5. Общие положения о деформациях в грунте. Модуль деформации грунтов. Определение модуля деформации грунта.

6. Сопротивление сдвигу неконсолидированных и консолидированных грунтов. Сопротивление грунтов при трехосном сжатии.

Рис.2.23. Кривые предельных сопротивлений сдвигу связных глинистых грунтов в условиях закрытой системы (неконсолидированно-недренированных): а) зависи­мость сопротивления сдвигу от влажности; б) кривые сдвига при быстром срезе

Для неконсолидированного состояния полностью водонасыщенных связных грунтов, когда полного уплотнения от данной нагрузки еще не дос­тигнуто, часть сопротивления сдвигу грунта, зависящая от величины нор­мального давления, будет меньше, так как на скелет грунта передается лишь эффективное давление σ, равное разности между полным давлением σ и нейтральным и. В данном случае значение сопротивления сдвигу полностью водонасыщенного связного грунта при незавершенной консолидации будет промежуточным между сопротивлением сдвигу, соответствующим началь­ной влажности грунта, и сопротивлением, соответствующим стабилизиро­ванному его состоянию:

τ_пред = tgφ(σ-и) или τ_пред = tgφσ+с

где и - нейтральное (поровое) давление, соответствующее данной степени консолидации; с - эффективное сцепление.

Н.Н.Масловым был предложен метод учета неполной консолидации пылевато-глинистых грунтов, который сводится к испытанию образцов грун­та на неконсолидированный сдвиг через различные промежутки времени после приложения давлений одной и той же интенсивности. После сдвига из области среза берут пробы грунта для определения его влажности. По этим манным можно построить график зависимости предельного сопротивления грунта сдвигу от влажности. Серия таких испытаний при различных давле­ниях Р_n дает возможность построить графики кривых предельного сопротивления сдвигу как функции влажности (рис.2.24,а). Пользуясь этими данными, можно построить график зависимости предельного сопротивления сдвигу от давления для любой влажности (рис.2.24,б), а по полученным характеристикам - график зависимости удельного сцепления и угла внутреннего трения от влажности (рис.2.25).

Сопротивление грунтов сдвигу при трехосном сжатии

Испытания грунта на трехосное сжатие обычно проводят в стабилометрах (рис. 2.12, а), где цилиндрический образец грунта 1, заключенный в резиновую оболочку 2, предварительно подвергают всестороннему сжатию с интенсивностью рз путем повышения давления в жидкости 3, заполняющей полость прибора. Затем через шток 4 к поршню 5 прикладывают вертикальную нагрузку F, создавая на грунт давление р1 (после суммирования с рз). Давления p1 и р3 вызывают в образце главные напряжения σ1 и σ3. Увеличивая σ1 можно достигнуть разрушения образца либо в виде сдвига по наклонной поверхности, либо в виде существенного расширения в стороны в результате уменьшения высоты.

Рис. 2.13. Круги Мора, построенные по результатам испытания образцов грунта на сжатие в стабилометре

Зная главные напряжения в момент разрушения образца, строят круг напряжений Мора (рис. 2.13). Проводя несколько таких испытаний при различных значениях σ3, находят огибающую кругов Мора. На участке напряжений σ₁ возникающих в основаниях сооружений, огибающую можно принять в виде касательной прямой, как при испытании грунтов на прямой сдвиг. Эта прямая для связных грунтов пересекается с осью σ левее начала координат и отсекает на ней отрезок р_е.