title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Влияние высоты образца и конструкции прибора на сопротивление грунта сдвигу

Влияние высоты образца и конструкции прибора на сопротивление грунта сдвигу

Сопоставление данных о величине сопротивления глинистых грунтов сдвигу тf, полученных при испытании на приборах одноплоскостного среза ГГП-30 и среза кольцевых образцов НИС Гидропроекта, показывает, что в большинстве случаев они существенно расходятся. Сопротивление сдвигу, определенное на приборе одноплоскостного среза, выше, чем при испытании на приборе кольцевого среза.
Для иллюстрации сказанного ранее рассмотрим результаты испытания четырех различных грунтов (табл. 30) на приборах обеих конструкций при различных значениях высоты образца. На приборах одноплоскостного среза испытаны образцы высотою h = 35 и 15 мм, а на приборах кольцевого среза -h = 24, 15 и 8 мм.

Опыты проведены на нормально уплотненных пастах, предварительно уплотненных под действием oz = 0,2 МПа в течение 7—12 дней. Испытано 50 образцов при двух- и трехкратной повторности опытов.
Испытание образцов на приборах обеих конструкций выполнено по одной и той же методике. После первой ступени оz, равной 0,025 МПа, напряжения приложены ступенями 0,01 МПа с интервалом 10 мин. Чтобы исключить возможность испарения влаги, опыты проведены под водой. Установлено, что конечные влажности образцов wf, испытанных на разных приборах, отличаются весьма незначительно — на 0,6%.

Приведенные в табл. 31 данные получены при величине зазора между нижней и верхней каретками и обоймами приборов, равной 0,5 мм. Чтобы определить влияние величины зазора на тf, одновременно с изложенным выше опытом испытаны кольцевые образцы высотой 24 мм при различных его значениях (от 1,0 до 2,7 мм). Установлено, что тf испытанных грунтов практически не зависит от величины упомянутого зазора.
Аналогичные опыты ранее были выполнены А.А. Ничипоровичем (1948 г.) на приборах одноплоскостного среза собственной конструкции при зазорах между каретками прибора от 1—2 и 7—8 мм и высоте образца 15—20 мм. При зазоре 8 мм ставились защитные кольца с расстоянием между ними около 1 мм. В этих опытах, когда были испытаны грунты нарушенного сложения, влияние величины зазора на tf не было обнаружено.
Данные табл. 31 показывают, что с уменьшением высоты кольцевого образца тf постепенно возрастает. Наибольшее возрастание тf изменяется в пределах 12,3 (грунт 8—61), 29,0% (грунт 4—57). Сопротивление сдвигу грунтов, испытанных на приборах ГГП-30, практически не зависит от высоты образца. По мере уменьшения высоты кольцевых образцов расхождение между данными тf, полученными на приборах обеих конструкций, постепенно уменьшается и даже исчезает.
Изменяемость тf при испытании образцов на приборах кольцевого среза в зависимости от высоты в первую очередь можно объяснить неполной передачей внешней уплотняющей нагрузки на грунт из-за наличия большого трения между его боковыми поверхностями и стенками обойм срезывателя. Чем больше высота образца, тем выше величина его бокового трения и наоборот. Величина бокового трения, при всех равных условиях, зависит также от свойств и состояния грунта — его консистенции. Для определения тf на приборах кольцевого среза следует установить истинную величину внешней уплотняющей нагрузки, передаваемой на поверхность среза образца по методу, изложенному ранее. Это, безусловно, вносит определенную трудность в проведение испытания образцов на кольцевой срез и, как было сказано выше, является одним из основных недостатков таких приборов.
Данные, приведенные в табл. 31, показывают также, что в ряде случаев с уменьшением толщины кольцевых образцов до 8 мм, когда внешняя уплотняющая нагрузка полностью передается на образец, не устраняется разница, существующая в значениях тf, определенных на приборах двух конструкций. Это можно объяснить конструктивными недостатками прибора ГГП-30 — протеканием деформации сдвига в стесненных условиях (в узкой зоне) неравномерного распределения зоны сдвига по сечению образца.
Данные о величинах ф и с, приведенные в книге П.Д. Евдокимовой, среднего пылеватого и тяжелого пылеватого суглинков (кембрийской глины), полученные при испытании на приборах одноплоскостного среза и трехосного сжатия, также показывают их зависимость от метода испытания. В частности, установлено, что испытание глинистых грунтов методом трехосного сжатия приводит к уменьшению углов ф в среднем на 8° (около 30%), сцепление среднего пылеватого суглинка в среднем уменьшается на 0,015 МПа (около 50%), а кембрийской глины — увеличивается на 0,003 МПа (около 17,%). Это значит, что испытание грунтов по методу трехосного сжатия приводит к сжатию тf по сравнению с методом одноплоскостного среза. Причиной изложенного, по всей вероятности, является условие свободного деформирования образцов при их испытании на трехосное сжатие.
Трение между боковыми поверхностями кольцевых образцов и стенками обойм срезывателя возникает не только при их уплотнении, но и при срезе. Это трение несколько ухудшает условие свободного скашивания образца и повышает сопротивление сдвигу. Опыты показывают, что в случае устранения указанного трения заменой боковых сплошных стенок обойм срезывателя набором защитных колец сопротивление сдвигу может снизиться до 30%. При высоте образца h = 8 мм боковое трение практически не влияет на прочностные характеристики грунтов. Следовательно, чтобы исключить боковое трение, испытание грунтов следует проводить на приборах кручения (см. рис. 97).

В табл. 32 приведены результаты определения стандартного сопротивления сдвигу грунта (ps = 2810 кг/м3; р = 1850 кг/м3; wo = 0,4088; е = 1,12; wL = 0,555; wp = 0,3741; Ip = 0,181) нарушенного сложения испытанием сплошных образцов различной высоты на приборах М-5 (см. рис. 98).
Данные, приведенные в табл. 32, свидетельствуют о том, что замена боковой стенки обоймы срезывателя прибора кручения сплошного образца практически исключает влияние бокового трения, возникающего при кручении, на тt,st. Эти данные говорят также о том, что при испытании сплошных образцов с отношением диаметра к высоте d/h=3,3—10,1 боковое трение, возникающее при их уплотнении, также не оказывает влияния на величину тf,st.
Если между боковыми защитными кольцами образца оставить небольшой зазор (от 0,1 до 0,5 мм), боковое трение, возникающее при уплотнении грунта, можно свести к нулю.

title-icon Подобные новости