Опредеение показателей прочности грунта в приборе однопоскостного среза гтп-30

Разрушение грунтовых оснований или сооружений из грунта под действием касательных напряжений является характерной формой потери ими прочности вследствие слабой сопротивляемости грунта сдвигу. Сопротивление фунта сдвигу зависит от величины действующих в грунте нормальных к плоскости сдвига напряжений. Для небольших напряжений (до 500 кПа) можно считать, что сопротивление грунта сдвигу состоит из двух частей: одной - не зависящей от величины нормального напряжения, действующего по площадке сдвига, называемой сцеплением, и второй - являющейся функцией нормального напряжения, называемой трением.

Условие прочности для глинистых грунтов, предложенное Ш. Кулоном в 1773 г (закон Кулона), записывается в виде:

τ_u = σ tg(φ) + с,

где τ_u - предельное сопротивление грунта сдвигу (кПа) при нормальном напряжении, равном σ;

φ - угол внутреннего трения грунта (град);

с - удельное сцепление грунта (кПа).

Параметры сопротивления грунта сдвигу: угол внутреннего трения грунта и удельное сцепление являются двумя параметрами, которые используются в задачах, связанных с определением несущей способности оснований сооружений, устойчивости откосов, выемок, давления грунтов на подпорные сооружения и др. Дня их определения в лабораторных условиях используется метод прямого среза или метод трехосного сжатия.

Для определения параметров прочности грунта в лабораторной работе необходимо провести испытания на сдвиг нескольких образцов одного и того же грунта при разной величине вертикальных сжимающих напряжений. Зная τ_u и σ для каждого опыта, можно найти φ и с для исследуемого грунта. Эта задача обычно решается графически путем построения линейной зависимости τ_u (σ) по экспериментальным точкам или путем обработки опытных данных методом наименьших квадратов.

Исходные параметры:

Диаметр образца с грунтом (кольца) 7,14 см	7,14 см
Площадь образца грунта	40 см2
Высота образца грунта (кольца)	4,0 см
Отношение плеч рычага для вертикальной нагрузки 1:10	1:10
То же, для сдвигающей нагрузки	1:10

Рис 4. Схема прибора одноплоскостного среза.

По результатам опытов строится график зависимости сдвигающего напряжения т от горизонтального перемещения подвижной обоймы б и гра­фик зависимости предельных сдвигающих напряжений ту от нормального напряжения. Результаты оформляются в табличной форме.

Таблица 13. Результаты испытания грунта

вес гирь на подвеске загрузочного устройства, Н			Напряжение в плоскости среза, кПа			Горизонтальное перемещение подвижной обоймы δ, мм
вертикального	горизонтального	нормальное σ		сдвигающее τ	показания индикатора		значение δ
1	2	3		4	5		6
40	0	100		0			0,00
	4,0			10
	8,0			20
	12,0			30
	16,0			40
	20,0			50
	24,0			60
	28,0			70
	32,0			80
	36,0			90
	40,0			100
80	0	200		0			0,00
	8,0			20
	16,0			40
	24,0			60
	32,0			80
	40,0			100
	48,0			120
	56,0			150
	64,0			180
120	0	300		0			0,00
	120,0			30
	240,0			60
	360,0			90
	480,0			120
	600,0			150
	720,0			180

τ, кПа 200

100

0

Горизонтальное перемещение подвижной обоймы δ, мм

Рис. 5. Зависимость горизонтального перемещения подвижной обоймы δ от сдвигающего напряжения τ.

τu, кПа 200
100
0
	50	100		200		300

Вертикальное напряжение σ , кПа

Рис. 6. Зависимость предельных сдвигающих напряжении τ_u от нормальных напряжений σ.

Нормативные значения прочностных параметров грунта:

1. Удельное сцепление грунта :

с = [Ʃτ_i •Ʃ(σ_i)²- ^ Ʃσ_i • Ʃ (τ_i • σ_i)] / Δ ;