Испытания на одноплоскостной сдвиг

Одноосные испытания.

Данные испытания проводятся, как правило, для образцов скальных грунтов. В опытах используются цилиндрические образцы диаметром или стороной сечения 40...45 мм. Условия испытания те же, что и описанные в предыдущей лекции, только нагружение ведется до полного разрушения образца. Получаемая при этом величина

R_c=F_np/A,

где F_np — предельное разрушающее усилие, А — площадь поперечного сечения образца, называется прочностью образца грунта на одноосное сжатие.

Для различных скальных грунтов она изменяется в широких пределах: от 1...5 МПа для мелов, очень слабых известняков и песчаников до 250...300 МПа и более для очень прочных базальтов, габбро, мраморов.

Сопротивление растяжению (R_р — прочность образца грунта на одноосное растяжение) может быть определено непосредственными испытаниями прямыми или косвенными методами. Однако с достаточной для инженерных целей точностью Rp для образцов скальных грунтов можно принимать равным (1/10......1/20) R_c,

Важно отметить, что характеристики прочности и R_p скальных грунтов в массиве из-за влияния трещиноватости резко снижаются.

При испытаниях используют сдвиговый прибор (рис. 7.1). По существу, это тот же компрессионный прибор (см. лекции ранее), у которого металлическое кольцо разделено на две части: верхнюю и нижнюю. Между ними имеется зазор, образующий плоскость, по которой произойдет сдвиг одной части образца по другой неподвижной части. Как и при компрессионных испытаниях, образец грунта помещается в металлическое кольцо, на него с помощью штампа ступенями передается сжимающее усилие F, под действием которого грунт уплотняется до требуемого состояния. Осадка образца s под действием ступенчато возрастающего сжимающего напряжения σ=F/A измеряется индикаторами, установленными на штампе.

Рис. 7.1. Схема сдвигового прибора

Затем при постоянном значении σ = const к верхней каретке прибора также ступенями прикладывается горизонтальное усилие Т. Под действием возникающих в плоскости зазора касательных напряжений τ = Т/А развиваются горизонтальные перемещения верхней части образца δ, измеряемые индикатором, установленным на верхней каретке прибора. Обычно образец выдерживают при данной ступени нагрузки Т до полной стабилизации горизонтальных перемещений от этой нагрузки, после чего прикладывают новую ступень нагрузки.

По мере увеличения τ интенсивность горизонтальных перемещений δ возрастает и при некотором предельном значении τ = τ _пр дальнейшее перемещение образца происходит без увеличения сдвигающего напряжения. Это свидетельствует о разрушении образца грунта при заданном значении σ за счет сдвига по фиксированной зазором поверхности.

Предельное значение τ, при котором начинается разрушение образца, называется сопротивлением сдвигу.

Подобные испытания проводятся для нескольких образцов грунта, находящихся в одинаковом состоянии («образцов-близнецов»), при разных значениях σ. Опыт показывает, что увеличение сжимающего напряжения, действующего на образец грунта, приводит к возрастанию величины τ_пр. Характерный режим испытания трех образцов песчаного грунта при σ ₃ > σ ₂> σ ₁ –const показан на рис. 7.2, а.

Дата добавления: 2014-01-05