title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Метод лабораторного определения сопротивления сдвигу (срезу) глинистых грунтов в условиях незавершенного уплотнения

Метод лабораторного определения сопротивления сдвигу (срезу) глинистых грунтов в условиях незавершенного уплотнения

Уплотнение глинистых грунтов вообще, водонасыщенных в частности, как известно, является длительным процессом, приводящим к постепенному изменению их прочностных и деформационных свойств. Поэтому при определении сопротивления сдвигу указанных грунтов следует учитывать влияние изменяемости их состояния, обусловленного изменяемостью во времени плотности — влажности.
Для учета влияния состояния глинистого грунта на сопротивление сдвигу Н.Н. Маслов предложил метод испытания образцов в условиях незавершенного уплотнения с фиксацией плотности — влажности. Суть предложенного метода заключается в том, что по данным испытания образцов устанавливается зависимость сопротивления грунта сдвигу не только от уплотняющей нагрузки рz, но и от плотности — влажности, определяемой выражением

где тf,w, фw и Cw — зависящие от влажности грунта соответственно сопротивление сдвигу, угол внутреннего трения и общее сцепление.
Общее сцепление cw Н.Н. Маслов представляет в виде суммы:

где Ew — связность грунта, обусловленная тиксотропно-коагуляционной структурой грунта при влажности w; cc — структурное сцепление, обусловленное конденсационной структурой грунта — жесткими связями между частицами и агрегатами.
Учитывая (9.13). выражение (9.12) запишем в виде

В зависимости от характера структурных связей и консистенции глинистые грунты Н.Н. Маслов подразделяет на три группы: 1) жесткие; 2) скрытопластичные; 3) пластичные.
К жестким глинистым грунтам Н.Н, Маслов относит сцементированные коренные (дотретичиые) породы, сопротивление сдвигу которых в основном обусловлено структурным сцеплением сс, а угол внутреннего трения лишь в незначительной степени зависит от их увлажнения. Для указанных пород (9.14) имеет следующий вид:

Сопротивление сдвигу скрытопластичных глинистых грунтов в сильной степени зависит от увлажнения (консистенции) и определяется выражением (9.14). К пластичным грунтам относятся молодые тяжелые суглинки и глины, обычно мягкопластичной консистенции, сопротивление сдвигу которых в основном обусловлено связью (тf=Еw), а структурное сцепление и угол внутреннего трения практически равны нулю (cc=0, ф=0).
Для определения функций фw=фw(w), Ew=Ew(w) и cw=cw(w), входящих в соотношение (9,14), для скрытопластичных глинистых грунтов испытывают на срез не менее трех серий образцов-близнецов, по три-четыре образца в каждой из них, при трех-четырех различных значениях постоянного уплотняющего давления: рz = 0,1; 0,2; 0,3 и 0,5 МПа. Образцы-близнецы каждой серии уплотняют под одним и тем же давлением, но при различной длительности его действия. Автор метода рекомендует сдвигающее усилие прикладывать к образцу сразу же за приложением уплотняющего давления, через 5, 15, 30 мин, 2 ч и 2 сут. Продолжительность среза образцов в зависимости от длительности их уплотнения колеблется в пределах 5—10, 10—20 и 30—40 мин.

По результатам испытания каждой серии образцов-близнецов определяют изменяемость сопротивления грунта сдвигу в зависимости от влажности w (рис. 108) в зоне сдвига образца.
Трансформируя семейство кривых тf=тf (W), полученных при различных значениях pz (см. рис. 108), в семейство диаграмм сопротивления сдвигу для различных значений постоянной влажности (показаны в левой части рис. 108) по изложенному выше методу определяют параметры фw = и cw. Для каждого значения w = const.
По определенным из семейства кривых тf = тf (рz) значениям фw и cw строят кривые зависимости фw = фw(w) и cw=cw(w) (рис. 109). Затем, принимая, что величина структурного сцепления cc является независимой от влажности постоянной величиной, равной наименьшему значению общего сцепления с(w), по разности ординат кривой cw = cu(w) и сс (см. рис. 109) определяют функции Ew = Ew(w). По указанным кривым можно определить сопротивление сдвигу тf,w, для любой влажности грунта.

В отличие от рассмотренного выше случая (см. рис. 108) сопротивление сдвигу пластичных грунтов практически не зависит от величины уплотняющего давления pz (рис. 110). Поэтому полученные из эксперимента данные сопротивления сдвигу ложатся на одну кривую тf=тf(w), а зависимость тf=тf(рz) выражается прямой, параллельной оси pz, отсекающей на оси Т/ отрезок cw=Ew.
Для разделения cw на cc и Ew можно применять метод плашек Н.Н. Маслова. Сущность метода заключается в том, что после сдвига (среза) образца грунта поверхность среза выравнивают, а полученные таким образом плашки соединяют и сдвигают по выровненным поверхностям. В этом случае сc определяют по разности cw—Ew, получаемой из кривых сопротивления сдвигу образца и плашек.
Разделение cw на сc и Ew, очень удобно выполнить при испытании образцов на кольцевой срез или кручение полых и сплошных образцов. В этом случае отпадает необходимость разгрузки прибора после среза образца и выравнивания поверхностей среза. Повторных срез можно осуществить закручиванием образца как в прямом, так и в обратном направлении.


title-icon Подобные новости