Испытания грунтов на прямой сдвиг » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Испытания грунтов на прямой сдвиг

03.07.2021

В эту категорию попадают три основных типа приборов: прибор со сдвигом по одной плоскости, то же, по двум плоскостям и кольцевой прибор для испытания грунта в условиях прямого сдвига в одной плоскости.

На рис. 7.6 показана принципиальная схема прибора прямого сдвига образца грунта по одной плоскости. Прибор этого типа — наиболее старый и простой среди существующих приборов для испытаний грунтов на сдвиг. Образец грунта закладывается в прибор между двумя зубчатыми или решетчатыми пластинами а, которые способствуют равномерному распределению сдвигающего усилия Pt по всей площади образца. Пластины а могут быть как водопроницаемыми, так и непроницаемыми, в зависимости от заданных условий дренирования образца. В процессе испытания нормальное усилие Pт поддерживается постоянным. Сдвигающее усилие Pt постепенно увеличивают до тех пор, пока по плоскости SS не произойдет сдвиг образца. Перемещения в горизонтальном и вертикальном направлениях измеряются чувствительными мессурами (на рис. 7.6 не показаны). Обычно нижняя часть прибора неподвижна, а верхняя может перемещаться. Иногда применяется обратная схема, но, очевидно, ее использование нежелательно, так как при этом возникает препятствие небольшому расширению образца, которое имеет место при сдвиге в плотных зернистых грунтах. В результате при проведении опытов в таких приборах значения сопротивления грунтов сдвигу получаются завышенными.

На рис. 7.7 показана принципиальная схема прибора с прямым сдвигом образца по двум плоскостям. Сдвигающее усилие Pt прилагается к центральному подвижному кольцу, что вызывает сдвиг по двум плоскостям SS. Зачастую два внешних кольца делаются несколько длиннее, чем центральное. Тогда нормальное усилие Pn будет передаваться на плоскость SS не полностью — часть его будет теряться на трение по стенкам внешних колец. Такое положение может привести к получению заниженных значений сопротивления сдвигу. С другой стороны, в этих условиях возникает некоторое препятствие расширению при сдвиге плотных песков. Часто приборы конструируются таким образом, что внутренняя трубка специального грунтоноса с заполняющим ее грунтом служит кольцом, которое устанавливается непосредственно в прибор. Такой метод в действительности не обладает теми преимуществами, которые он должен был бы с первого взгляда иметь.

На рис. 7.8 приведена принципиальная схема кольцевого прибора с прямым сдвигом образца по одной плоскости. Касательные напряжения р, создаются в нем посредством внешнего момента вращения Mt. Следует отметить, как это вытекает из схемы, что касательные напряжения pт оказываются в этом случае большими у внешних кромок плоскости SS, вдоль которой происходит срез образца. Это является недостатком прибора, приводящим к трудности точной оценки результатов опыта. Кроме того, в полую кольцевую обойму прибора можно легко загрузить только образцы грунта в перемятом виде и с нарушенной структурой. С другой стороны, в этом приборе величина перемещения, возникающего в результате среза, не ограничивается. Это обстоятельство при изучении некоторых специальных проблем, связанных, например, с процессом восстановления во времени сопротивления сдвигу некоторых глин с нарушенной структурой, может рассматриваться как достоинство прибора.

На рис. 7.9 находит отражение традиционный способ графического оформления и интерпретации результатов испытаний на прямой сдвиг. Испытание требует по меньшей мере трех опытов, проводимых под разными нагрузками рn каждый раз на новом образце, вырезанном из того же самого монолита. Сопротивление сдвигу s=Pt/A, полученное в каждом из трех опытов, откладывается на графике применительно к тем или иным нормальным напряжениям рn1, приложенным к образцам. Таким образом, на графике получаются три точки, например точки 1, 2 и 3 на рис. 7.9, соответствующие нормальным напряжениям, допустим 1, 2 и 3 т/фут2. Эти три точки лежат обычно на более или менее прямой линии. Наблюдаемый в ряде случаев некоторый разброс опытных точек вызывается ошибками, допущенными при опытах, или несущественным изменением свойств грунта в трех испытываемых образцах. Наклон линии, проходящей через точки 1, 2 и 3, отвечает величине tg ф, где ф представляет собой угол внутреннего трения.
Испытания грунтов на прямой сдвиг

При испытании идеально сыпучих грунтов продолжение этой линии должно проходить через начало координат 0. Такое положение будет и при испытании образца глинистого грунта, тщательно перемятого в лаборатории после добавления к грунту воды и помещенного в прибор для сдвига в полужидком состоянии, а затем повторно уплотненного при нормальном давлении рn. Однако угол ф, полученный в этом случае, будет сильно изменяться в зависимости от соответствующей методики испытания. При испытании глин с естественной ненарушенной структурой продолжение линии, проходящей через точки 1, 2 и 3, будет отсекать, как это явствует из рис. 7.9, на оси ординат отрезок, определяемый точкой 4. Расстояние 0—4 представляет собой величину сцепления грунта с. Однако сопротивление глинистых грунтов сдвигу при нулевом нормальном напряжении отнюдь не будет обязательно отвечать этой величине исходя из уравнения Кулона (7.1). Сопротивление сдвигу некоторых глин при нормальных напряжениях, меньших, чем в точке 5 на рис. 7.9, определяется штрихпунктирной линией и стремится к нулю при нулевом их значении. Такое положение может возникнуть вследствие того, что набухание полностью водонасыщенных образцов при уменьшении нормальных напряжений, как это видно из компрессионной кривой, изображенной на рис. 6.5, резко усиливается.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: