Визначення характеристик міцності глинистого ґрунт у методом одноплощинного зрізування

 Загальне ознайомлення з поняттями, що характеризують опір ґрунтів зрушенню (зсуву), та лабораторними методами його визначення здійснюється вивченням пункту 3.1.4 навчального посібника «Інженерна геологія».

В лабораторних умовах опір ґрунтів зрушенню найчастіше визначають методом зрізування зразків ґрунту по одній фіксованій площині (рис. 3) в зрізному приладі (рис. 4) з верхньою рухомою обоймою, або з нижньою рухомою обоймою для випробування пісків. Зразок ґрунту має форму циліндра діаметром не менше 7,0 см і висотою не більше 0,5 і не менше 0,33 діаметра.

Опір зсуву піщаних ґрунтів зумовлюється в основному тертям між частинками ґрунту. Проведемо такий дослід. В прилад, який складається з двох поставлених один на одного циліндрів (нижній з яких закріплений нерухомо, а верхній може вільно переміщуватись в горизонтальній площині АВ під дією горизонтального зусилля, котре прикладається до нього через блок та систему важелів), помістимо зразок грунту (рис. 3, а). На грунт через поршень приладу передамо горизонтальне зусилля S, котре будемо поступово збільшувати. При деякому значенні сили S верхній циліндр разом з грунтом прийде в рух вздовж площини АВ (рис. 3, б). В цей момент сила S буде дещо перевищувати силу t, котра направлена в протилежний бік і створює опір зсуву. Ця сила t називається силою тертя.

Випробовуваннями ґрунтів методом одноплощинного зрізування визначаються характеристики міцності – опір ґрунту зсуву (τ), кут внутрішнього тертя ґрунту (φ) та питоме зчеплення ґрунту (с) . Ці характеристики використовують для визначення розрахункового опору ґрунту для розрахунків стійкості основ, земляних споруд та укосів і схилів, для визначення бічного тиску ґрунту на огороджуючі конструкції і для рішення інших задач використовуючи формулу

 

                              (10)

 

У даній навчальній лабораторній роботі ґрунт досліджується за методом консолідовано-дренованого зрізування – для пісків та глинистих ґрунтів у стабілізованому стані незалежно від їх ступеня вологості.

Опір ґрунту зсуву (τ) визначають не менш ніж для трьох різних значень нормальних напружень (σ) на зразках ґрунту, взятих з одного однорідного за будовою і складом моноліту, або, в окремих випадках, на зразках, підготовлених в лабораторії.

Д а н о: прилад для зрізування ґрунтів, прилад для попереднього ущільнення ґрунтів, паперові фільтри, індикатори, зразки глинистого ґрунту.

З а в д а н н я:  ознайомитись з методикою визначення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення глинистого ґрунту

Х і д р о б о т и:

1. Підготовка зразків ґрунту. В прилад попереднього ущільнення вміщують зразки глинистого піщаного ґрунту, замочують їх, після чого ущільнюють перший зразок під тиском Р = 0,1 МПа, другий під тиском Р = 0,2 МПа, третій під тиском Р = 0,3 МПа. Нормальний тиск передають ступенями ∆ Р = 0,025-0,1 МПа. Кожний ступінь витримують не менше 30 хвилин, а кінцевий ступінь – до умовної стабілізації деформації стиснення. За умовну стабілізацію деформації слід приймати її приріст, який не перевищує 0,01 мм за час, не менший для супісків – 2 год; суглинків з числом пластичності  І_р < 12% – 6 год; суглинків з І_р > 12% і глин – 12 год; для просідаючих ґрунтів – 3 години.

(Підготовку зразків і ґрунту виконують в лабораторії заздалегідь).

2. Зразок ґрунту в гільзі, підготовлений в приладі попереднього ущільнення, зверху і знизу накривають паперовими фільтрами і вміщують у зрізуючий пристрій (3) приладу для зрізування ґрунтів (рис. 5). Зрізуючий пристрій (зрізувач) складають так, як це показано на рисунку 5, після чого приладу надають робочий стан. Для цього обертанням маховика підіймають тяговий циліндр, до утворення поміж верхньою і нижньою обоймами зазора розміром 0,5-1,0 мм, який утворюють настановними гвинтами (4). Докладанням гирь на важіль нормального тиску через коромисло механізму вертикального тиску і штамп створюють на зразок обумовлений нормальний тиск.

3. Встановлюють індикатор (5) для замірювання горизонтальних деформацій. Навантаження М на важіль розраховують за формулою

 

                       , кг,                     (11)                    

 

де Р – нормальний тиск, МПа;

А – площа поперечного перерізу зразка (А = 40 см²);

m – маса рухомої частини механізму передачі нормального тиску                   (m = 5,0кг);

n – кратність збільшення навантаження важеля (n = 10).

Для створення нормального тиску 0,1; 0,2; 0,3 МПа треба відповідно покласти гирі загальною масою 3,5; 7,5; 11,5 кг.

4. Горизонтальні зрушуючі зусилля створюють докладанням гирь на важіль механізму горизонтального зрізування. Величина ступеня зрушуючих зусиль повинна становити 5% від нормального тиску Р, здійсненого на зразок ґрунту. З метою скорочення тривалості досліду під час навчання дозволяється збільшувати величину ступеня до 12,5%.

Для створення певного значення τ необхідно на важіль механізму горизонтального зрізування покласти гирі загальною масою Т_і

, кг.                         (12)

Докладання вантажу кожного наступного ступеня виконують після того, коли деформація зсуву від попереднього ступеня навантаження не буде перевищувати 0,01 мм за 1 хвилину, що вважається умовною стабілізацією деформацій зрушення (зсуву). Після настання стабілізації записують показання індикатора. Дослід слід вважати закінченим, якщо з докладанням чергового ступеня дотичного навантаження відбувається миттєвий зсув однієї частини зразка відносно другої, або загальна деформація зрізання перевищує 5 мм. Після цього випробовують інші зразки з іншими значеннями стискуючого навантаження. В навчальних дослідженнях випробовують три зразки ґрунту.

5. Результати значень деформацій зсуву записують в таблицю 10.

 

Т а б л и ц я 10

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: