Опір зв’язних грунтів зсуву. Закон кулона для зв’язних грунтів

Грунты в основании сооружений, а также при неодинаковых отметках их поверхности испытывают воздействие не только нормальных, но и касательных напряжений. Когда касательные напряжения по какой-либо поверхности в грунте достигают его предельного сопротивления, происходит сдвиг одной части массива грунта по другой.

К грунту прикладывают 2 вида нагрузок: 1.нормальную сжимающую нагрузку N 2. сдвигающую касательную к поверхности среза нагрузку Т.

В какой-то момент верхнее кольцо начинает двигаться по плоскости сдвига и возникает нормальное напряжение и касательное напряжение:

 

В связных грунтах:

y – угол внутреннего трения, с – величина, характеризующая силы сцепления, Р - давление связности.

Закон Кулона для глинистых грунтов: предельное сопротивление связного грунта сдвигу, есть функция первой степени от нормального давления состоящего из 2-х частей: прямопропорциональной давлению и независимой от него. Ф+С

Где -давление, которое срезает образец грунта

-нормальное давление на образец грунта

Ф – угол внутреннего трения грунта

С – удельное сцепление грунта

Для связных грунтов (пылевато-глинистые грунты) прямая σ – τ не проходит через начало координат, а отсекает отрезок c на оси τ, так как в связных грунтах, обладающих сцеплением между частицами, при отсутствии нормального давления (σ = 0) сопротивление грунта сдвигу больше нуля, что обусловливается силами сцепления.

Таким образом, сопротивление связного грунта сдвигу складывается из сопротивления трения, пропорционального нормальному давлению, плюс сцепление, не зависящее от давления.

33. Графічна інтерпретація теорії Кулона-Мора. Кругові діаграми граничних напружень. Різні випадки діаграм граничних напружень при зсуві (для зв`язних та сипучих грунтів)

Закон прочности Кулона – Мора устанавливает условия, при которых грунт деформируется без увеличения напряжений за счет изменения формы. При этом его объемная деформація

предполагается неизменной.

 

(Известно, что угол трения aльфа между касательными и горизонтальными напряжениями может быть и меньшим угла фи и возрастание угла a, происходящее в процессе осадок грунта в точке М, иллюстрируется перемещением точки Е по дуге круга в точку А – см. рис. 1,б).

34. Определение показателей прочности грунта в приборе одноосного сжатия.

Возможно лишь для тугопластичных и твердых глинистых грунтов.

При испытании на простое одноосное сжатие образцов грунта увеличивают сжимающую нагрузку до тех пор, пока не произойдет разрушения образца или не возникнут прогрессивно возрастающие его деформации. Величину разрушающей нагрузки относят к еденице площади поперечного сечения образца, принимая распределение давлений равномерным, что,, однако, дает несколько заниженные значения сопротивлений, вследствии неучета неравномерности распределения давлений по краевым поверхностям образца. Если выделить по оси образца бесконечно малый элемент (рис. 2.19 а), то треугольная призмочка с углом к оси давлений будет испытывать лишь напряжения показанные на рис 2.19б. Проектируя все силы на направление наклонной грани призмочки, получим

, или ;

максимальное сдвигающее напряжение будет при sin2 или, полагая получим . Кривая придельных напряжений для рассматриваемого случая рис. 2.20

35.Определение показателей прочности грунтов в стабилометре.

Результаты испытания дают возможность определить значение эффективных напряжений в момент разрушения образца. Кроме того по данным испытаний определяют: значения относительной продольной деформации: ( –осадка для любой i-й ступени нагрузки; h – первоначальная высота образца грунта) и относительной обїемной деформации изменение обїема образца, V – первоначальный объем). Результаты испытаний на трехосное сжатие дают возможность применить для оценки прочности грунтов, не только теорию прочности Мора, базирующуюся на законе Кулона, но и октаэдрическую теорию прочности, учитывающую пространственное напряженное состояние грунтов по октаэдрическим площадкам, равнонаклоненным к плоскостям главных напряжений. Нормальные и касательные напряжения на эти площадки, по решениям общей механики сплошных сред, будут равны:

нормальные: ; касательные: