Випробування ґрунтів на пряме зрушення

Поняття про опір зрушенню у зв’язаних і незв’язаних ґрунтах.

Під дією зовнішнього навантаження в окремих точках масиву ґрунту зовнішні напруження можуть перевищити сили внутрішніх зв'язків між частками, через що виникають зрушення одних агрегатів відносно других і порушується суцільність ґрунтового масиву, тобто вичерпується його міцність. Проявами таких зрушень є зсувні процеси, видавлювання ґрунту з-під фундаментів тощо.

У незв'язних ґрунтах опір зрушенню залежить від сил тертя між частками, а у зв'язних - ще й від сил внутрішнього зчеплення між водно-колоїдними оболонками часток. У процесі зрушення виникають взаємні зміщення часток. Вони стають можливими тоді, коли дотичні напруження перевищують сили, що утримують між собою частки ґрунту в точках контакту.

У незв'язних і пухких зв'язних ґрунтах опір зрушенню зростає поступово із збільшенням деформацій унаслідок стиснення частинок та структурних агрегатів один до одного в початковій стадії зрушення й зростання кількості контактів між ними. При цьому в загальному випадку до перевищення внутрішніх сил між частками ґрунт ущільнюється, а після зрушення - розпушується.

У зв'язних ґрунтах під силами зчеплення розуміють опір структурних зв'язків усякому переміщенню часток, які вони об'єднують, незалежно від зовнішнього тиску. Тобто, крім жорстких структурних зв'язків у точках контакту часток, опір зсуванню одночасно чинять ще й оболонки зв'язної води.

Важливою особливістю опору ґрунту зрушенню є те, що величина цього параметра не постійна, а залежить від тиску та умов контакту між частками.

У лабораторних умовах за ДСТУ Б В.2.1-4-96 характеристики міцності найчастіше визначають шляхом випробування на пряме зрушення у відповідному приладі (рис. 4.11). Власне, це той же компресійний прилад (див. рис. 4.4), в якому металева обойма (кільце) розділена на верхню, що може перемішуватись під дією горизонтального (дотичного) навантаження Q, і нижню, нерухому, частини. Між цими частинами кільця встановлюють проміжок 0,5-1 мм, що задає площину, за якою відбудеться зрушення рухомої частини зразка за нерухомою. Аналогічно компресійним випробуванням на зразок ґрунту в кільці через штамп передають стискаючу (нормальну) силу F. Горизонтальні переміщення верхньої частини зразка Δℓ фіксують індикатором, установленим на верхній каретці приладу.

Рис. 4.11. Схема приладу для випробувань ґрунтів на пряме зрушення.

Для встановлення залежності між опором зрушенню τ=Q/A і вертикальним напруженням σ=F/A, де А - площа поперечного перерізу зразка, дослід проводять при кількох вертикальних напруженнях, які протягом одного випробування залишаються постійними. Навантаження Q прикладають ступенями, поки не відбудеться зрушення (або переміщення Δℓ не досягне 5 мм). Після випробування будують графік у координатах “опір зрушенню τ - переміщення Δℓ” (рис. 4.12, а). За ним визначають граничний опір зрушенню τ і за результатами серії випробувань будують ще один графік у координатах "граничний опір зрушенню τ - вертикальне напруження σ ” (рис. 4.12, б).

Рис. 4.12. Схема приладу для випробувань ґрунтів на пряме зрушення.	Рис. 4.13. Графік опору зрушенню зв'язного ґрунту.

Дата добавления: 2014-01-04