Определение параметров сдвига грунта в срезном приборе

(ГОСТ 12248-78)

Сопротивление срезу грунта - это сопротивление смещения одной части грунта по отношению к его другой части под действием возрастающей сдвигающей нагрузки, характеризуемой значением касательного напряжения, при которой происходит разрушение (срез) грунта.

Сопротивление срезу на одноплоскостных срезных приборах определяют только для песчаных и глинистых грунтов, за исключением гравелистых и крупных песков, глинистых грунтов, имеющих крупные включения, а также заторфованных и мерзлых грунтов.

Основными методами испытаний связных грунтов на сдвиг являются испытания по закрытой (неконсолидированные - недренированные) и открытой (консолидировано - дренированные) системам.

В случае неконсолидированного - недренированного среза образцы грунтов должны быть испытаны при отсутствии условий выдавливания воды из пор грунта и так, чтобы во время испытания практически не изменялась их плотность- влажность, что можно выполнить лишь при быстром сдвиге. Результаты такого испытания приведены на рисунке 6.2. Зависимость показывает, что при недренированном испытании и сохранении влажности грунта предельное сопротивление сдвигу пред τ практически не зависит от величины внешнего давления (сжимающего напряжения σ), изменяясь лишь при изменении плотности-влажности грунта.

Другой характер имеют графики сдвига связных грунтов, испытываемых по открытой (консолидированно-дренированной) системе (рисунок 6.3)

пред τ_i = c + tg φ ∙ σ_i

пред τ_i - предельное сопротивление сдвигу, МПа

σ_i - уплотняющее давление, МПа

φ - угол внутреннего трения грунтов

c - сцепление грунта, МПа.

Для получения образцов глинистого грунта одной и той же плотности сложения (одного и того же коэффициента пористости) пользуются ветвью разгрузки (набухания) компрессионной зависимости (рисунок 6.3), согласно которой до некоторого давления почти для всех глинистых грунтов изменения коэффициента пористости при разгрузке незначительна. Поэтому изготавливают несколько образцов, предварительно уплотняя их наибольшим давлением, при котором будет работать грунт, например 0,4 МПа, до полной стабилизации осадок, а затем разгружают до меньших давлений - 0,3; 0,2; 0,1 МПа и после стабилизации деформаций разуплотнения испытывают на срез при этих давлениях. В этом случае сопротивление сдвигу нескольких образцов связного грунта, испытываемых при разных давлениях, будет соответствовать его плотности-влажности при наибольшем давлении.

Рисунок 6.1 - Прибор для испытания грунтов на сдвиг ПСГ

1 - установочный вкладыш; 2 - гнездо под нижнюю обойму; 3 - нижняя обойма; 4 - стопорная шпилька; 5 - установочная шпилька; 6 - штамп; 7 - кронштейн натяжного устройства; 8 - стакан натяжного устройства; 9 - винт подъёмный; 10 -маховичок к хвостику штампа; 11- хвостик штампа; 12- гайка; 13- упор индикатора; 14 - тяговый цилиндр; 15 - обойма верхняя; 16 - гильза верхняя; 17 - гильза нижняя; 18 - вкладыш перфорированный; 19 - днище нижней обоймы; 20 - винт установочный; 21- коромысло верхнее.

Рисунок 6.2 - Зависимость предельного сопротивления сдвигу глинистых грунтов в условиях закрытой системы (неконсолидированно-недренированной)

Рисунок 6.3 - Зависимость предельного сопротивления сдвигу глинистых грунтов в условиях открытой системы (консолидировано-дренированной)

Приборы и оборудование: прибор для испытания грунтов на сдвиг ПСГ; приборы и оборудование, необходимые для определения плотности и влажности грунта (лабораторные работы №1...).