Известные методы определения характеристик набухания грунта имеют ряд недостатков, снижающих их эффективность и ограничивающих их применение.
Так, метод определения относительной деформации набухания и давления набухания грунтов по одной кривой [1–2], заключающийся в том, что несколько образцов одного и того же грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости нагружают в компрессионных приборах разным давлением с выдерживанием до стабилизации деформации: первый образец нагружают давлением 0,0025 МПа, второй — 0,025 МПа, третий — 0,05 МПа, четвертый — 0,1 МПа, пятый — 0,2 МПа и т.д. до необходимого давления в соответствии с программой испытаний. Затем каждый из образцов грунта замачивают, выдерживают до стабилизации деформации и регистрируют полученные значения деформации набухания. По данным испытаний всех образцов грунта строят график зависимости деформации набухания от давления и определяют давление набухания как давление, при котором деформация набухания образца грунта равна нулю.
Недостатками известного метода являются:
— для испытаний необходимо использовать несколько образцов одного и того же грунта (не менее 6), а для их получения необходимо из горных выработок производить отбор больших монолитов, что повышает трудовые и материальные затраты на подготовку образцов грунта для испытания;
— необходимость длительного одновременного или последовательного использования нескольких компрессионных приборов;
— несоответствие нагружения образцов грунта ступенью давления с выдержкой до стабилизации деформации образцов нагружению грунтовых оснований при строительстве, при котором нагрузка увеличивается во времени более плавно;
— низкая точность и достоверность результатов определений;
— большая длительность и стоимость испытаний.
Другой известный метод определения относительного набухания грунтов по двум кривым [3], заключающийся в испытании в компрессионном приборе не менее двух образцов одного и того же грунта с известными значениями числа пластичности, природной влажности, влажности на границе текучести и коэффициента пористости. Первый образец грунта замачивают водой без нагрузки и выдерживают до стабилизации деформации набухания, затем нагружают ступенями давления по 0,1 МПа через 1 час до конечного значения, меньшего давления набухания, и выдерживают до стабилизации деформации. Второй образец грунта естественной влажности нагружают ступенями давления по 0,1 МПа через 1 час до того же конечного значения давления, что и первый, выдерживают до стабилизации деформации сжатия, а затем замачивают и выдерживают до стабилизации деформации набухания. Затем второй образец грунта разгружают аналогично нагружению до нулевого давления и выдерживают до стабилизации деформации. По данным испытаний двух образцов строят кривую зависимости деформации набухания от давления, расположенную между графиками сжатия первого и набухания второго образцов. Значение давления набухания определяют в отдельном опыте прямым методом на шести образцах.