Необходимое оборудование:

Срезной набор, набор гирь, индикаторы, секундомер или часы.

Описание срезного прибора:

Срезной (сдвиговой) прибор состоит из рабочего стола с уравнительными вентами, механизма передачи нормальной силы, механизма для производства среза под наклоном.

Рис. 4.2. Схема одноплоскостного сдвигового прибора ПС -10: 1- индикатор деформации образца грунта; 2- жесткие перфорированные сплошные штампы для передачи нормального давления на образец; 3,4- рабочее кольцо, состоящее из двух полуколец; 5,6- срезная коробка, состоящая из неподвижной части и подвижной каретки; 7- механизмы для создания вертикальной и горизонтальной нагрузок. 

Механизм передачи нормальной силы состоит из секторного скользящего рычага с противогрузами и подвеской для установки гирь, тросика с винтом и гайкой соединяющего рычаг с рамой; рамы, состоящей из верхнего, нижнего коромысла и двух тяг; штампа прикрепленного к верхнему коромыслу рамы, стакана, подъемного устройства с винтом.

Соотношение плеч рычага для передачи нормальной силы – 1:10. механизм передачи срезывающей силы состоит из секторного рычага с противогрузами и подвеской для установки гирь. Рычаг закрепляется на одной оси с роликом малого плеча и эксцентриком для это торможения; тросика соединяющего ролик малого плеча со срезывателем; махового тормозного устройства со стопорным роликом. Соотношение плеч горизонтального рычага 1:10.

Срезыватель состоит из верхней и нижней обоймы гнезда нижней обоймы и ванны, скрепляемых между собой гайкой с нижней стороны столика; нижней и верхней обоймы; тягового цилиндра с консолью для крепления горизонтального тросика через тяговую скобу, двух установочных шпилек с гайками и упора для индикатора;

верхней и нижней разъемной внутренней гильзы; днища нижней обоймы;

верхнего и нижнего перфорированных штампов; резиновой прокладки между ванной и подвижной панелью столика.

Механизм для производства среза под наклоном состоит из маховика с рукояткой, винта с трубчатой тягой, кронштейна подвижной панели; тормозного винта маховика.

На столике, рядом со срезывателем имеются стойки для крепления горизонтального и вертикального индикаторов, стрелка и указатель поворота подвижной панели.

Методика неконсолидированного среза.

В учебной лаборатории студент знакомится только с методикой определения φ и c неконсолидированным срезом.

1. Срезной прибор готовиться к испытанию. Для этого проверяется равновесие рычагов, снимаются индикаторы, отсоединяется тяговая скобы от тягового цилиндра срезывателя, отсоединяется нижнее коромысло рамы от винта с вертикальным тросиком, вывинчиваются гайки со шпилек тягового цилиндра, снимается со срезывателя рама вместе со штампом и стаканом тягового устройства, извлекается со срезывателя верхняя часть разъемной внутренней гильзы и верхний перфорированный штамп.

2. Отбирается с помощью винтового пресса (см. лаб. работу № 1) образец грунта в верхнюю разъемную внутреннюю гильзу прибора. Определяются плотность грунта, плотность частиц грунта и природная влажность (в учебной лаборатории эти характеристики грунта задаются преподавателем). Нижний перфорированный штамп покрывается листом фильтрованной бумаги; гильза с грунтом устанавливается в срезыватель; на поверхность грунта укладывается вначале лист фильтрованной бумаги, а затем верхний штамп, грунт перемещается частично из верхней внутренней гильзы в нижнюю до соприкосновения с нижним перфорированным штампом; производится дальнейшая сборка прибора в порядке обратной разборке. Завинчиванием винта стакана подъемного устройства производится подъем тягового цилиндра на величину, при которой образуется зазор 0,5-1 мм между нижней и верхней частями разъемной внутренней гильзы; закрепляется индикатор деформации среза.

3. На образец грунта передается сразу первое нормальное давление P₁ при котором будет производится срез образца. Величина P₁ и давления для следующих срезов P₂ и P₃ принимаются по таблице 16.

Таблица 16

Типа грунта	Нормальные давления (кгс/см2, МПа)
Глинистые грунта 0,5≤JL<1,0	0,05;0,1;0,15
Илы и глинистые грунты с JL≥1	0,025 (0,25); 0,075 (0,75); 0,125 (1,25)

При площади образца 40 см² и соотношении плеч рычага 1:10 для приложения нормального давления в 1 МПа (10 кгс/см²) на подвеску следует положить гири весом 400.0 Н (40 кгс).

4. Сразу после передачи нормального давления производится срез образца грунта не более, чем за 2 мин. на подвеску горизонтального рычага через каждые 10-15 с укладываются гири весом не более 10% от веса гирь на подвеске вертикального рычага. Перед каждым приложением срезывающей силы производится отсчет показаний индикатора, фиксирующего деформацию среза. Результаты отсчетов записываются в таблицу 17.

5. Испытание считается законченным, когда при приложении очередной ступени касательной силы происходит мгновенный срез (срыв) верхней части внутренней гильзы относительно нижней или когда общая деформация среза превышает 5 мм. После испытания образец разгружается и из плоскости среза отбираются две пробы для определения влажности. Прибор разбирается и очищается от грунта и воды.

6. По результатам испытаний строится график зависимости деформации среза - ∆l от напряжения τ в масштабе для:

∆l – в 10 мм – 1,0 мм

τ – в 20 мм – 0,1 МПа (1 кгс/см²)

Рис. 7 График ∆l = f (τ)

испытания грунта на срез при P₁ = 0,05 МПа (0,5 кгс/см²).

7. Аналогично испытываются еще два образца грунта при нормальных давлениях P₂ и P₃.

8. По результатам трех испытаний строиться график зависимости сопротивления грунта срезу от нормального напряжения τ = f(σ) (рис. 8) в масштабе для σ и τ – в 20 мм, - 0,1 МПа.

Найти рисунок в методичке

Рис. 8. График τ = f (σ)

зависимости сопротивления срезу от нормального напряжения.

Угол наклона прямой к оси абсцисс принимается за угол внутреннего трения φ, а отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат – за удельное сцепление. Значение φ определяется с точностью до 1⁰, а удельное сцепление с точностью до 0,001 МПа (0,01 кгс/см²).

Величина τ, с и φ полученные по методу неконсолидируемого среза, обозначаются через τ_и, С_и и φ_и.

Таблица 17

Результаты испытания на срез

Дата	Время	Нормальное давление среза, МПа	Касательная сила, Н	Касательное напряжение МПа	Показания индикатора деформации среза образца	Деформация среза, образца, мм	Сопротивление грунта срезу, МПа
1	2	3	4	5	6	7	8