Лабораторна робота № 6 на тему: ”Визначення характеристик міцності глинистого ґрунту методом одноплощинного зрізування”

Загальне ознайомлення з поняттями, що характеризують опір ґрунтів зсуву, та приладами для їхнього визначення здійснюється вивченням у підручнику підрозділа 4.2.

В лабораторних умовах опір ґрунтів зрушенню найчастіше визначають методом зрізування зразків ґрунту по одній фіксованій площині в зрізному прилады (див. рис. 4.26) з верхньою рухомою обоймою див. рис. 4.13), або з нижньою рухомою обоймою для випробування пісків. Зразок ґрунту має форму циліндра діаметром не менше 7,0 см і висотою не більше 0,5 і не менше 0,33 діаметра.

Випробовуваннями ґрунтів методом одноплощинного зрізування визначаються характеристики міцності ‒ опір ґрунту зсуву τ, кут внутрішнього тертя ґрунту φ та питоме зчеплення ґрунту С. Ці характеристики використовують для визначення розрахункового опору ґрунту для розрахунків стійкості основ, земляних споруд та укосів і схилів, для визначення бічного тиску ґрунту на огороджуючі конструкції і для рішення інших задач.

У даній навчальній лабораторній роботі ґрунт досліджується за методом консолідовано-дренованого зрізування ‒ для пісків та глинистих ґрунтів у стабілізованому стані незалежно від їх ступеня вологості.

Опір ґрунту зсуву τ визначають не менш ніж для трьох різних значень норрисьних напружень σ на зразках ґрунту, взятих з одного однорідного за будовою і складом моноліту, або, в окремих випадках, на зразках, підготовлених в лабораторії.

Д а н о: прилад для зрізування ґрунтів, прилад для попереднього ущільнення ґрунтів, паперові фільтри, індикатори, зразки глинистого ґрунту.

Х і д р о б о т и:

1. Підготовка зразків ґрунту. В прилад попереднього ущільнення вміщують зразки глинистого ґрунту, замочують їх, після чого ущільнюють перший зразок під тиском Р = 0,1 МПа, другий під тиском Р = 0,2 МПа, третій під тиском Р = 0,3 МПа. Нормальний тиск передають ступенями ∆Р = 0,025-0,1 МПа. Кожний ступінь витримують не менше 30 хвилин, а кінцевий ступінь ‒ до умовної стабілізації деформації стиснення. За умовну стабілізацію деформації слід приймати її приріст, який не перевищує 0,01 мм за час, не менший для супісків ‒ 2 год; суглинків з числом пластичності І_р < 12% ‒ 6 год; суглинків з І_р > 12% і глин ‒ 12 год; для просідаючих ґрунтів ‒ 3 години.

(Підготовку зразків і ґрунту виконують в лабораторії заздалегідь).

2. Методика визначення опору ґрунту зсуву.

2.1. Зразок ґрунту в гільзі, підготовлений в приладі попереднього ущільнення, зверху і знизу накривають паперовими фільтрами і вміщують у зрізуючий пристрій (3) приладу для зрізування ґрунтів (див. рис. 4.26). Зрізуючий пристрій (зрізувач) складають так, як це показано на рис. 4.27, після чого приладу надають робочий стан. Для цього обертанням маховика підіймають тяговий циліндр, до утворення поміж верхньою і нижньою обоймами зазора розміром 0,5-1,0 мм, який утворюють настановними гвинтами (4). Докладанням гирь на важіль нормального тиску через коромисло механізму вертикального тиску і штамп створюють на зразок обумовлений нормальний тиск.

2.2. Встановлюють індикатор (5) для замірювання горизонтальних деформацій. Навантаження М на важіль розраховують за формулою:

, кг, (8.12)

де Р ‒ нормальний тиск, МПа;

А ‒ площа поперечного перерізу зразка (А = 40 см²);

m ‒ маса рухомої частини механізму передачі норрисьного тиску (m = 5,0кг);

n ‒ кратність збільшення навантаження важеля (n = 10).

Для створення нормального тиску 0,1; 0,2; 0,3 МПа треба відповідно покласти гирі загальною масою 3,5; 7,5; 11,5 кг.

2.3. Горизонтальні зрушуючі зусилля створюють докладанням гирь на важіль механізму горизонтального зрізування. Величина ступеня зрушуючих зусиль повинна становити 5% від нормального тиску Р, здійсненого на зразок ґрунту. З метою скорочення тривалості досліду під час навчання дозволяється збільшувати величину ступеня до 12,5%.

Для створення певного значення τ необхідно на важіль механізму горизонтального зрізування покласти гирі загальною масою Т_і:

, кг. (8.13)

Докладання вантажу кожного наступного ступеня виконують після того, коли деформація зсуву від попереднього ступеня навантаження не буде перевищувати 0,01 мм за 1 хвилину, що вважається умовною стабілізацією деформацій зрушення (зсуву). Після настання стабілізації записують показання індикатора. Дослід слід вважати закінченим, якщо з докладанням чергового ступеня дотичного навантаження відбувається миттєвий зсув однієї частини зразка відносно другої, або загальна деформація зрізання перевищує 5 мм. Після цього випробовують інші зразки з іншими значеннями стискуючого навантаження. В навчальних дослідженнях випробовують три зразки ґрунту.

2.4. Результати значень деформацій зсуву записують в таблицю 8.11.

Т а б л и ц я 8. 11.