Сопротивление сыпучих грунтов сдвигу

В сыпучих грунтах силы сцепления практически отсутствуют или (в случае воздействия капиллярных сил) имеют временный харак­тер и исчезают при высыхании или полном водонасыщении грунта. Поэтому для несвязных грунтов уравнение (6.2) упрощается:

(6.11)

Коэффициент внутреннего трения несвязных грунтов зависит от крупности и формы частиц грунта, от его минералогического соста­ва, влажности и степени уплотнения.

Пески с остроугольными шероховатыми частицами обладают значительным внутренним трением, которое объясняется большой величиной неровностей на поверхности частиц и малым влиянием пленок связанной воды на характер этих неровностей. Изменение влажности песка практически не отражается на значении угла внутреннего трения, так как толщина водяных пленок весьма мала но .сравнению с неровностями на поверхности частиц и не может существенно влиять на зацепление взаимно перемещающихся ча­стиц. Наблюдаемое при испытаниях песков на сдвиг незначительное сцепление обычно объясняется присутствием в них пылеватых и глинистых частиц.

На сопротивление сдвигу несвязных грунтов оказывает суще­ственное влияние степень их уплотнения. При рыхлой укладке грун­товых частиц они легко могут смещаться при сдвиге относительно друг друга. В уплотненном грунте сдвигающейся частице приходит­ся преодолевать существенное сопротивление трению о шерохова­тые поверхности смежных частиц и сопротивление частиц раздвиганию. В процессе сдвига несвязных грунтов в зоне взаимных смещений грунтовых частиц устанавливается некоторое постоянное для каждого грунта значение пористости, названное Н. М. Герсевановым критической пористостью. Грунты, имеющие пористость меньше критической, при сдвиге разрыхляются, а более рыхлые грунты уплотняются, что видно из рис 6.2, б (кривая 2).

Значения углов внутреннего трения песчаных грунтов меняются для мелкозернистых и пылеватых грунтов от 26 до 30°, а у крупно­зернистых песков с включением гравия — от 30 до 35° в зависимо­сти от степени уплотнения. Горные пески с шероховатыми и остро­угольными зернами имеют больший коэффициент внутреннего' трения, чем речные и эоловые пески со скатанными зернами.