Ознакомительная практика: Методические указания для студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Архитектура», «Строительство», страница 5

;      .

При испытании каждого образца нормальная нагрузка Р прикладывается сразу и остается постоянной, а сдвигающая Q увеличивается ступенями от 0 до своего предельного значения, вызывающего срез грунтового образца по заранее известной плоскости (см. площадку АВ на рис.2 и рис.3).

 

Рисунок - 4 Графики Δl = f (τ) испытания грунта на срез

Сдвиг трех грунтовых образцов производится при значениях нормальных напряжений σ, соответственно, 1, 2 и 3 кгс/см². Учитывая площадь образца А = 40 см², полные значения нормальной нагрузки Р на образец составляют 40, 80 и 120 кгс, что соответствует весу груза p на подвеске 4, 8 и 12 кгс.

Сдвигающая нагрузка Q на грунтовый образец прикладывается ступенями ΔQ, равными 0,1Р. Таким образом, в первом опыте ΔQ₁ = 4 кгс, во втором ΔQ₂ = 8 кгс и в третьем ΔQ₃ = 12 кгс, что соответствует укладке на подвеску грузов q₁ = 0,4 кгс, q₂ = 0,8 кгс и q₃ = 1,2 кгс.

Порядок проведения испытаний:

- образец грунта, устанавливается в прибор и загружается вертикальной нагрузкой P₁ = 40 кгс (на подвеске гиря весом 4 кг); по красной шкале индикатора деформаций снимается и записывается начальный отсчет;

- к образцу прикладывается первая ступень горизонтальной нагрузки Q₁ = 4 кгс (на подвеске гиря весом 0,4 кг) и ее значение заносится в журнал;

 

Рисунок - 5 График зависимости сопротивления срезу грунта τ

от нормального напряжения σ

- после достижения стабилизации сдвиговых деформаций грунта со шкалы индикатора деформаций снимается отсчет и записывается в журнал против соответствующего значения приложенной нагрузки Q; скорость сдвиговых деформаций, соответствующая условной стабилизации, составляет 0,01 мм в минуту и контролируется с помощью секундомера;

- к образцу прикладывается следующая ступень горизонтальной нагрузки ΔQ₂ = 4 кгс; величина нагрузки Q регистрируется в журнале нарастающим итогом;

- после достижения стабилизации деформаций грунта снимается и записывается следующий отсчет по шкале индикатора деформаций;

Эти операции повторяются до тех пор, пока не произойдет срез грунтового образца. Данный момент характеризуется незатухающими деформациями сдвига (срезом) или общей деформацией сдвига, превышающей 5 мм..

Далее прибор разгружается и испытания проводятся со вторым, а затем - с третьим образцами грунта.

- для каждого образца определяются значения предельных касательных напряжений τ, развивающихся в грунтовом образце на площади АВ в момент среза; предельное значение сдвигающей нагрузки Q_пр в нашем опыте определяется по формуле , где q_пр - груз на подвеске к началу среза;

- по полученным данным строятся графики Δl = f (τ) (см. рис. 4);

- выполняется график в координатных осях τ–σ (см. рис. 5); в данной системе координат наносятся три опытных точки с абсциссами σ₁ = 1 кгс/см², σ₂ = 2 кгс/см², σ₃ = 3 кгс/см² и ординатами τ_пр1, τ_пр2, τ_пр3.

Согласно теории предельного напряженного состояния, зависимость между нормальными и касательными напряжениями на площадке среза описывается уравнением Кулона . В графическом выражении зависимость Кулона представляет собой прямую линию, а, следовательно, полученные три точки должны лежать на одной пряной. Последнее обычно на опыте не наблюдается, что объясняется природной неоднородностью грунта и неизбежными погрешностями, сопровождающими любой эксперимент. Поэтому, прямая линия проводится с использованием принципа равных погрешностей, т.е. разброс точек относительно этой прямой должен быть по возможности одинаковым (как показано на рис.5). На практике для выполнения данного условия обычно применяется метод наименьших квадратов.