Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямом плоскостном срезе.

Рисунок 3.7.1 – Прибор одноплоскостного прямого среза:
1 – подвижная обойма; 2 – неподвижная обойма; 3 – образец грунта в металлическом кольце (как и в компрессионном приборе); 4 – линия среза; 5 – перфорированные пластины; 6 – сдвигающая нагрузка, прикладываемая возрастающими ступенями; 7 – сжимающая (уплотняющая) нагрузка, прикладываемая возрастающими ступенями; 8 – индикаторы, измеряющие горизонтальные перемещения верхней части образца; 9 – индикатор, замеряющий вертикальные деформации (осадки) образца грунта.

Из каждого монолита вырезаются (с помощью стандартных колец) три – четыре пробы грунта. Затем эти пробы поочередно вставляются в сдвиговой прибор и подвергаются испытанию на срез.

Порядок испытания:

Образец грунта помещают в металлическое кольцо, на него ступенями передается сжимающая нагрузка Р, под действием которой грунт уплотняется. Осадки образца S под действием ступенчато возрастающего сжимающего напряжения

измеряются индикаторами, (А – площадь образца).

Затем при постоянном значении = const к верхней обойме также ступенями прикладывается горизонтальная нагрузка Т. Под действием возникающих касательных напряжений

развиваются горизонтальные перемещения верхней части образца , измеряемые индикаторами, установленными на верхней обойме прибора.

По мере увеличения и возрастает и при некотором предельном значении = _пред дальнейшее перемещение обоймы происходит без увеличения сдвигающего напряжения. Это свидетельствует о разрушении образца, а _пред называется сопротивлением сдвигу.

По результатам испытаний строятся графики:

– для песчаных грунтов.

 

23 Закон Кулона для связанных и несвязанных грунтов.

Ш. Кулон установил еще в 1773 г., что предельные касательные напряжения _пред у несвязных грунтов прямо пропорциональны нормальным напряжениям , а у связных являются линейной функцией . Эта зависимость называется законом Кулона, аналитически выражаемая формулой (для песчаного грунта):

 

где – угол внутреннего трения угла;

f – коэффициент внутреннего трения угла.

Для глинистых грунтов получают более сложную криволинейную зависимость, так как у них сопротивление сдвигу обуславливается не только силами трения, возникающими между перемещающимися частицами, но и связностью грунта, то есть сложными процессами нарушения пластичных (водно – коллоидных) и более жестких (цементационных) связей. Однако для практических расчетов зависимость _пред от представляется в виде уравнения отрезка прямой:

график испытания для глинистого грунта

Отрезок С, отсекаемый на оси этой прямой, называется удельным сцеплением глинистого грунта и характеризует его связность.

Параметры и С лишь параметры графика – их условно можно назвать углом внутреннего трения и удельным сцеплением грунта, так как физика процесса разрушения грунта значительно сложнее.

Прямую на графиках – можно представить как прямую предельного равновесия и комбинация нагрузок, характеризующаяся точками лежащими ниже этой линии – это устойчивое состояние на линии – предельное равновесие, выше – потеря устойчивости.

Закон Кулона формулируется следующим образом: сопротивление грунтов сдвигу есть функция первой степени от нормального давления.

При его использовании индекс «пред» при опускают, имея в виду, что уравнения Кулона справедливы только в предельном состоянии.

Диапазон изменений и С:

- Глина: до 25 º; С до 10 кН / м².

- Песок: до 36 º.