Определение сдвиговых характеристик методом неконсолидированного среза
Необходимое оборудование и материалы:
Сдвижной прибор (1-3 шт.).
Гири.
Кольца с грунтом (условно ненарушенной структуры).
Рис. 2. Схема одноплоскостного сдвигового прибора ПС -10:
1 — индикатор часового типа для замера деформации образца грунта;
2 — жесткие перфорированные сплошные штампы для передачи нормального давления на образец;
3,4 — рабочее кольцо, состоящее из двух полуколец;
5,6 — срезная коробка, состоящая из неподвижной части и подвижной каретки;
7 — механизмы для создания вертикальной и горизонтальной нагрузок.
Подготовка к испытанию
На учебном занятии используется приведенный в рабочее положение прибор с установленным для испытания в срезную коробку первым образцом грунта.
Стрелку индикатора, регистрирующего горизонтальную деформацию, устанавливают на ноль.
Ход работы
1. При помощи пробоотборника перенести образец из кольца в прибор.
2. Прибор полностью собрать.
3. Предохранительный винт на поршне завернуть до отказа.
4. Горизонтальный рычаг соединяется непосредственно с выдвижной обоймой одометра. Стопорные винты завернуть до отказа.
5. Рычаг вертикальной нагрузки раздвинуть на полную длину, навесить подвески для гирь и рычаг уравновесить.
6. Приложить вертикальную нагрузку Р1 =0,1 МПа и отпустить стопорный винт. Выдержать эту нагрузку 15 мин. (до загасания осадок).
7. Вывернуть до конца стопорные винты и приложить сдвигающую нагрузку Т ступенями по 100 г (1Н) (каждую последующую нагрузку прикладывать после завершения горизонтальных деформаций). Деформации не превышают 0,01 мм за 1 мин. Фиксируем эти деформации по индикатору и записываем в тетради.
После осуществления сдвига (испытание считается законченным, если при приложении очередной ступени горизонтального давления происходит мгновенный сдвиг одной части образца по отношению к другой или общая деформация сдвига достигнет 5 мм) подсчитываем величину сдвигающего усилия Т (вес гирь плюс 100 г — вес горизонтального рычага). Данные записываем в таблицу.
8. Образец № 1 снимается и на его место устанавливается сначала образец № 2 (P2 = 0,2 МПа) и затем № 3 (Р3= 0,3 МПа) и производится сдвиг, как в описанном случае.
9. Обработка результатов заключается в определении сдвигающих напряжений и построении графика сопротивления сдвигу. Все данные записаны в таблице.
10. При построении графика напряжения τ и Р откладываются в одном и том же масштабе: 0,1МПа= 5 см. По полученным опытным точкам производится осредненная прямая до пересечения с осью ординат.
11. Угол внутреннего трения грунта φ и сцепление С определяются из графика: φ — по тангенсу угла наклона прямой или с помощью транспортира (точность 1°);
С — выражается отрезком, отсекаемым прямой на оси ординат, и измеряется с точностью до 0,001 МПа.
Обработка результатов
По результатам испытания трех образцов в тетради лабораторных работ
строится график зависимости τ = f (p) в соответствии с рис. 1.
Прочностные характеристики грунтов: угол внутреннего трения φ с точно- стью до 1° и удельное сцепление С с точностью до 0,001 МПа определяют:
tg φ =( τ3- τ1)/(р3 - р1), (3)
с = τ1- p1 ·tg φ (4)
где индексы при τ и Р соответствуют номерам образцов.
Результаты вычислений записывают в таблицу.
Таблица 1.
Результаты определения сопротивления грунта сдвигу
Номер образца |
Время уплотнения, час |
Нормальное напряже- ние, МПа |
Площадь сдвига, см2 |
Сопротивле- ние сдвигу, МПа |
Угол внут- реннего трения |
Сцеп- ление С, кПа |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
1 |
24 |
0,1 |
25 |
|
|
|
2 |
24 |
0,2 |
25 |
|
|
|
3 |
24 |
0,3 |
25 |
|
|
|
В итоге лабораторных занятий составляется зачетный «Паспорт грунта», который состоит из двух списков параметров:
1) физические свойства;
2) механические свойства.
В примечании к паспорту указывается; «условный» или «реальный» грунт. «Паспорт грунта» подписывается автором и преподавателем.
Т