13. Удельное сцепление грунта, лабораторный метод определения, графики сдвига.

Удельное сцепление грунта - прочностная характеристика, определяемая как сопротивление структурных связей нескальных грунтов любому перемещению связываемых ими частиц.

Основные характеристики параметра

За нормативное значение удельного сцепления грунта принимают величину прямолинейной зависимости сопротивления срезу от давления, рассчитанное методом наименьших квадратов.

Обозначается сn или просто с, измеряется в кПа (кгс/см2). Определяется по формуле:

c = τ – р tg(φ),

где τ – сопротивление сдвигу, р – вертикальное давление, tg(φ) – коэффициент внутреннего трения.

Величина зависит от структурной прочности просадочного грунта (песчаные и пылевато-глинистые почвы), его вида, степени влажности и в некоторой мере от плотности.

Применение показателя

По удельному сцеплению определяется прочность нескальных грунтов для строительства и эксплуатации зданий и сооружений, построенных на них.

Для вычисления несущей способности основания удельное сцепление грунта желательно рассчитывать экспериментально, но можно применять табличные данные

Зависимость сопротивления срезу грунта от нормального напряжения

14. Угол внутреннего трения грунта, график

Угол внутреннего трения характеризует трение между частицами грунта и в большей степени зависит от величины вертикального давления на грунт. Значение его для разных грунтов колеблется от 15 до 43°. Угол внутреннего трения и сцепление С вместе составляют сопротивление грунтов сдвигу. По ее величине назначается безопасная крутизна откосов выемок и насыпей. Сопротивление грунта внешним сдвигающим силам определяется по закону Кулона:

Где Р - нормальная сжимающая нагрузка;

- коэффициент трения.

15. Сопротивление грунтов сдвигу, определяемого методом вращательного среза

Испытания грунта вращательным, поступательным и кольцевым срезами проводят для определения следующих характеристик прочности: сопротивления грунта срезу тау, угла внутреннего трения фи, удельного сцепления с и оценки пространственной изменчивости прочности грунтов для песков, глинистых, органо-минеральных и органических грунтов, в том числе с крупнообломочными включениями размерами 2-10 мм в количестве не более 15% по массе.

Испытание вращательным срезом проводят в условиях практического отсутствия дренирования путем приложения горизонтальной касательной нагрузки и смещения грунта по цилиндрической поверхности, образуемой вращением крыльчатки ниже забоя скважины или в массиве.

За сопротивление грунта срезу тау_max, МПа, принимают значение, определяемое по формуле

16. Нормативные и расчетные характеристики грунтов

Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения j, удельное сцепление с, модуль деформации грунтов Е, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc и т.п.). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Примечание. Далее, за исключением специально оговоренных случаев, под термином «характеристики грунтов» понимаются не только механические, но и физические характеристики грунтов, а также упомянутые в настоящем пункте параметры.

Характеристики грунтов природного сложения, а также искусственного происхождения, должны определяться, как правило, на основе их непосредственных испытаний в полевых или лабораторных условиях с учетом возможного изменения влажности грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов устанавливаются на основе статистической обработки результатов испытаний по методике, изложенной в ГОСТ 20522-75.

Все расчеты оснований должны выполняться с использованием расчетных значений характеристик грунтов Х, определяемых по формуле

Х = Хn/gg

где Хn - нормативное значение данной характеристики;

gg - коэффициент надежности по грунту.

Коэффициент надежности по грунту gg при вычислении расчетных значений прочностных характеристик (удельного сцепления с, угла внутреннего трения j нескальных грунтов и предела прочности на одноосное сжатие скальных грунтов Rc, а также плотности грунта r) устанавливается в зависимости от изменчивости этих характеристик, числа определений и значения доверительной вероятности a. Для прочих характеристик грунта допускается принимать gg = 1.