Опредеение показателей прочности грунта в приборе однопоскостного среза гтп-30

Разрушение грунтовых оснований или сооружений из грунта под действием касательных напряжений является характерной формой потери ими прочности вследствие слабой сопротивляемости грунта сдвигу. Сопротивление фунта сдвигу зависит от величины действующих в грунте нормальных к плоскости сдвига напряжений. Для небольших напряжений (до 500 кПа) можно считать, что сопротивление грунта сдвигу состоит из двух частей: одной - не зависящей от величины нормального напряжения, действующего по площадке сдвига, называемой сцеплением, и второй - являющейся функцией нормального напряжения, называемой трением.

Условие прочности для глинистых грунтов, предложенное Ш. Кулоном в 1773 г (закон Кулона), записывается в виде:

τ_u = σ tg(φ) + с,

где τ_u - предельное сопротивление грунта сдвигу (кПа) при нормальном напряжении, равном σ;

φ - угол внутреннего трения грунта (град);

с - удельное сцепление грунта (кПа).

Параметры сопротивления грунта сдвигу: угол внутреннего трения грунта и удельное сцепление являются двумя параметрами, которые используются в задачах, связанных с определением несущей способности оснований сооружений, устойчивости откосов, выемок, давления грунтов на подпорные сооружения и др. Дня их определения в лабораторных условиях используется метод прямого среза или метод трехосного сжатия.

Для определения параметров прочности грунта в лабораторной работе необходимо провести испытания на сдвиг нескольких образцов одного и того же грунта при разной величине вертикальных сжимающих напряжений. Зная τ_u и σ для каждого опыта, можно найти φ и с для исследуемого грунта. Эта задача обычно решается графически путем построения линейной зависимости τ_u (σ) по экспериментальным точкам или путем обработки опытных данных методом наименьших квадратов.

Исходные параметры:

Диаметр образца с грунтом (кольца) 7,14 см	7,14 см
Площадь образца грунта	40 см2
Высота образца грунта (кольца)	4,0 см
Отношение плеч рычага для вертикальной нагрузки 1:10	1:10
То же, для сдвигающей нагрузки	1:10

 

Рис 4. Схема прибора одноплоскостного среза.

По результатам опытов строится график зависимости сдвигающего напряжения т от горизонтального перемещения подвижной обоймы б и гра­фик зависимости предельных сдвигающих напряжений ту от нормального напряжения. Результаты оформляются в табличной форме.

Таблица 13. Результаты испытания грунта

вес гирь на подвеске загрузочного устройства, Н	Напряжение в плоскости среза, кПа	Горизонтальное перемещение подвижной обоймы δ, мм
вертикального	горизонтального	нормальное σ	сдвигающее τ	показания индикатора	значение δ
					0,00
4,0
8,0
12,0
16,0
20,0
24,0
28,0
32,0
36,0
40,0
					0,00
8,0
16,0
24,0
32,0
40,0
48,0
56,0
64,0
					0,00
120,0
240,0
360,0
480,0
600,0
720,0

 

τ, кПа

Горизонтальное перемещение подвижной обоймы δ, мм

Рис. 5. Зависимость горизонтального перемещения подвижной обоймы δ от сдвигающего напряжения τ.

 

τu, кПа

Вертикальное напряжение σ, кПа

Ри с. 6.Зависимость предельных сдвигающих напряжении τ_u от нормальных напряжений σ.

Нормативные значения прочностных параметров грунта:

1. Удельное сцепление грунта:

с = [Ʃτ_i •Ʃ(σ_i)²- ^ Ʃσ_i • Ʃ (τ_i • σ_i)] / Δ;

 

2. Коэффициент трения:

tg (φ) = [ n• Ʃ(τ_i• σ_i)- Ʃ τ_i• Ʃ σ_i ] /Δ;

 

3. Угол внутреннего трения:

φ = агсtg (tg(φ));

где Δ = n• Ʃ(σ_i)² - Ʃ(σ_i)².

Ʃσ_i = 100+200+300=600 кПа

Ʃ τ_i =_____+_____+_____=______кПа

Ʃ (τ_i • σ_i) =100•___+200•_____+300•_____=________кПа²

Ʃ τ_i• Ʃ σ_i =______•600=_________ кПа²

Ʃ(σ_i)² =100•100+200•200+300•300=140000 кПа²

(σ_i)²=600•600=360000 кПа²

4. Удельное сцепление грунта:

с=[______•140000 - 600•_____]/60000=_________кПа

 

5. Коэффициент трения:

tg (φ)=[3•________-_____•600]/60000=_____

 

6. Угол внутреннего трения:

φ=arctg(_____)=________ град

Работу выполнил___________________

работу принял_____________________

Дата «__»____________201_г.