при испытаниях, выполненных одинаковым методом в соответствии с ГОСТ 23278–78. В сложных гидрогеологических условиях (резко выраженная анизотропия фильтрационных свойств, карст, неопределенность граничных условий и др.) нормативное значение k_n следует определять по результатам испытаний в кусте скважин.

Испытания по определению k_n и q_n необходимо проводить с учетом напряженного состояния грунта в изучаемой зоне основания.

Расчетные значения коэффициента фильтрации k и удельного водопоглощения q следует принимать равными нормативным.

2.20. Нормативные значения критической скорости движения воды в трещинах (прослойках, тектонических зонах дробления) , как правило, следует определять по результатам суффозионных испытаний заполнителя трещин (прослоек, зон дробления).

Расчетные значения следует принимать равными нормативным.

Для оснований сооружений III и IV классов, а при обосновании – и для оснований сооружений I и II классов расчетные значения допускается определять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин, вязкости фильтрующейся воды и физико-механических характеристик заполнителя трещин.

Расчетные значения (равные нормативным) критического градиента напора фильтрационного потока в направлении простирания рассматриваемой системы трещин следует определять расчетом в зависимости от геометрических характеристик трещин, вязкости воды и физико-механических характеристик заполнителя трещин.

2.21. Нормативные и расчетные значения коэффициентов упругой и гравитационной водоотдачи и следует определять в соответствии с п. 2.13 только по результатам испытаний в натурных условиях.

Таблица 4

Кате-гория гру-нта	Грунты основания	Расчетные значения характеристик tg и скальных грунтов для расчетов	Расчет-ные значения предела прочности на одно-осное растя-жение массивов скальных грунтов , МПа (кгс/см2)
местной прочности по площадкам сдвига, не приуроченным к трещинам в массиве и к контакту бетон– скала	устойчивости, физического моделирова-ния и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига, приуроченных к контакту бетон–скала; расчетов устойчивости по поверхностям сдвига, не приуроченным к трещинам в массиве	Устойчивости, физического моделирования и расчетов местной прочности для поверхностей и площадок сдвига в массиве, приуроченных к трещинам, заполненным песчаным и глинистым грунтом, с шириной их раскрытия, мм
Менее 2 (в том числе сомкнутые)	От 2 до 20	Св.20
Преимущественно с песчаным заполнителем	Преимущественно с глинистым заполнителем
		См. *4	См. *5	См. *6	См. *7	См. *6	См. *7	См. *6	См. *7	См. *6	См. *7	См. *6	См. *7
	Скальные (массивные, крупно-блочные, слоистые, плитчатые, очень слабо – и слабо-трещиноватые, невыветрелые) с > 50 МПа (500 кгс/см2)	1, 8	2, 0 (20)	0, 95	0, 4 (4, 0)	0, 8	0, 15 (1, 5)	0, 70	0, 1 (1, 0)	0, 6	0, 1 (1, 0)	0, 55	0, 05 (0, 5)	-0, 25 (-2, 5)
	Скальные (массивные, крупноблоч-ные, блочные, слоистые, плитчатые, среднетрещи-новатые, слабовыветре-лые) с > 50 МПа (500 кгс/см2)	1, 5	1, 7 (17)	0, 85	0, 3 (3, 0)	0, 8	0, 15 (1, 5)	0, 70	0, 1 (1, 0)	0, 6	0, 1 (1, 0)	0, 55	0, 5 (5, 0)	-0, 17 (-1, 7)
	Скальные (массивные, крупноблоч-ные, блочные, слоистые, плитчатые, сильно– и очень сильнотрещиноватые) с Rc= 15–50 МПа (150–500 кгс/см2); скальные (слабовыветрелые, слаботрещиноватые) с Rc = 5–15 Мпа (50-150кгс/см2)	1, 3	1, 0 (10)	0, 80	0, 2 (2, 0)	0, 7	0, 1 (1, 0)	0, 65	0, 05 (0, 5)	0, 55	0, 05 (0, 5)	0, 45	0, 02 (0, 2)	-0, 10 (-1, 0)
	Полускальные (плитчатые, тонко-плитчатые, средне–, сильно– и очень сильнотрещиноватые с Rc < 5 Мпа (50 кгс/см2)	1, 0	0, 3 (3, 0)	0, 75	0, 15 (1, 5)	0, 65	0, 05 (0, 5)	0, 56	0, 03 (0, 3)	0, 50	0, 03 (0, 3)	0, 45	0, 02 (0, 2)	-0, 05 (-0, 5)
*Rc – нормативные значения прочности отдельностей на одноосное сжатие. Примечания: 1.В графах 5–14 следует принимать = 1, 25. 2. Для поверхностей сдвига, приуроченных к прерывистым и кулисообразным трещинам, приведенные в графах 7–14 значения характеристик необходимо умножить на 1, 1 а характеристик – на 1, 2. 3. Приведенные в табл. 4 характеристики соответствуют водонасыщенному состоянию массива грунта. 4. 5. сII, Мпа(кгс/см2) 6. 7. , Мпа(кгс/см2)

2.22. Массивы скальных грунтов по степени трещиноватости, водопроницаемости, деформируемости, выветрелости, по нарушению сплошности и показателю качества RQD характеризуются данными, приведенными в рекомендуемом приложении 1.

2.23. По деформируемости и прочности в различных направлениях массивы скальных грунтов следует считать изотропными при коэффициенте анизотропии не более 1, 5 и анизотропными при коэффициенте анизотропии более 1, 5. Под коэффициентом анизотропии понимается отношение большего значения характеристики к меньшему в двух заданных направлениях.