13. Испытания грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии.

И спытание на простое беспрепятственное (не ограничен­ное с боков) сжатие возможно лишь для тугопластичных и твер­дых глинистых грунтов, из кото­рых могут быть вырезаны образцы цилиндрической или призматиче­ской формы.

П ри испытании образцов грунта (цилиндров с высотой, в 1,5—2 раза большей диаметра) увеличивают сжимающую нагрузку до тех пор, пока не произойдет хрупкого раз­рушения образца или не возникнут прогрессивно возрастающие его деформации. Величину разрушающей нагрузки относят к единице площади поперечного сечения образца, принимая распределение дав­лений равномерным (σ₁ = P/F, где Р — нагрузка; F — площадь поперечного сечения образца), что, однако, дает несколько заниженные величины сопротивле­ний вследствие неучета неравномерности распределения давлений по краевым поверхностям образца.

Е сли выделить по оси образца бесконечно малый элемент (рис, а), то треугольная призмочка с углом а будет испытывать лишь напряжения, показанные на рис, б (если не учиты­вать сопротивления трению по наклонной грани призмочки). Проек­тируя все силы на направление наклонной грани призмочки, получим

полага, что получим

Кривая предельных напряжений для рассматриваемого случая приведена на рис. ниже.

Испытание же на трех­осное сжатие применимо не только для связных, но и для сыпучих грунтов, так как оно производится с образцами, заключенными в тон­кую резиновую оболочку, при всестороннем боковом давлении и доба­вочном (сверх всестороннего) осевом, что ближе отвечает работе грунта в природ усл-ях и даёт надежные рез-ты опред-ния их проч-ных и деф. св-в.

П рибор для трехосного сжатия – стабилометр: 1 – образец грунта, 2 – тонкая резин. оболчка, 3 – спец. поддон (фильтрующий или водонепрониц.), 4 – камера, наполн.-ая жидкостью и соед с источником бок давл., 5 – поршень, для осевой нагрузки, 6 – манометр для нейтр. давл. воды по торцам образца, 7 – манометр для всестореннего давл в камере. объемные изменения образца – по волюмометрич. трубки.

Испытание: 1) образцу сообщают всесторен. давление, равное σ₂ = σ₃; 2) после загасания деформ-ций от всестор. давл. дается осевая нагрузка увелич-мися ступенями до разруш обр-ца или потери им устойчивости.

3) Опред вел-ну эф. напряж в мом. разрушения:

4) Опред. вел-ну относ. продол. деформ.

, где - осадка для люб. ступени i, h – первонач. высота обр-ца.

5) Вел-ну относ. Объмн. деформ.

6)По получ. данным строят графики изменений , по кот. и опред. максим значение и графики зав-ти общих продол. и объемн. деформ. грунта от приращения осевого давл. ∆σ₁, по кот. опред модули деформ-ти

7) Модуль общей (лин.) деформ-и

8) Модуль объемн. деформ-и

9) Коэф. относ. попереч. дефор-и

10) Определив. по графику и пользуясь условием прочности для сыпучих грунтов sinφ = (σ₁ - σ₂)/(σ₁ + σ₂), получим разделив в прав части и чич-ль ии знам-ль на

Для сыпучих грунтов угол внутреннего трения может быть опре­делен и по кругу предельных напряжений, который легко построить, так как непосредственно из опыта на трехосное сжатие определяются σ'₁ и σ'₂.

Для определения же параметров кривой сдвига связных грунтов требуется знать результаты испытания на трехосное сжатие не менее двух идентичных образцов грунта при различной величине бокового давления = , а следовательно, и разной величине разрушающего осевого (главного) напряжения