Лабораторна робота № 5

ВИЗНАЧЕННЯ ОПОРУ ГРУНТІВ ЗРІЗУ

(ГОСТ 12248-78)

Опір ґрунту зрізу – їх найважливіша властивість на міцність. Вона обумовлюється силами тертя і зчеплення, які розвиваються між часточками ґрунту, які складають ґрунт. Опір глинистих ґрунтів зсуву може бути визначено законом Кулона

τ_і=σ_іt_qφ+С,

де τ- зрушуюча напруга, МПа; σ-нормальне стискуюча напруга в ґрунті, МПа; φ- кут внутрішнього тертя ґрунту; С- питоме зчеплення ґрунту, МПа.

Сила зчеплення С, діюча між часточками ґрунту, обумовлюється силами молекулярного притягнення, природними цементуючими в’яжучими і залежить від щільності і вологості.

Сила тертя σtqφ, діюча між окремими часточками ґрунту, залежить від ступеню вологості, щільності ґрунту, розмірів і форми часток.

Коефіцієнт внутрішнього тертя tqφ і питоме зчеплення С – основні міцністні характеристики ґрунту.

Визначення опору ґрунту зрізу виконують в приладі одноплощинного зсуву, схем роботи якого наведена на рис.5.1.

Рис.5.1. Схема зрізного приладу: 1- штамп; 2- рухома частина каретки; 3- зразок ґрунту; 4- нерухома частина каретки

Порядок роботи

1. Зразок ґрунту не порушеної структури в кільці розміщують в обойму зрізую чого приладу. Штампом зразок протискують так, щоб частина зразка по висоті розмістилася в нерухомій частині каретки.

2. Зразок обжимають заданим вертикальним тиском (Р=0,05МПа).

3. Відразу після передачі нормального навантаження приводять в дію механізм для створення дотичного навантаження і виконують зріз зразка ґрунту не більше чим за 2хв з моменту прикладання нормального тиску. При передачі дотичного навантаження її величина не повинна перевищувати 10% нормального тиску і прикладання ступенів повинно слідувати через кожні 10-15 секунд.

4. Момент закінчення випробувань наступає при миттєвому зрізі однієї частини зразка по відношенню до іншої або коли загальна деформація зрізу перевищить 5мм.

5. По закінченню випробовувань слід записати в табл. 5.1 максимальне дотичне навантаження в процесі випробовування і розрахувати опір зразка ґрунту зрізу

τ= ,

де - вага ґрунту на підвісці ричагу горизонтального зусилля, Н; =10- передаткове число ричагів; А=0,004м²- площа поперечного перерізу.

Таблиця 5.1

Результати дослідів

№ п/п	Нормальний тиск при зрізі, Р, МПа	Дотичне навантаження, Н	Дотична напруга, τ, МПа	Кут внутрішнього тертя φ	Питоме зчеплення, С, МПа
1	0,1
2	0,2
3	0,3

6. Визначення опору зразка зрізу слід виконувати ще двічі при нормальному тиску Р, рівному 0,1 і 0,15МПа.

На основі отриманих даних, опір ґрунту зрізу τ_і, визначених при різних нормальних тисках Р, необхідно побудувати графік залежності τ=f(Р) (рис.5.2).

Рис.5.2. Залежність супротиву грунту зрізу від нормального тиску

Кут внутрішнього тертя ґрунту розраховують для пари визначень

tqφ_i = .

Питоме зчеплення визначають як С=С_і-Р_іtqφ.

Деяка уява про величину кута внутрішнього тертя піщаних ґрунтів можливо отримати шляхом визначення кута природного відкосу приладом УВТ (замір кута в стекляному плоскому сосуді).

Питання для самоперевірки

1. Назвіть міцністні характеристики ґрунтів.

2. Як визначити дотичну напругу при зсуві?

3. Як визначити кут внутрішнього тертя ґрунту за дослідами?

4. Сформулювати закон Кулона для сипучих ґрунтів.

5. Сформулювати закон Кулона для зв’язаних ґрунтів.

6. Що значить неконсолідіровано-недреноване зрушення?

7. Що означає консолідіровно-дренований зсув?

8. Показати залежність дотичних напруг від нормальних для ідеально зв’язаних ґрунтів.

9. Як визначити питоме зчеплення ґрунту, маючи результати випробовувань зразка на зрізному приладі?

10. В яких розрахунках використовують характеристики С, φ ґрунту?

11. Написати формулу для розрахункового супротиву ґрунту.