Механика грунтов. Журнал лабораторных работ и методические указания по их выполнению

e

p, МПа

Рис. 8. График испытания (компрессионная кривая)

31

Работа 12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЧНОСТИ ГРУНТА

МЕТОДОМ ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА (применительно к ГОСТ 12248–2010)

Оборудование: срезной прибор, весы, фильтровальная бумага, нож.

F

A

Рис. 9. Схема испытания

, МПа

c

Рис. 10. Пример графика = f( )

32

Ход работы

Влаборатории проводитсядемонстрационный опытвсрезном приборе по определению сопротивления грунта срезу при одном значении нормального давления р (рис. 9; пример на рис. 10).

Для вычисления значений угла внутреннего трения , удельного сцепления с и построения графика = f( ) данные принимаются по табл. 17.

Та блица 17

Данные для определения характеристик среза

Вычисления значений угла внутреннего трения , удельного сцепления с выполняются в табл. 18 и по формулам (17)–(18) (см. также Приложение Б).

Результаты вычислений округляются с точностью:

с – 1 кПа; tg – 0,01; – 1°.

33

Та блиц а 18

Расчет значений угла внутреннего трения , удельного сцепления с

tg = ___________________________

= ___________________________

c = ___________________________

34

Значения угла внутреннего трения и удельного сцепления с можноопределитьпографику =f( ), проводя прямую наилучшего приближения к экспериментальным точкам (рис. 11).

Работа 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ И ДЕФОРМАЦИОННЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА МЕТОДОМ ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ (применительно к ГОСТ 12248–2010)

Оборудование: прибор трехосного сжатия.

Ход работы

Образец грунта нагружается вертикальным давлением 1 сначала в режиме компрессии (при закрытом кране 8 гидравлической

35

камеры 5 (рис. 12 и 13), затем – в режиме разрушения – до получения предельных значений вертикального р1 и бокового р3 давлений; в процессе нагружения регистрируются боковое давление 3 и вертикальныедеформации образца h; затемвычисляются относительные вертикальныедеформации Е1 = h/h, где h – начальная высота образца (120–150 мм).

Рис. 12. Схема прибора трехосного сжатия (стабилометра):

1 – образец в оболочке; 2 – поршень; 3 – фланец; 4 – цилиндр; 5 – гидравлическая камера; 6 – манометр; 7 – база прибора; 8 – кран регулятора бокового давления

1 p1

Поверхность среза

2

p3 3 = 1

аб

Рис. 13. Схема напряженного состояния образца грунта:

а– в стадии линейных перемещений (компрессия);

б– в состоянии предельного равновесия

36

Для построения графиков 1 = f( 1) и 3 = f( 1) и вычисления частных значений деформационных характеристик – модуля деформации E и коэффициента Пуассона – принять исходные данные потабл. 19, относящиеся к испытанию одного из образцов серии (образца № 3); для вычисления частных значений прочностных характеристик – удельного сцепления с и угла внутреннего

трения – принятьпотабл. 20 предельныезначения 1р i и 3р i, полученные при разрушении серии из четырех образцов.

= f(p)

Круг Мора

с

Режим компрессии (линейные участки графиков)

Рис. 14. Пример графиков испытания:

37

Вычисление частных значений деформационных характеристик порезультатам испытанияобразца № 3 (см. табл. 19) врежиме

–коэффициент бокового давления

3 ___________________________

1

–коэффициент Пуассона

1–

тывающий невозможность бокового расширения;

– полевой модуль деформации

Eп Ек m _________________кПа =______________МПа,

где m = 2/e – корректирующий коэффициент (е – коэффициент пористости, см. работу 5).

Построение графиков = f( 1) и = f( 1) выполнить на рис. 15, б, используя в качестве образца рис. 14, б.

Вычисление частных значений прочностных характеристик с и по предельным значениям р3 и р1, полученным при разрушении серии образцов грунта (см. табл. 20), следует выполнить:

графически – построением серии предельных кругов напряжений Мора иихлинейной огибающей = f( ) (местодляпостроения – на рис. 15, а, пример оформления –на рис. 14, а). Этот метод наиболее простой, но и менее точный;

40