Лабораторная работа №7 Определение характеристик предельного сопротивления грунта сдвигу (гост 20276-99)

Цель работы - определить удельное сцепление и угол внутреннего трения пылевато-глинистого грунта.

Сопротивление сдвигу определяется в условиях предельного равновесия грунта и равняется наименьшему касательному напряжению, при котором грунт, находящийся под нормальным давлениемр, разрушается (сдвигается).

В песчаных (несвязных) грунтах сопротивление сдвигу обусловлено силами внутреннего трения между частицами грунта.

Сопротивление сдвигу связных грунтов складывается из двух частей: сил внутреннего трения и сил сцепления. Только преодолев эти силы, можно вызвать сдвиг одной части грунта относительно другой.

Зависимость между сопротивлением сдвигу и нормальным давлением устанавливается экспериментально.

Предельной сопротивление грунтов сдвигу есть функция первой степени от нормального давления (закон Кулона):

для песчаных грунтов

для глинистых

где р- нормальное напряжение по площадкам сдвига, МПа;

- угол внутреннего трения, град;

с- удельное сопротивление, МПа.

Различают быстрый сдвиг, когда за время испытаний влажность практически не изменяется (закрытая система), и медленный, когда вода свободно выдавливается из пор грунта (открытая система).

В лаборатории опыт проводится по открытой системе в сдвижном приборе ПСГ-2.

В ходе эксперимента сдвигающая сила постепенно (ступенями) увеличивается до тех пор, пока её величина не превзойдет прочность образца на сдвиг.

Оборудование и материалы:

• Сдвижные приборы с наборами гирь.

• Индикаторы для измерения деформаций.

• Часы с секундной стрелкой.

• Образцы глинистого грунта в кольцах - Зшт.

Величины ступеней сдвигающих нагрузок (вес гирь)

Нормальные напряжения на поверхности сдвига, МПа	Ступени сдвигающей нагрузки, Н (г)
	первая q1	вторая q2	третья и все последующие q3,i
Р1=0,1	8 (800)	4 (400)	2 (200)
Р2= 0,2	16(1600)	8 (800)	4 (400)
Рз= 0,3	24 (2400)	12(1200)	6 (600)

Данные хода опыта по определению предельной сдвигающей нагрузки при нормальном напряжении р=0,2МПа

Номер ступени нагрузки	Величина ступени нагрузки qi, Н	Суммарная нагрузка на подвеске (от начала опыта)	Время от начала приложения данной ступени нагрузки t, мин	Отсчет по индикатору, мм	Деформация сдвига за каждую минуту, мм
1	16	16	0	10,143	0
			1	9,272	0,871
			2	9,197	0,946
			3	9,165	0,978
			4	9,143	1
			5	9,124	1,019
			6	9,113	1,03
			7	9,105	1,038
			8	9,103	1,04
2	8	24	9	8,108	2,035
			10	7,803	2,34
			11	7,638	2,505
			12	7,563	2,58
			13	7,518	2,625
			14	7,506	2,637
			15	7,504	2,639
3	4	28	16	6,02	4,123

График зависимости величины сдвига и нагрузки от времени.

Касательное напряжение в плоскости сдвига, соответствующее нагрузкеF_u, равно сопротивлению грунта сдвигу при данном нормальном напряжении р:

где А - площадь поверхности сдвига, 40 см².

Результаты определения сопротивления грунта сдвигу

Номер подгруппы	Нормальное напряжение в плоскости сдвига р, МПа	Величина предельной горизонтальной нагрузки Fu , H (г)	Сопротивление грунта сдвигу МПа
1	0,1	14	0,035
2	0,2	28	0,07
3	0,3	42	0,105

График зависимости τ от P.

Угол внутреннего трения грунта :

Удельное сцепление с = 0,01 МПа.