Тема.2 (продовження). ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХ.ВЛАСТИВОСТЕЙ ГРУНТУ ПРИ ЗСУВІ.

Визначається дослідним шляхом на приладі для зсуву (Рис2.3.Ц2 ст.44) (для грунтів непорушеної структури).Спочатку прикладаємо навантаження И (р ) і потім прикладаємо зсувне навантаження Т. Потім беремо другий зразок і прикладаємо друге навантаження і виконуємо зсув другим Т. За результатами випробувань будуємо графіки опору грунту зсуву (Рис.2.4.,Ц2,ст.46-для сипучих грунтів) та подібний до нього для глинястих (див. Рис.8.3 або Рис.2.5.Д.ст.48.)) де крива перетинає 0 значення р на відстані с-зчеплення грунту і тоді отримуємо:

τ = tg φ p +c (2.6.) якщо позначити tgφ=f-коеф. пропорційності то отримуємо τ=fp або τ=fϬ (2.7.)

тобто математичне формулювання ІІІ ЗАКОНУ МЕХАНІКИ-Кулона. На Рис.2.54.( Ц2,ст..47) приведені графіки граничного опору зсуву

зв*язних неконсолідованих глинистих грунтів. На сьогодні існують різні прилади та методи випробувань на зсув: одно та двозрізнні, стабілометри, зондування, штучне обвалення укосів, лопатові випробування , шарикового штампу та інш. Для сипучих грунтів (пісків)

φ =24…..40 град.(мілкі…крупні ), для глинистих φ=f( w ), φ=0…45, φ-визначає міцність грунту.

Випробування при трьохвісному стисканні ( напружному стані).Виконуються в стабілометрі ( Рис.2.6.Д.ст.47) в якому зразок піддається об*ємному стисненню інтенсивністю р3 і потім вертикальним навантаженням-р1, яке викликають в зразку головні напруження Ϭ1 та Ϭ3 .Збільшуючи значення Ϭ1 можна досягнути руйнування зразка при зсуві вздовж похилої площини або у вигляді бічного розширення при зменшенні висоти зразка. За даними досліджень будують круг Мора ( Рис.2.7.ст47.Д.). Виконуючи дослідження для ризних значень Ϭ3 знаходять обгинаючу кола Мора, яку приймають за дотичну і яка відсікає на осі τ відрізок с тобто отримали графік копіру зсуву для

Зв*язних грунтів (див. Рис.2.5.). На Рис. 2.7.б приведено двоосеві напружені стани зразка, на які діють головні напруження Ϭ1 та Ϭ3 а на

Площадці розташованої під кутом ϴ діє найбільше головне напруження R. Даний кут при зміні кута α від 0 до 90* спочатку зростає від 0

До деякого максимального значення, а потім зменшується до 0. ϴmax можна визначити за формулою:

( Ϭ1 – Ϭ3)/ (Ϭ1 + Ϭ3)= sin ϴmax (2.7.)

Для сипучих грунтів ϴmax не може бути більша за φ тому умова граничної рівноваги має вид:

ϴmax=φ (2.8.)

або ( Ϭ1 – Ϭ3 )/ (Ϭ1 + Ϭ3)=sin φ (2.9.)

Для святних грунтів тиск зв*язності це сила всебічного стиснення, яке дорівнює ре тому додаючи цю величину до Ϭ1 та Ϭ3

Отримаємо умову рівноваги граничного стану для зв*язних грунтів:

(Ϭ1- Ϭ3 )/ ( Ϭ1 + Ϭ3 +2ре )= sin φ (2.10.)

радіус кола АВ ( Рис. 2.7.) визначається виразом:

АВ=(Ϭ1- Ϭ3 )/2 ( 2.11.

Відрізок О1А можна визначити наступним чином:

О1А=ре +Ϭ3 +( Ϭ1 - Ϭ3 )/2=ре+( Ϭ1+Ϭ3 )/2 /

Знаючи АВ та О1А визначимо α сінус кута АО1В :

sin АО1В=АВ/ОА=( Ϭ1 – Ϭ3 )/( Ϭ1 + Ϭ3 )/( Ϭ + Ϭ + 2ре )

Поривнюючи даний вираз з формулою (2.10.) бачимо, що кут АОВ=φ

Таким чином виконуючи дослідження на трьохвісне стискання можна побудувати дотичні до кол Мора та визначити параметри φ та с.

Із опору матеріалів відомо, що кут ВАЕ=2α однак 2α=90*+ φ тоді α=45* + φ/2. Звидси відхилення площадки ковзання від напрямку найбільшого головного напруження Ϭ1 визначається виразом β = 45*- φ /2.

Для сипучих грунтів φ може бути визначений згідно кола граничних напружень, тому що з досліду визначаються напруження Ϭ11 та Ϭ21

( Рис. 2.8.П2.ст56.) Визначення таких параметрів для зв*язних грунтів потрібно випробування двух ( і більше ) ідентичних зразків при різних значеннях бічного напруження Ϭ*1 = Ϭ*3 ( Рис.2.9. ст..56. )