Ответы на экзаменационные вопросы № 1-10 по дисциплине "Основания и фундаменты" (Компрессия грунтов. Природа сжимаемости грунтов. Виды загружения. Принципы использования вечномерзлых грунтов в качестве оснований зданий), страница 2

2. Сопротивление грунтов сдвигу. Связь вопроса с общей устойчивостью грунтового основания. Испытания грунта в сдвиговом приборе. Зависимость Кулона. Прочностные характеристики грунта. Нескальные грунты разрушаются только в форме сдвига одной части грунтового образца (или массива грунта) по отнош к др, остающейся практически неподвижной. Граница между этими частями грунта условно принимается в виде плоскости и называется площадкой сдвига или площадкой скольжения. Грунты испытывают воздей-е нормальных и касат-ных напр-й, когда касс по какой-л поверхности в грунте достигают его предельного сопротивл-я, происходит сдвиг одной части массива грунта по др. Сопротивл-е грунтов сдвигу очень сильно зависит от их плотности, влаж-ти, гранулометрического и минерального состава, напряженного состояния. Сопротивл-е грунта сдвигу (предельное) м.быть установлено испытанием его образцов на прямой сдвиг (срез), путем трехосного сжатия, вдавливанием штампа с шаровой или конусообразной поверхностью, по результатам среза грунта крыльчаткой по цилиндрической пов-ти и др. св-ми. Сопр сдвигу сыпуч. грунтов. При испытаниях используют сдвиговой прибор.

1 – схема прибора; 2 – график сопротивл-я сдвигу сыпучего грунта; 3 – график связного грунта.

Методика провед испыт: образце грунта уплотняется опр вертик нагрузкой в спец уплотнителях, после чего помещается в сдвиговой прибор и нагруж-ся вертик нагрузкой, при кот грунт был предварительно уплотнен (возможна и др методика загружения образца). После установки измерит-го прибора (индикатора деформ), образец нагружается ступенями горизонтальной нагрузки с фиксированием величины взаимных гориз-х смещений колец сдвигового прибора. Загружение образца послед ступенью гориз нагрузки производится после условного затухания перемещений кольца с образцом грунта от предыдущ ступени нагрузки.  По мере увелич гориз нагрузки, для затухания (прекращение нарастания) перемещений кольца с грунтом требуется больше времени, и, наконец, при како    й-то нагрузке затухания перемещений не происходит, а образец грунта разрушается. При различных знач норм напряж (сигма) возникают различные напряж среза (тау).  Прибор имеет нижнюю неподвижную обойму 4; верх-ю подвижную 3 и зубчатые фильтрующие пластины 2.

Проведя неск-ко таких опытов (не менее трех) при различном вертик-ном напряж-и σ=N/А(где А-площадь образца в плоскости среза), то получим, что чем >σ, тем > предельное сопротивление грунта сдвигу τ_u от давления. На основе опытов установлено: д сыпучих грунтов экспериментальные точки в пределах обычных изменений напряж-й (до 0,5 МПа) оказ-ся на прямой, выходящей из начала координат. В таком случае д любого нормального напряж-я τ_u,i=σ_i∙tgφ, где tgφ – коэффициент внутреннего трения; φ – угол внутреннего трения. Эта зависимость была установлена Кулоном, она выражает закон сопротивления сыпучих грунтов сдвигу: предельное сопротивл-е сыпучих грунтов сдвигу прямо пропорционально норм-му напряж-ю. Д пылевато-глинистых грунтов сопротивл-е сдвигу обуславлив-ся не только силами трения, но и связностью грунта (сложными процессами нарушения пластичных и жестких связей) τ_u,i=σ_i∙tgφ+с. Отрезок с называется удельным сцеплением пылевато-глинистого грунта. С и φ явл-ся прочностными хар-ками грунта.Зависимость Кулона используется в расчетах грун-ых оснований, грун откосов, давлений грунтов на ограждения, т е в пасчетах грун-ых сооруж по первой группе пред сост (по устойчивости).  Сопротивл-е нескальных грунтов срезу оценивается параметрами прочности грунта φ и с и зависит от величины нормальных напряжений σ, действующих на площадке среза. (с влажного глин гр < с маловлаж глин гр; пластический грунт: с >, φ≈0)(СНиП, стр 27 в зависим от пористости и вида грунта).