Материал: 2060

16

ническую прочность грунтов, т.е. способность сопротивляться разрушению или развитию больших пластических деформаций под воздействием механических напряжений. Причем если деформационные характеристики определяются при напряжениях, не приводящих к разрушению (т.е. до критических), то параметры прочности грунтов находятся при нагрузках, приводящих к разрушению грунта (т.е. предельных).

Физическая природа прочности грунтов определяется силами взаимодействия между частицами, т.е. зависит от прочности структурных связей. Чем больше силы взаимодействия между частицами грунта, тем выше его прочность в целом.

17

Сопротивление грунтов сдвигу изучают в условиях предельного напряженного состояния (критическое значение напряжения, которое может выдержать образец грунта без разрушения).

Разрушение грунта происходит за счет сдвига одной его части по другой. Сопротивление сдвигу обусловлено трением перемещающихся частиц и сцеплением между ними.

Показатели сопротивления сдвигу – угол внутреннего трения

(φ), а в связных грунтах к трению добавляется еще сцепление (с). Ве- СибАДИличина этих показателей меняется в зависимости от влажности грун-

тов. Так в гл н стых грунтах (супеси, суглинки, глины) с ростом влажности закономерно снижается и величина сцепления (за счет ос-

лаблен я структурных связей), и величина угла внутреннего трения

(за счет смазывающего действия воды, снижающего трение на контактах част ц). Сух е маловлажные глинистые грунты твердой кон-

систенц всегда о ладают ольшим углом внутреннего трения и

значительным сцеплен ем по сравнению с тем же грунтом в пластичной или текучей конс стенции.

Грунты в основании сооружений испытывают воздействие не только нормальных, но и касательных напряжений. Когда касательные напряжения во всех точках грунта достигают предельного сопротивления сдвигу, наступает предельное равновесие, или предельное напряженное состояние грунта.

Таким образом, предельным напряженным состоянием грунта называют такое состояние, при котором малейшее увеличение внешнего воздействия вызывает нарушение равновесия; при этом сопротивление сдвигу равно предельному значению. Грунт приходит в неустойчивое состояние – в массиве возникают поверхности скольжения, нарушается прочность связей между частицами грунта их агрегатами. Это может привести к выпору грунта из-под фундаментов и большой осадке последних, к сползанию массы грунта в откосах. Возведение сооружений на грунте, находящемся в предельном напряженном состоянии, недопустимо. Поэтому важно правильно оценить максимально возможную нагрузку на грунт, при которой он еще будет находиться в равновесии, без потери устойчивости.

Характеристики сопротивления грунтов сдвигу рассматриваются как прочностные показатели и используются при определении несущей способности оснований сооружений, устойчивости грунта в откосах, при определении давлений грунта на ограждающие конструкции (подпорные и шпунтовые стенки, устои мостов и т.п.).

Сопротивление грунтов сдвигу определяют в лабораторных условиях на одноплоскостных приборах прямого среза.

18

Испытания проводят на нескольких образцах с целью получения ряда экспериментальных точек для построения графической зависимости между нормальными и касательными напряжениями p и τ, МПа, предварительно уплотненных разными вертикальными давлениями р. Величина нормального давления p от нагрузки уплотнения

составит р=P/A , τ=T/A, где P и T – соответственно нормальная и касательная силы к плоскости среза; A – площадь среза.

Зависимость между p и τ для сыпучих грунтов выражена прямой линией, выходящей из начала координат (рис.7, б). Угловой коэффициент прямой представляет собой тангенс угла внутреннего трения φ

Это уравнение представляет собой математическое выражение закона Кулона для связных грунтов. Таким образом, с и φ являются параметрами прочности грунта.

Параметры прочности определяют на приборе прямого среза системы ГГП-30 (прибор одноплоскостного среза с подвижной верхней кареткой) в режиме контроля за напряжениями по методике медленного среза уплотненных образцов (консолидированный срез).

19

При испытании по методике медленного среза уплотненных образцов каждый образец в условиях двухстороннего дренирования предварительно уплотняется заданным нормальным давлением до прекращения деформаций (до стабилизации). После чего он при том же нормальном давлении срезается в приборе путем медленного при-

грунта; 7 – соед н тельные винты

Прибор системыАГГП-30 состоит из срезывателя (рис. 8), имеющего нижнюю неподвижную и верхнюю подвижную обоймы, и двух нагру-

зочных устройств для передачи вертикальной (нормальной) и горизонтальной (сдвигающей) нагрузок на образец грунта. Горизонтальная нагрузка прикладывается к верхней подвижной обойме срезывателя. Образец грунта цилиндрической формыДпомещается внутри срезывателя.

При срезе верхняя подвижная обойма вместе с частью образца смещается относительно нижней обоймы. Считается, что срез происходит по плоской горизонтальной поверхности. Горизонтальные перемещения верхней обоймы регистрируются часовым индикатором. Площадь поперечного сечения образца грунта А 40 смИ2; его диаметр d 71,4

мм; соотношение плеч рычагов, передающих вертикальную и горизонтальную нагрузки, 1:10.

Необходимоеоборудование

Прибор предварительного уплотнения образцов грунта ГГП-29; прибор прямого среза ГГП-30; бумажные фильтры; индикатор часового типа; секундомер.

20