Лабораторные испытания грунтов - предельное сопротивление сдвигу сыпучих и связных грунтов
Тел: +7 (495) 728-94-19 e-mail: mail@buroviki.ru выполняем работы по г. Москве
Заказать геологию
Геологические изыскания
Тел: +7 (963) 659-59-00
Москва, Олонецкий пр. д. 4/2
и всей Московской области
Библиотека
Лабораторные исследования
Механические свойства пород
Испытание грунтов на сдвиг
сопротивляемость сдвигупредельное сопротивление
Плотность сыпучих грунтов
Коэффициент водонасыщенности
Компрессионные кривые
Библиотека
Нормативы, CНиПы, СП
Статьи по геологическим изысканиям
Новости отрасли
Полезные ресурсы
Статическое зондирование грунтов
Фундамент - общие сведения
Грунтовые воды
Опасные геологические явления
Лабораторные исследования грунтов
Общие сведения о грунтах
Бурение геологических скважин
Свойства строительных материалов
Для студентов
ООО «Буровики»:
Контакты
Рекомендательные письма
Допуски и Лицензии
Цены и сроки, прайс лист
Написать письмо
Геология Порядок работ Библиотека Цены Контакты
Главная > Библиотека > Лабораторные испытания > Предельное сопротивление сдвигу
Предельное сопротивление сдвигу сыпучих и связных грунтов
Практику интересует в первую очередь максимально возможное сопротивление грунтов сдвигу, так называемое предельное сопротивление, т. е. когда наступает фаза такого напряженного состояния грунта, что возникают площадки скольжения (для которых максимальный угол отклонения равен углу трения) и нарушается сплошность грунта.
1 400 рублей за метр. Подробнее
Почему стоит заказать именно у нас
Сыпучие и связные грунты имеют свои особенности при изучении их предельного сопротивления сдвигу. Сыпучие грунты, как правило (исключение составляют лишь слюдистые пески), при увеличении или уменьшении внешнего давления незначительно изменяют свою плотность, и практически при давлениях от 1 до 4 кг/см2 этими изменениями можно пренебречь. Однако природная плотность песков или резкое изменение ее, например, при вибрировании уже существенно влияет и на сопротивление песков сдвигу. После приложения вертикальной нагрузки и затухания деформаций от этой нагрузки образец подвергают в специальном односрезном приборе с зубчатыми штампом и поддоном действию постепенно возрастающей горизонтальной нагрузки до некоторой максимальной ее величины, при которой возникают беспрерывные скольжения (сдвиги) грунта по грунту. По полученному значению сдвигающей силы, которая вызывает незатухающие скольжения грунта, определяют величину сдвигающего напряжения как частное от деления сдвигающей силы на площадь среза. Таким образом, опытами определяется максимальное сопротивление грунта сдвигу, сверх которого грунт уже не может сопротивляться сдвигающей нагрузке, так как возникает беспрерывное скольжение одной части грунта по другой. По результатам нескольких срезов при различных внешних уплотняющих давлениях строится диаграмма зависимости между сжимающими напряжениями и сдвигающими.
Как показывают результаты многочисленных испытаний для сыпучих грунтов, диаграмма сопротивления сдвигу представляет собой строго прямую, исходящую из начала координат и отклоненную под углом к оси давлений. Так как сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление их трению, то угол носит название угла внутреннего трения сыпучего грунта, и коэффициента внутреннего трения.
Зависимость установлена еще Кулоном в 1773 г.1 и может быть сформулирована следующим образом: сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению. Это и есть так называемый закон Кулона (третий закон механики грунтов) для сыпучих грунтов.
Связные грунты (глины, суглинки и супеси) отличаются от сыпучих грунтов тем, что частицы их связаны между собой адсорбированными пленками воды, коагулированными коллоидами и цементирующими веществами, вследствие чего даже при весьма малых деформациях сдвига грунт обладает известной прочностью, обусловленной силами сцепления.
Если общее сопротивление сыпучих грунтов сдвигу зависит от плотности упаковки их частиц, то сопротивление дисперсных связных грунтов сдвигу еще в большей степени зависит от их плотности и непосредственно связанной с ней влажности.
