Сопротивление грунтов сдвигу

/
2. Информация
/
3. Инженерная геология
/
4. Свойства грунтов
/
5. Сопротивление грунтов сдвигу

Изучение сопротивления грунта сдвигающему усилию

Огромное значение для оценки давления грунта на подпорки, для определения устойчивости основания, а также для многих других инженерных расчетов имеет изучение сопротивления грунта сдвигающему усилию.

На данный момент времени не существует общей точки зрения на вопрос о природе сопротивления сдвигу глинистых пород. Некоторые ученые утверждают, что данный факт обуславливается лишь сцеплениями между мельчайшими частицами, главный показатель которых — коэффициент сцепления. Иные считают, что сопротивление сдвигу зависит не только от сил сцепления, но также и от силы трения. Основные показатели силы трения, которые оказывают свое влияние на грунт — коэффициент трения и угол внутреннего трения.

Учитывая неясность природы сопротивляемости грунта сдвигу, а также условного разделения последнего на внутренние сцепление и трение, большинство исследователей выдвигают предложение о полном отказе от подобного разделения. Предлагается характеризовать сопротивляемость глинистой породы сдвигу при помощи новой переменной, такой как угол сдвига? Как можно понять, тангенс данного угла и будет являться коэффициентом сдвига.

Сопротивляемость сдвигу одного грунта прямо зависит от его физического состояния. То есть от того, насколько нарушена его естественная структура, каков уровень влажности и плотности, а также от того, как проводились испытания (скорость сдвига, конструкция прибора и размеры опытного образца). Для того чтобы полученные данные были максимально достоверны, геологические изыскания по сдвигу всегда должны проводиться в условиях, которые являются максимально приближенными к тем условиям, в которых находится грунт в сооружении или же под ним.

Способы, которыми можно определить показатель сопротивления, делятся на три основные группы:

• Определение сопротивляемости сдвигу посредством фиксированных плоскостей в приборах сдвига.
• Определение сопротивляемости сдвигу при помощи раздавливания при трехосном и одноосном сжатии.
• Определение сопротивляемости сдвигу с помощью угла естественного откоса.

Первая группа, в свою очередь, подразделяется на две подгруппы:

• Поперечный сдвиг с конечной плоскостью,
• Кольцевой сдвиг с бесконечной плоскостью.

Испытания в лаборатории, необходимые для определения показателя трения, а также сцепления при помощи поперечного сдвига, проводят при помощи среза некоторых образцов грунта.

В зависимости от того, какой предварительной обработке подвергается исследуемый грунт, различают:

• Сдвиг образцов, которые уплотнены нормально. До начала опыта образцы подвергаются предварительному уплотнению по разнообразным нагрузками до тех пор, пока не завершится процедура консолидации; срез всех образцов проводят при такой же вертикальной нагрузке, при которой его подвергали уплотнению.
• Сдвиг образцов, которые уплотнены сверх меры. Образцы уплотняются до того, как окончится консолидация, а сдвиг проводится при низких нагрузках или же совсем без них.
• Сдвиг образцов, которые уплотнены ниже меры. Образцы не подвергаются предварительному уплотнению или же уплотняются, но довольно короткий временной промежуток, за который попросту не успевает произойти консолидация. Срез проводят при вертикальных нагрузках.

В зависимости от того, какая скорость прикладывается к сдвигающему усилию, различают медленный и быстрый сдвиги. Во время медленных движений сила сдвига усиливается только после того, как произойдет полное прекращение деформации, которая была вызвана предыдущей степенью силы сдвига. Во время быстрого сдвига сила увеличивается вне зависимости от того, произошло ли полное прекращение деформации.