Закон Кулона. Граничний опір зсуву піщаних та зв’язних грунтів

О п і р г р у н т і в з с у в у.

Під дією зовнішнього навантаження в окремих точках масиву зовнішні напруги можуть перевизити внутрішні зв’язки між частинками і тоді виникнуть зрушення одних агрегатів відносно других, порушиться суцільність грунту, тобто буде порушена його суцільність. У сипучих грунтів опір зрушенню буде залежати від сил тертя між частинками, у зв’язних, окрім того, такий опір будуть чинити сили внутрішнього зачеплення між водно-колоідними оболонками, які оточують частинки. Характерна поява таких зрушень є сповзання укосів грунту під дією власноі ваги. Опір структурних зв’язків переміщенню частинок і є сила зачеплення. Розкладати опір зрушення окремо на опір зрушення та опір тертя неможливо—вони в глинястих грунтах діють одночасно Показники опору грунту зрушення—це головні показники міцності, їх особливістю є те, що вони не постійні, залежать відтиску і умов контакту між частинками.

Граничній опір зрушенню визначають шляхом випробування на приладах (Рис. 8.3.З. ст..93). Зразок грунту вміщають у прилад, одна половина якого залишається нерухомою, а друга може переміщатися під дією горизонтальнього навантаження Т. Для виявлення залежності між опором зрушення τ і вертикальною напругою Ϭ, дослід проводять при декількох вертикальних навантаженнях, які напротязі одного випробування залишаються постійними і визначаються за формулою.

Ϭ =Р/А (8.8) тут Р-сила навантаження, А-площа перерізу. Навантаження Т прикладують ступенями поки не відбудеться зрушення. За даними

досліду будують график- τ=f(dl) (Рис. 8.4.а. З. ст..93), на основі якого будують τ =f(Ϭ) (Рис. 8.4.б.З.), тут dl - горизонтальна деформация зра зка, τ- визначається за формулою:

Рис.8.3Схема прилада для Рис. 8.4. Графіки опору зсуву.

Випробувань на зсув. а)-для переміщень; б)-для гранич. опору.

τ =Т/А (8.9.)

тут …τ -горизонтальний опір зрушенню. Для сипучих грунтів між Ϭ i τ існує лінійна залежність

τ =Ϭi.tgφ (8.10)

тут tgφ - коефіцієнт внутрішнього тертя, φ⁰-кут внутрішнього тертя.

залежність (8.10.) є закон Кулона (1773р), згідно якого: гранічний опір сипучих грунтів зрушеню прямо пропорційний

зовнішньому нормальному тиску.

Для глинястих грунтів дана залежність на деяких ділянках нелінійна (Рис.8.5.З. ст93),

Рис.8.5Графік опору зсуву зв’язного грунту.

яку можно вважати приблизно лінійною і вона має вигляд:

τ =tgφ.Ϭ_i +c (8.10.a)

тут с-питоме зчеплення. Для таких зв’язних грунтів закон Кулона формулюється як: граничний опір зрушенню при завершеній консолідаціі - функція першого ступеня від нормальної напруги.

На основі графіка Рис.8. 5. можно отримати залежності:

с=Рe.tgφ (8.11.) та Pe=с.сtφ (8. 12.)

тут Рe-ф і к т и в н й т и с к з в’ я з н о с т і.

Дата добавления: 2013-12-12