Полевые методы испытания на сдвиг.

Условия прочности несвязных связных грунтов ( испытания в стабилометре).

Испытания по схеме трехосного сжатия.

Сдвиговые характеристики грунта можно определять в приборе трехосного сжатия – стабилометре.

Порядок проведения испытания:

Цилиндрический образец грунта в резиновой оболочке 1 помещается в рабочую камеру прибора 2, заполненную водой. Нормальное напряжение σ₁ создается в образце через штамп 3 с помощью нагрузочного устройства. Боковое напряжение σ₂ = σ₃ создается в воде рабочей камеры гидростатическим давлением. Измерение давления в камере производится манометром 4, вертикальных перемещений – индикаторами 5. Краны – 6.

Стабилометр

Прочностные характеристики в стабилометре определяются испытанием нескольких образцов – близнецов. В каждом испытании при возрастающем вертикальном давлении и фиксированном боковом произойдет разрушение образца.

Эти величины напряжений σ₁ и σ₃ откладываются на горизонтальной оси графика и строится круг Мора: (теория прочности Кулона – Мора: среднее главное напряжение σ₂ не влияет на сопротивление грунта срезу).

График испытания несвязного грунта

Касательная из начала координат – линия предельного равновесия. Угол φ определяется по графику.

Из рассмотрения ΔОО₁В можно написать основное уравнение предельного равновесия для несвязного грунта:

Для глинистого (связного) грунта график испытания в стабилометре будет выглядеть:

График испытания связного грунта

Основное уравнение предельного равновесия для глинистого грунта:

1. Основным способом определения предельного сопротивления сдвигу является метод крыльчатки – лопастные испытания на сдвиг при кручении впервые предложены в Швеции под названием «vane test». В настоящее время их широко применяют для испытания пластичных слабых глинистых и илистых грунтов, а также водонасыщенных супесчаных грунтов, пробы которых взять трудно, не нарушив их структуру.

Метод крыльчатки

Порядок проведения испытания:

В забой скважины ниже конца обсадной трубы в грунт вдавливается лопастная крыльчатка (крестовина). После чего вращением рукоятки (с помощью двойного червячного редуктора) производится полный поворот (на 360º) и грунт срезается по цилиндрической поверхности, высотой h и диаметром d.

При этом (торсиометром) замеряется максимальный скручивающий момент М_кр:

Так как этот метод в основном используется для определения предельного сопротивления сдвигу слабых илистых и глинистых грунтов, принимается τ_s = C.

2. Сдвиг целика грунта.

Сдвиг целика

3. Можно определить φ и С зондированием.

Полевые методы наиболее полно учитывают структурно – текстурные особенности грунта. Они не заменимы при исследовании торфов, глинисто – щебеночных или песчано – равелистых отложений, взятие образцов ненарушенной структуры которых невозможно.