Необходимое оборудование

Сдвижные приборы с наборами гирь;

индикаторы для измерения деформаций;

часы с секундной стрелкой.

Подготовительные работы. При подготовке опыта в приборы предварительного уплотнения были помещены три одинаковых образца глинистого грунта, где они уплотнялись в течение 1-2 суток (до полного загасания осадок). При этом образец 1 уплотнялся при нормальном давлении Р₁=0,1 МПа, образец 2 – при Р₂=0,2 Мпа и 3 – при Р₃=0,3 Мпа.

До начала эксперимента нужно перенести в тетрадь табл. 9, где указаны величины ступеней сдвигающих нагрузок, подобранных так, что приращение касательных напряжений от первой ступени составляет 0,2Р, от второй – 0,1Р, а от третьей и всех последующих – по 0,05Р.

Таблица 9

Величины ступеней сдвигающих нагрузок (масса гирь)

Нормальные напряжения на поверхности сдвига, МПа	Ступени сдвигающей нагрузки, 9,81 Н
	Первая ступень g1	Вторая ступень g2	Третья и все последующие ступени нагрузки g3,i
Р1=0,1	0,8	0,4	0,2
Р2=0,2	1,6	0,8	0,4
Р3=0,3	2,4	1,2	0,6

Затем готовится форма для записи данных, получаемых в ходе проведения опыта (табл.10).

Рис.4. Схема прибора для определения

Сопротивления грунта сдвигу

Таблица 10

Данные хода опыта по определению предельной сдвигающей нагрузки

при нормальном напряжении Р=МПа

Номер ступени нагрузки	Величина ступени нагрузки gi, 9,81 Н	Суммарная нагрузка на подвеске (от начала опыта) gi	Время от начала приложения данной ступени нагрузки,мин	Отсчеты по индикатору, мм	Деформация сдвига за каждую мин, мм

До начала работы необходимо научиться быстро и правильно брать отсчет по индикатору.

Индикатор (рис.5) – измерительный прибор пружинного типа.

На малом круге циферблата 1 отсчитываются целые миллиметры, а на большом 2 – доли миллиметра.

Цена деления большого круга 0,01 мм; тысячные доли при отсчете берутся на глаз. Отсчет берется по черным цифрам.

Отсчет на рисунке равен 2,257 мм.

Ход работы

1. Стопорные винты 5 (см. рис. 4), соединяющие верхнюю 6 и нижнюю 7 каретки сдвижного прибора, вывинчиваются так, чтобы концы их на 3-5 мм не доходили до выступов нижней каретки.

2. На верхнюю резьбовую часть винтов 5 навинчиваются гайки 8 до упора в перекладину. Затем, придерживая винт за утолщенную часть с накаткой 9 (чтобы он не вращался), следует обе гайки одновременно повернуть еще на 1-2 оборота так, чтобы между верхней и нижней каретками сдвижного прибора образовался зазор 1-1,5 мм.

3. Установить индикатор 10 в специальный держатель так, чтобы ножка индикатора упиралась в верхнюю каретку сдвижного прибора и отсчет по малому лимбу составлял примерно 8-9 мм.

4. В табл.10 записать начальные показания индикатора.

5. Подготовить гири для передачи на образец первой ступени сдвигающей нагрузки (масса гирь указана в табл.9). Массу гирь первой ступени записать в табл.10.

6. Рычаг передачи горизонтальной нагрузки соединить тросом с верхней кареткой сдвижного прибора (набросить трос на ролик каретки).

7. Прикладывается первая ступень сдвигающей силы. Один студент укладывает на подвеску плавно, без удара гири первой ступени, а другой замечает время. Третий студент через каждые 60 с снимает отсчеты по индикатору и записывает их в табл.10.

Сдвигающая нагрузка выдерживается неизменной до тех пор, пока два последующих отсчета по индикатору не будут отличаться друг от друга менее чем на 0,02 мм (два деления по большому лимбу). После этого можно приложить вторую ступень нагрузки.

8. Вторая и все последующие ступени сдвигающей нагрузки прикладываются и выдерживаются так же, как и первая ступень.

9. Сдвигающая нагрузка увеличивается до разрушения (сдвига ) образца.

Начало разрушения определяется по двум признакам: либо деформация сдвига после приложения очередной ступени горизонтальной нагрузки не загасает за 8 мин, т.е. за каждую из них будет превышать величину 0,02 мм/мин, либо суммарная деформация сдвига достигает 4 мм.

10. За предельную сдвигающую нагрузку G_пред принимается горизонтальная нагрузка перед разрушением образца (без последней ступени):

.

Касательное напряжение в плоскости сдвига, соответствующее нагрузке G_пред, принимается равным сопротивлению грунта сдвигу при данном нормальном напряжении Р:

,

где А - площадь поверхности сдвига, равная 40 см².

Обработка результатов испытаний. Обработка результатов испытаний заключается в определении сопротивления грунта сдвигу при вертикальных напряжениях Р₁, Р₂ и Р₃ и построении графика зависимости .

1. Результаты всех сдвиговых испытаний заносятся в табл.11.

Рис.6. График сопротивления грунта сдвигу

2. График зависимости (рис.6) строится в одинаковом масштабе для и Р, который рекомендуется принять: 5 см=0,1 МПа. По полученным опытным точкам проводится осредненная прямая до пересечения с осью ординат.

Таблица 11