Ознакомительная практика: Методические указания для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Архитектура», «Строительство», страница 4

Консолидированно-дренированный («медленный») сдвиг проводится на предварительно уплотненных до полной консолидации образцах грунта. Эти испытания соответствуют стабилизированному состоянию грунтового основания, когда к моменту действия расчетных нагрузок грунты успевают уплотниться и обеспечивают максимальное сопротивление сдвигу. В этих условиях определяются максимальные значения прочностных характеристик. Полученные значения φ и с используются для оценки расчетного сопротивления грунта под фундаментом и несущей способности основания, находящегося в стабилизированном состоянии (когда все напряжения от внешней нагрузки воспринимаются скелетом грунта).

Неконсолидированный («быстрый») сдвиг выполняется без предварительного уплотнения грунта. При этом моделируется нестабилизированное состояние грунтового основания, когда к моменту действия расчетных нагрузок грунты не успели уплотниться и обладают неполной прочностью. В испытаниях определяются минимальные (или пониженные) значения прочностных характеристик грунта φ и с, которые необходимы для анализа несущей способности медленно уплотняющихся водонасыщенных грунтов и изучения процессов фильтрационной консолидации.

Испытания грунтов на сдвиг требуется проводить для двух состояний грунта: при их природной влажности или в водонасыщенном состоянии. Проведение испытаний на образцах естественной влажности предполагает, что в натурных условиях влажность грунтов основания не будет существенно изменяться в процессе строительства и эксплуатации сооружений. Исследование водонасыщенных образцов учитывает возможность замачивания грунта, сопровождающегося для большинства грунтов снижением прочностных характеристик.

Цель работы – определить характеристики прочности грунта:  угол внутреннего трения  φ  и удельное сцепление  с.

На учебном занятии условно считается, что испытания проводятся по методике консолидированного сдвига предварительно уплотненных грунтовых образцов естественной влажности.

Используемые приборы и оборудование:

- прибор одноплоскостного среза системы «Гидропроект»;

- три грунтовых образца с рабочей площадью сечения А=40 см²;

-  набор гирь для создания ступенчато возрастающей нагрузки;

-  индикаторы деформаций часового типа с ценой деления шкалы 0.01 мм;

-  секундомер.

Испытания грунта сдвигу проводятся не менее чем на трех образцах грунта, вырезанных из одного однородного по строению и составу монолита, при различных значениях вертикальной нагрузки. По полученным в опытах значениям сопротивления срезу τ строят график линейной зависимости  и определяют угол внутреннего трения φ и удельное сцепление сгрунта.

 

Рисунок - 2 Принципиальная схема срезного блока

прибора системы "Гидропроект"

1- неподвижная часть;   5- штамп;

срезной коробки;      6- индикатор деформаций;

2- подвижная часть;       7- образец грунта;

3- верхнее кольцо;          8- плоскость среза образца

4- нижнее кольцо;               грунта (АВ).

 

Рисунок - 3 Упрощенная схема распределения напряжений,

действующих в грунте на плоскости среза

1 - неподвижная часть образца грунта в приборе;

2 - плоскость среза;

3 - подвижная (смещающаяся) часть образца грунта в приборе;

σ - нормальное напряжение к плоскости среза, кгс/см² (МПа);

τ - касательное напряжение к плоскости среза, кгс/см² (МПа).

Методика выполнения работы

Нормальная Р и сдвигающая Q нагрузки на грунтовый образец в приборе системы «Гидропроект» создаются укладкой гирь  p  и  q  на соответствующие подвески прибора. Коэффициент увеличения нагрузки, равный соотношению плеч загрузочных рычагов прибора, равен k = 10. Это значит, что усилие, приложенное к подвеске прибора, приходит на грунтовый образец увеличенным в 10 раз