Испытания грунтов, выполняемые при контроле за напряжениями и деформациями

Различие между этими двумя методами испытания в приложении к опытам на простой сдвиг с одной плоскостью среза образца иллюстрируется рис. 7.21. В первом случае (рис. 7.21, а) нагрузка Pt, вызывающая срез образца, постепенно увеличивается вплоть до момента среза. Это условие может быть осуществлено за счет веса воды в специальных сосудах, в частности веса воды W, для уравновешивания веса загрузочного устройства. Деформация сдвига образца при увеличении нагрузки Pt измеряется с помощью мессуры 1. Кривая зависимости между касательными напряжениями и деформацией вида b дает результаты такого опыта, известного под названием испытания с контролем за напряжениями. Благодаря относительной простоте установки, требуемой для проведения опыта, этот метод находил широкое применение при испытании грунтов вплоть до 1938 г.

При испытании с контролем за деформациями, схема которого показана на рис. 7.21,б, деформация сдвига контролируется таким образом, что в течение всего опыта скорость нарастания деформации остается постоянной и заданной. Это может быть достигнуто поворотом маховичка 4 рукой или с помощью электропривода; для горизонтального перемещения каретки прибора служит червяк 5. Заданная постоянная скорость перемещения регистрируется мессурой 1. Сопротивление сдвигу образца грунта применительно к такому перемещению измеряется динамометром в виде кольца 6. Такие кольца зачастую изготовляются из обойм шариковых подшипников. В пределах определенного интервала нагрузок зависимость между осевой деформацией кольца и нагрузкой носит линейный характер. Благодаря этому кольца могут быть протарированы, и изменение их диаметра, измеряемое мессурой 7, позволяет устанавливать величину нагрузки, передаваемой кольцом в этот момент на испытуемый образец. Почти все установки для испытания таких материалов, как сталь и бетон, на сжатие и растяжение работают исходя из принципа контроля за деформацией образца. Все виды испытания на сдвиг, описанные выше (простое, трехосное и одноосное напряженные состояния), могут проводиться под контролем как за напряжениями, так и за деформацией образца. Только при проведении опытов по методу испытания в замкнутой камере может быть использован лишь один из них — контроль за напряжением.

Испытания с контролем за деформацией образца проводятся более просто и имеют преимущество перед вторым видом испытания в более простой регистрации не только пикового сопротивления, но также и меньшего сопротивления после довольно значительных деформаций образца, вызвавших частичное нарушение структуры грунта. Преимущества приборов, основанных на принципе контроля за напряжениями, относятся главным образом к некоторым специальным проблемам исследовательского характера.