Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии

Испытание грунтов на трехосное сжатие производят в стабилометрах (рис. 2.12). Цилиндрический образец грунта 1, заключенный в резиновую оболочку 2, предварительно подвергают всестороннему сжатию напряжениями путем повышения давления в жидкости 3, заполняющей полость прибора. Затем через шток 4 к поршню 5 прикладывают вертикальную нагрузку F, которая вместе с давлением в жидкости создает напряжение в грунте . Увеличивая , можно достигнуть разрушения образца.

Рис. 2.12. Схема стабилометра

1 - цилиндрический образец грунта; 2 - резиновая оболочка; 3 - жидкость, заполняющая полость прибора; 4 - шток; 5 - поршень

Как видно из чертежа, к наклонной площадке приложена равнодействующая напряжений и под углом . При изменении угла , определяющего положение наклонной площадки, угол меняется в пределах . Для сыпучих грунтов угол не может быть больше угла внутреннего трения . Следовательно, условие предельного равновесия для сыпучих грунтов запишется в виде:

. (2.28)

Значение и, следовательно, можно найти из следующих соображений. Из Сопротивления материалов известно, что при плоском напряженном состоянии напряжения по наклонным площадкам определяются формулами:

Полное напряжение по наклонной площадке равно:

.

Следовательно:

.

Исследуя эту функцию на экстремум:

,

получим:

.

С учетом соотношения (2.28), условие предельного равновесия для сыпучих грунтов запишется в виде:

. (2.29)

Для связных грунтов давление связности рассматривается как сила (удельная) всестороннего обжатия, равная . Прибавляя в выражении (2.29) к и по , получим условие предельного равновесия для связных грунтов:

. (2.30)

Дата добавления: 2014-01-20