21. Порядок испытания грунтов на сдвиг. (лаба №5)

Метод испытания грунтов на сдвиг применяют для определения общего сопротивления грунтов сдвигу т и параметров сдвига — угла внутреннего трения ср и удельного сцепления С, используемых при проектировании оснований фундаментов.

Испытания на сдвиг в шурфах проводят методами раздавливания призмы грунта, сдвигом целика в заданной плоскости, обрушением и выпиранием массива грунта

Метод раздавливания открытой с четырех сторон призмы грунта предназначен для определения т и применяется для суглинков и глин твердой и пластичной консистенции. Метод является упрощенным. Сопротивление сдвигу т принимается равным половине предела прочности на сжатие.

Сдвиг в заданной плоскости целика грунта в виде свободной призмы или грунта, заключенного в специальную обойму, используется для песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтов любой влажности и консистенции. Расчет параметров ф и С производится на основе не менее двух испытаний с различной нормальной нагрузкой.

Выпирание и обрушение грунта производят в песчаных, глинистых и крупнообломочных грунтах при характеристиках их состояния, обеспечивающих способность грунта сохранять вертикальный откос.

Значения ср и С вычисляют на основе рассмотрения условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого клина.

1. При помощи пробоотборника перенести образец из кольца в прибор.

2. Прибор полностью собрать.

3. Предохранительный винт на поршне завернуть до отказа.

4. Горизонтальный рычаг соединяется непосредственно с выдвижной

обоймой одометра. Стопорные винты завернуть до отказа.

5. Рычаг вертикальной нагрузки раздвинуть на полную длину, навесить

подвески для гирь и рычаг уравновесить.

6. Приложить вертикальную нагрузку P1 =0,1 МПа и отпустить стопорный

винт. Выдержать эту нагрузку 15 мин. (до загасания осадок).

7. Вывернуть до конца стопорные винты и приложить сдвигающую на-

грузку Т ступенями по 100 г (1Н) (каждую последующую нагрузку приклады-

вать после завершения горизонтальных деформаций). Деформации не превы-

шают 0,01 мм за 1 мин. Фиксируем эти деформации по индикатору и записыва-

ем в тетради.

После осуществления сдвига (испытание считается законченным, если при

приложении очередной ступени горизонтального давления происходит мгно-

венный сдвиг одной части образца по отношению к другой или общая дефор-

мация сдвига достигнет 5 мм) подсчитываем величину сдвигающего усилия Т

(вес гирь плюс 100 г – вес горизонтального рычага). Данные записываем в таб-

лицу.

8. Образец № 1 снимается и на его место устанавливается сначала образец

№ 2 (P2 = 0,2 МПа) и затем № 3 (Р3 = 0,3 МПа) и производится сдвиг, как в опи-

санном случае.

9. Обработка результатов заключается в определении сдвигающих напря-

жений и построении графика сопротивления сдвигу. Все данные записаны в

таблице.

10. При построении графика напряжения τ и Р откладываются в одном и

том же масштабе: 0,1МПа= 5 см. По полученным опытным точкам производит-

ся осредненная прямая до пересечения с осью ординат.

11. Угол внутреннего трения грунта ϕ и сцепление С определяются из гра-

фика: ϕ – по тангенсу угла наклона прямой или с помощью транспортира (точ-

ность 1°); С – выражается отрезком, отсекаемым прямой на оси ординат, и из-

меряется с точностью до 0,001 МПа.

21. Чем обусловлено сопротивление сдвигу песчаных и пылевато-глинистых грунтов?

Сопротивление грунта сдвигу обусловливается силами трения и сцепления

(связности). И хотя четкого разделения сопротивления сдвигу на силы трения и

сцепления не существует, прочностными (сдвиговыми) характеристиками грун-

та являются: удельное сцепление С, кПа, и угол внутреннего трения ϕ, град.

Эти характеристики являются параметрами линейной зависимости τ = f(p),

которая была установлена в 1773 году Ш. Кулоном. Для песчаных грунтов эта

зависимость выражается формулой

τ = p tg ϕ ,

Сопротивление   песчаных   грунтов   сдвигу   обусловлено  силами трения,

прямо пропорционально нормальному давлению. Силы сцепления в сыпучих

 грунтах  незначительны  и  ими часто пренебрегают.

Графически указанная зависимость изображается прямой, проходящей че-

рез начало координат (рис. 8). В  глинистых   грунтах   сопротивление   сдвигу  обу-

словлено силами трения  и  сцепления частиц  грунта , т.е.

= p · tg + C,