Прочностные свойства грунтов. Природа прочности и механизм разрушения грунтов, страница 3

3.5 Сопротивление грунтов одноосному растяжению                                             

Как отмечалось выше, прочность грунта на разрыв всегда меньше его прочности на сжатие. Поэтому растягивающие напряжения оказываются одними из самых опасных при разрушении массивов грунтов. Это и обусловливает необходимость изучения прочности на растяжение.                                                 Сопротивление разрыву скальных грунтов. При испытании скальных грунтов на одноосное растяжение они упруго деформируются и имеют хрупкий тип разрушения. В образцах грунтов образуются характерные шероховатые плоскости раскола. На сопротивление разрыву скальных грунтов влияют те же факторы, которые определяют и их прочность на сжатие.                     Структурно-текстурные особенности скальных грунтов в наибольшей мере влияют на сопротивление растяжению: у мелкокристаллических и мелкозернистых разностей более высокая прочность на растяжение, чем у крупнокристаллических. Величина R уменьшается с ростом пористости и трещиноватости скальных грунтов и снижение плотности. У грунтов с анизотропной текстурой величина R при разрыве вдоль слоистости всегда выше, чем поперек слоистости, когда отрыв слоев друг от друга происходит намного легче.                                                                                                                              

3.6 Сопротивление грунтов сдвигу                                                                            

Сопротивление сдвигу скальных грунтов. К основным внутренним факторам, свойственным грунту и влияющим на его прочность при сдвиге, относятся: комплекс структурно-текстурных особенностей, а также наличие и состав поровой жидкости и ее количество.                                                                     Скальные грунты обладают высоким сцеплением, намного превышающим сцепление связных дисперсных грунтов. Особенно велико сцепление у монолитных скальных грунтов по сравнению с трещиноватыми и выветрелыми разностями. Величина сцепления скальных грунтов достигает сотен мегапаскалей. Как отмечалось выше, тип преобладающих структурных связей и их прочность, тип контакта между структурными элементами в первую очередь влияют на прочность грунта при сдвиге. Соответственно при испытаниях грунтов на сдвиг или трехосное сжатие величины угла внутреннего трения и сцепления также будут зависеть от преобладающего типа контактов.          Сопротивление сдвигу несвязных грунтов. Главной особенностью сопротивления сдвигу несвязных грунтов является отсутствие значимого сцепления. Поэтому сопротивление сдвигу таких грунтов в полной мере характеризуется углом внутреннего трения или углом естественного откоса, а основными факторами, определяющими прочность несвязных грунтов при сдвиге, будут те, которые влияют на трение между частицами грунта.                        Величина сил трения между частицами несвязных грунтов прежде всего зависит от формы частиц, состояния и характера их поверхности. Окатанные частицы обусловливают снижение угла внутреннего трения грунтов за счет уменьшения при этом сил трения и зацепления частиц. Поэтому при одинаковой  дисперсности несвязный грунт, состоящий из окатанных частиц, имеет меньший угол внутреннего трения, чем такой же грунт, состоящий из неокатанных частиц.                                                                                                   Сопротивление сдвигу связных грунтов. Особенностью сопротивления сдвигу связных грунтов является наличие у них сцепления, величина которого намного меньше, чем в скальных грунтах, но играет все же ощутимую роль в обеспечении их прочности и меняется в широких пределах. Например, в илах сцепление может быть всего 0,001 – 0,0001 МПа, а в литифицированных глинах достигать 0,5 – 1,0 МПа и более.                                                                   Поэтому на сопротивление сдвигу связных грунтов будут влиять все факторы, которые изменяют их сцепление и трение между частицами. К основным внутренним факторам, свойственным связным грунтам и влияющим на их прочность при сдвиге, относятся: структурно-текстурные особенности, наличие и состав поровой жидкости, ее количество, физико-химические особенности грунта, степень литификации и выветрелости. Связные грунты со смешанными контактами обладают более высокими значениями, чем грунты с коагуляционными контактами.                                                                        Среди других физико-химических факторов на прочность связных грунтов при сдвиге влияют концентрация электролита порового раствора и состав обменных катионов. Особенно сильно действие этих факторов проявляется в высокодисперсных глинистых грунтах.