2 Цель работы
Исследовать сопротивление грунта сдвигу (прочность) и определить прочностные характеристики грунта: удельное сцепление c и угол внутреннего трения φ.
3 Необходимое оборудование
Сдвижные приборы с наборами гирь.
Индикаторы для измерения деформаций.
Секундомер.
4 Подготовительные работы
При подготовке опыта в сдвижные приборы были помещены три одинаковых образца пылевато-глинистого грунта, где они уплотнялись в течение 1 - 2 суток (до полного загасания осадок). При этом образец №1 уплотнялся при нормальном давлении р1=1 кгс/см2, образец №2 - при р2=2 кгс/см2 и образец №3 - при р3=3 кгс/см2.
До начала эксперимента следует перенести в тетрадь таблицу 1, где указаны величины ступеней сдвигающих нагрузок, подобранные так, что приращение касательных напряжений от первой ступени составляет 0,2 р, от второй - 0,1 р, а от
третьей и всех последующих - 0,05 р.
Таблица 1 - Величины сдвигающих нагрузок (вес гирь)
Нормальные напряжения на поверхности сдвига, кгс/см2 |
Вес гирь сдвигающей нагрузки, кгс |
||
первая ступень q1 |
вторая ступень q2 |
третья и все последующие ступени нагрузки q3…i |
|
р1=1 |
0,8 |
0,4 |
0,2 |
р2=2 |
1,6 |
0,8 |
0,4 |
р3=3 |
2,4 |
1,2 |
0,6 |
Затем готовится форма для записи данных, получаемых в ходе проведения опыта (таблица 2).
Таблица 2 - Данные хода опыта по определению предельной сдвигающей нагрузки при нормальном давлении р=……. кгс/см2
№ ступени нагрузки |
Величина ступени нагрузки qi, кгс |
Суммарная нагрузка на подвеске (от начала опыта) qi, кгс |
Время от начала приложения данной ступени нагрузки, мин |
Отсчеты по индикатору, мм |
Деформация сдвига за каждую мин., мм |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
П р и м е ч а н и е - Таблица займет около одной страницы.
До начала работы необходимо научится быстро и правильно брать отсчеты по индикатору. Индикатор (рисунок 2) - измерительный прибор пружинного типа. На малом круге циферблата 1 отсчитываются целые миллиметры, а на большом круге 2 - доли миллиметра. Цена деления большого круга 0,01 мм. Отсчет на рисунке равен 3,19 мм. |
Рисунок 2 - Индикатор |
5 Ход работы
1 Стопорные винты 5, 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 8 одновременно повернуть еще на 1 - 2 оборота так, чтобы между верхней и нижней каретками сдвижного прибора образовался зазор от 1 до 1,5 мм.
3 Установить индикатор 10 в специальный держатель так, чтобы ножка индикатора упиралась в верхнюю каретку сдвижного прибора и отсчет по индикатору составлял 0.00 мм. В таблицу 2 записать начальные показания индикатора.
4 Подготовить гири для передачи на образец первой ступени сдвигающей нагрузки (вес гирь указан в таблице 1). Весь гирь первой ступени q1 записать в таблицу 2.
5 Рычаг передачи горизонтальной нагрузки соединить тросом с верхней кареткой сдвижного прибора (набросить трос на ролик каретки).
6 Приложить первую ступень сдвигающей нагрузки. Для этого 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 таблицу 2.
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.
7 Вторая и все последующие ступени сдвигающей нагрузки прикладываются и выдерживаются так же, как и первая ступень.
8 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 больше или равно 0,02 мм/мин., либо суммарная деформация сдвига достигает 4 мм.
9 За предельную сдвигающую нагрузку Qпред принимается горизонтальная нагрузка перед разрушением образца (без последней ступени):
|
(3)
|
.
10 Касательное напряжение τ’ в плоскости сдвига, соответствующее нагрузке Qпред, принимается равным сопротивлению грунта сдвигу при данном давлении р:
|
(4) |
,.где F - площадь поверхности сдвига, равная 40 см2.