1 Цель работы

1.1 Определить угол внутреннего трения и удельное сцепление грунта.

1.2 Определить структурную прочность грунта при срезе.

1.3 Установить зависимость предельного касательного давления на грунт от нормального давления.

1.4 Установить зависимость деформации сдвига грунта от касательного давления.

5. Установить зависимость модуля сдвига от нормального давления.

2 Оборудование и приборы

Срезной прибор (СП).

3 Подготовка к испытанию

3.1 Подготовить не менее 3-х образцов-близнецов одного и того же грунта природного или нарушенного сложения в рабочие кольца прибора СП.

За образцы-близнецы грунта принять образцы, имеющие одинаковую плотность. Допускается расхождение плотности грунта между образцами-близнецами до 0,02 г/см².

Плотность образцов грунта определить методом режущего кольца.

3.2 Принять неконсолидированный (быстрый) срез методом ЗСС по 3-м образцам грунта при значениях нормального давления соответственно 0,1; 0,2 и 0,3 МПа.

4 Проведение испытания

4.1 Вставить в срезную камеру (СК) прибора СП первое рабочее кольцо СП с первым образцом грунта и установить между подвижной и неподвижной платформами СК зазор b = 0,5-1 мм в зависимости от разновидности испытываемого грунта (рисунок 2).

4.2 Приложить на образец грунта нормальное давление 0,1 МПа.

4.3 Приложить на образец грунта непрерывно возрастающее касательное давление с постоянной скоростью сдвига подвижной обоймы СК относительно неподвижной в интервале 2-3 мм/мин так, чтобы срез образца произошел не более, чем за 2 мин. В процессе среза образца грунта произвести регистрацию величины касательного давления через каждые 0,2 мм деформации сдвига образца грунта.

4.4 Аналогично пп.4.1-4.3 испытать остальные образцы грунта при значениях нормального давления соответственно 0,2 и 0,3 МПа.

Примечание – Результаты измерений по пп.4.1-4.4 принять из таблицы 2 по своему варианту задания и занести в таблицу 1.

5 Обработка результатов испытаний

Таблица 1  Данные наблюдений за касательным давлением и деформацией сдвига

образцов грунта методом 3СС

Номер точки	Деформация сдвига образца			Касательное давление, , кПа при нормальном давлении, Р, МПа
	абсолютная, ΔD, мм	относительная, γ
				0,10		0,20		0,30
1	0,2
2	0,4
3	0,6
4	0,8
5	1,0
6	1,2
7	1,4
…	…
25	5,0
При Р1 = 0,10 МПа,			Э пр = МПа,		G = МПа,		Рпр = МПа
При Р2 = 0,20 МПа			Э пр = МПа,		G = МПа,		Рпр = МПа
При Р3 = 0,30 МПа,			Э пр = МПа,		G = МПа,		Рпр = МПа
 Э = град., СЭ = МПа,  Эстр = МПа, ГР = град., СГР = МПа, n = МПа

5.1 Рассчитать относительную деформацию сдвига γ_i, д.е., с точностью 0,001 д.е. каждого образца грунта во всех точках ее регистрации по формуле

, (3)

где ΔD _i  величина сдвига образца грунта (подвижной платформы СК) в i-ой точке ее регистрации, мм;

b – ширина зазора между подвижной и неподвижной платформами СК, мм.

Ширину зазора b принять по своему варианту задания из таблицы 3.

Результаты вычислений занести в таблицу 1.

5.2 Для всех образцов грунта, испытанных при различных значениях нормального давления, по данным таблицы 1 построить в одинаковом масштабе графики  = f(τ) (рисунок 4) и определить значения предельного сопротивления грунта срезу  ^Э_пр при различных значениях нормального давления.

5.3 Каждый график  = f(τ) (рисунок 4) аппроксимировать касательной прямой линией, исходящей из начала координат на начальном линейном участке и в любой точке этой прямой определить касательное давление  _i¹, МПа, и соответствующую ему относительную деформацию сдвига  _i^I, д.е.

5.4 Рассчитать модуль сдвига грунта G_i, МПа, с точностью 0,001 МПа для всех образцов при различных значениях нормального давления по формуле

, (4)

где  _i¹ и  _i^I – соответственно касательное давление, МПа, и относительная деформация сдвига, д.е., линейного участка графика  = f(τ) образца грунта при i-ом нормальном давлении.

Результаты вычислений занести в таблицу 1.

		Рисунок 5  Образец графического оформления зависимости модуля сдвига грунта от нормального давления
Рисунок 4 – Образец графического оформления сопротивления грунта срезу

5.5 Построить график G = f(P) (рисунок 5), приняв по оси абсцисс и ординат одинаковый масштаб.

5.6 Рассчитать угол внутреннего трения грунта  ^Э, град., с точностью 0,1 град. и удельное сцепление грунта С^Э, МПа, с точностью 0,001 МПа по формулам

; (5)

, (6)

где n – число испытанных образцов-близнецов грунта на срез при различных значениях нормального давления P_i;

 _i – предельное сопротивление образцов-близнецов грунта срезу при различных значениях нормального давления P_i, МПа (рисунок 4).

Результаты вычислений занести в таблицу 1.

5.7 Рассчитать структурную прочность грунта на срез  ^Э_стр, МПа, с точностью 0,001 МПа по формуле

. (7)

5.8 Построить график  ^Э_пр= f(P) (рисунок 6), приняв по оси абсцисс и ординат одинаковый масштаб, и определить с него угол внутреннего трения  ^ГР, град., и удельное сцепление С ^ГР, МПа, грунта.

Результаты определений занести в таблицу 1.

Рисунок 6  График зависимости предельного касательного давления на связный грунт от нормального давления (диаграмма прочности грунта по Ш.Кулону)

5.9 Рассчитать значения предельного касательного давления для всех образцов грунта  ^Р_пр, МПа, с точностью 0,001 МПа при различных значениях нормального давления по формуле Ш.Кулона (1), подставляя в нее значение tg ^ГР и С ^ГР, полученные с графика  ^Э_пр= f(P) по п.5.8 (рисунок 6).

Результаты вычислений занести в таблицу 1.

5.10 Рассчитать среднее квадратичное отклонение _n, МПа, с точностью 0,001 МПа расчетных значений предельного сопротивления грунта срезу при различных значениях нормального давления от экспериментальных значений по формуле

. (8)

Результаты вычислений занести в таблицу 1.