Рис. 1. Схема (а) и результаты (б) полевых испытаний грунта на сжатие.
Схема опыта показана на рис. 1, а. На дно шурфа или скважины 1 устанавливается плотно притертый к основанию штамп 2, соединенный стойкой 3 с нагрузочной платформой 4. К платформе прикладывается возрастающая ступенями нагрузка 5 ( в производственных условиях часто создается фундаментными блоками). Зная давление
, создаваемое в основании штампа нагрузкой, и измеряя стабилизированную осадку 
от каждой ступени, можно построить опытную зависимость 
, показанную на рис. 1,б. Начальный участок этой кривой соответствует модели линейного деформирования грунта. Тогда модуль деформации грунта определяется по формуле: 
, (1)где
- коэффициент, зависящий от формы жесткого штампа и принимаемый для круглого штампа равным 0,78; для квадратного – 0,88; 
- ширина или диаметр штампа; 
- коэффициент Пуассона грунта; 
, 
- давление и осадка штампа в пределах линейной зависимости кривой на рис. 1,б.Модуль деформации изотропных грунтов можно определять с помощью прессиометра. В результате испытаний получают график зависимости приращения радиуса скважины от давления на ее стенки. Модуль деформации определяют на линейный участок и вычисляют по формуле:
, где 
- коэффициент, принимаемый равным 3 при глубине 
, 2 при глубине 
и 1,5 при глубине 
; 
- начальный радиус скважины; 
- приращение радиуса, соответствующее 
.Определение прочностных характеристик в полевых условиях
Испытания проводятся в шурфах, котлованах и других выработках. Для получения характеристик
и 
определяют сопротивление срезу не менее чем трех целиков при различных вертикальных нагрузках. Схемы испытаний принимаются те же, что и в лабораторных условиях. Значения и находят на основе построения зависимости сопротивления срезу грунта 
от нормального напряжения 
. 
Рис. 2. Схемы испытаний грунта в скважинах на срез.
а) – кольцевой; б) – поступательный; в) – вращательный крыльчаткой:
1 – лопасти; 2 - распорные штампы; 3 - скважины; 4 – штанги; 5 – устройства для создания и измерения усилия.
Полевое определение характеристик
и в стенах буровой скважины проводится методами кольцевого и поступательного среза. Схемы испытаний приведены на рис. 2. Эти методы применяются для испытаний грунтов на глубинах до 10 м (кольцевой срез) и до 20 м (поступательный срез). В методе кольцевого среза используется распорный штамп с продольными лопастями, в методе поступательного среза – с поперечными лопастями. С помощью распорного штампа лопасти вдавливаются в стенки скважины, и создается нормальное давление на стенки. В методе кольцевого среза грунт срезается вследствие приложения крутящего момента, а в методе поступательного среза – выдергивающей силы. Для получения характеристик и необходимо провести не менее трех срезов при различных нормальных давлениях на стенки скважины и построить зависимость 
.Метод вращательного среза с помощью крыльчатки, вдавливаемой в массив грунта или в забой буровой скважины (см. рис. 2,б) позволяет определить сопротивление срезу
, поэтому его рекомендуется применять при слабых пылевато-глинистых грунтах, илах, заторфованных грунтах и торфах, так как для них угол внутреннего трения практически равен нулю и можно принять 
. Испытания крыльчаткой проводят на глубинах до 20 м.Для определения характеристик прочности в полевых условиях применяют методы выпирания и обрушения грунта в горных выработках. Значения
и вычисляют из условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого массива грунта.Для определения удельного сцепления связных грунтов в полевых условиях Н.А. Цытовичем был предложен и широко используется в практике изысканий метод шариковой пробы. Существо метода заключается в том, что с помощью шарика диаметром
на грунт передается усилие 
и измеряется осадка штампа (рис.3). Тогда в соответствии с решением академика А.Ю. Ишлинского сцепление можно определить по формуле 
. (2)При проведении испытаний необходимо, чтобы отношение осадки штампа к его диаметру находилось в пределах
.
а) б)
а) б) 