Так как в глинах влажность и давление связаны однозначной зависимостью, то при испытании глинистых и вообще всех дисперсных связных грунтов следует обращать особое внимание на то, чтобы все образцы испытываемого грунта имели практически одну и ту же влажность или плотность. Как было показано выше, это достигается путем испытания нескольких образцов грунта, предварительно уплотненных до наибольшего давления, а затем разгруженных до меньших значений давлений, при которых и определяется предельное сопротивление сдвигу.
Основными видами испытаний на сдвиг являются испытание по открытой системе (консолидированно-дренированное) и быстрое испытание по закрытой системе (неконсолидированно-недренированное). При испытании по открытой системе образцы грунта после разгрузки выдерживают до момента полного затухания их деформаций, т. е. когда давление полностью передастся на скелет грунта. Точно так же и сдвигающую нагрузку, прикладываемую возрастающими ступенями, выдерживают до практически полного затухания деформаций сдвига от каждой ступени в грунтах.
При исследовании связных грунтов испытывают несколько (не менее двух) образцов грунта на предельное сопротивление их прямому срезу. Как отмечалось ранее, при испытании плотных глин на приборах прямого среза необходимо учитывать фактическую поверхность среза, т. е. при небольших нагрузках вводить поправку на косой срез, пересчитывая напряжения по формулам, что может существенно сказаться на величине получаемых расчетных характеристик.
Результаты испытаний грунтов на сопротивление сдвигу изображают в виде диаграммы, откладывая по вертикальной оси максимальное (предельное) сопротивление сдвигу, а по горизонтальной — величину нормального сжимающего напряжения (эффективного давления).
Многочисленные испытания связных грунтов на сопротивление их прямому сдвигу показывают, что все экспериментальные точки при не очень больших давлениях (примерно меньших 7 кг/см2) весьма точно укладываются на прямую линию.
Закон Кулона для связных грунтов, может быть сформулирован следующим образом: предельное сопротивление связных грунтов сдвигу есть функция первой степени от нормального давления (сжимающего эффективного напряжения) и состоит из двух частей: первой, не зависящей от нормального давления, и второй, прямо пропорциональной нормальному давлению.
Величины являются математическими параметрами прямолинейной диаграммы сдвига, постоянными для данного физического состояния грунта (данной его плотности). Если связный грунт испытывает лишь весьма малые деформации сдвига, то его сопротивление будет зависеть почти исключительно от величины с, обусловленной действием всех видов сил связности, которое обычно называется сцеплением грунта, при больших же деформациях к сопротивлению сдвига будет прибавляться второе слагаемое, которое можно рассматривать как сопротивление грунта трению. Однако на практике бывает весьма трудно выделить часть сопротивления сдвигу, не зависящую от нормального давления (сцепление), и часть, ему прямо пропорциональную (трение), так как всякое изменение давлений сказывается не только на второй составляющей, но и на первой.
Если же испытывать глинистый грунт по закрытой системе (недренированное испытание) при различных давлениях, но без изменения содержания влаги (быстрый сдвиг), то обычно сопротивление сдвигу почти не будет зависеть от величины внешнего давления (сжимающего напряжения с), т. е. в этом случае сопротивление сдвигу определится силами сцепления грунта. Отметим, что если испытывать образцы глинистого грунта разной влажности по закрытой системе (недренированно-неконсолидированные испытания), то каждой плотности — влажности будут соответствовать свои значения параметров. Таким образом, сопротивление сдвигу связных деформаций сдвига будет определяться их сцеплением, а чисто сыпучих грунтов — только их трением. Во всех же остальных случаях не представляется возможным отделить «чистое сцепление» от «чистого трения», и расчетные характеристики сопротивления сдвигу грунтов необходимо рассматривать как математические параметры прямолинейной диаграммы сдвига связных грунтов.
Геологические изыскания под частный дом
Стоимость геологических изысканий
Как происходит работа: Договор > Бурение > Технический отчет
Содержание технического отчета
Сделать заказ на геологические изыскания