sciannie gruntu.pdf

ĆWICZENIE nr 4

Badanie wytrzymałości gruntu na ścinanie

Wytrzymałością gruntu na ścinanie t f – nazywamy opór, jaki stawia grunt

naprężeniom ścinającym, po pokonaniu, którego następuje zniszczenie struktury gruntu.

Wytrzymałość na ścinanie jest funkcją naprężenia normalnego s oraz parametrów

wytrzymałościowych gruntu, czyli:

τ f

tgφ

gdzie: j – kąt tarcia wewnętrznego

Parametry wytrzymałościowe gruntu c i j wyznacza się najczęściej na podstawie

badań wykonywanych w aparacie bezpośredniego ścinania lub w aparacie trójosiowego

ściskania.

ĆWICZENIE nr 4a

Badanie wytrzymałości gruntu w aparacie bezpośredniego ścinania

(skrzynkowym)

Badanie to polega na pomiarze wartości naprężenia ścinającego t przy różnych

wartościach naprężenia normalnego s .

Przyrządy:

- aparat bezpośredniego ścinania,

- suwmiarka.

Przebieg badania:

Za pomocą suwmiarki określamy wymiary skrzynki, w celu wyznaczenia pola przekroju

poziomego F .

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

c – spójność gruntu

Do dolnej części skrzynki wkładamy płytkę oporową a na niej umieszczamy bibułę

filtracyjną. Następnie nakładamy górną część skrzynki mocując ją dwiema śrubami

montażowymi.

Grunt przeznaczony do badania wkładamy do skrzynki lekko ubijając do poziomu

około 1 cm poniżej górnej krawędzi skrzynki. Na powierzchni gruntu kładziemy bibułę

filtracyjną a następnie płytkę oporową wraz z tłokiem.

Skrzynkę z gruntem umieszczamy w aparacie, przykładając poprzez wieszak

obciążenie wywołujące średnie naprężenie normalne:

σ = (» 1,0 kg/cm 2 )

Po dwóch minutach uruchamiamy aparat i obserwujemy odkształcenie dynamometru

mierzącego siłę ścinającą. Za moment ścięcia przyjmujemy maksymalne odkształcenie

dynamometru e d wskazane przez czujnik zegarowy. Po wyłączeniu aparatu zdejmujemy

obciążenie pionowe a górną część skrzynki cofamy do położenia pierwotnego. Badanie

powtarzamy przy kolejnych wartościach naprężenia pionowego s = 50 , 100 , 150 i 200 kPa

odczekując zawsze 2 minuty od chwili przyłożenia obciążenia pionowego.

100

kPa

Obliczanie wyników:

Dla każdego badania określamy wartość naprężenia normalnego s oraz naprężenia

ścinającego t f . Uzyskane wartości nanosimy na wykres t – s w postaci punktów. Przez

punkty odpowiadające poszczególnym badaniom przeprowadzamy linię prostą stanowiącą

obwiednię wytrzymałości na ścinanie, jak to pokazano na rysunku.

Z położenia linii odczytujemy spójność c i kąt tarcia wewnętrznego j .

t [kPa]

150

100

c u

s [kPa]

100

200

300

400

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

ĆWICZENIE nr 4b

Badanie wytrzymałości gruntu w aparacie trójosiowego ściskania

Badanie to polega na pomiarze wartości największego naprężenia głównego s 1 przy

różnych wartościach najmniejszego naprężenia głównego s 3 .

Przyrządy:

- aparat trójosiowego ściskania

- suwmiarka

Przebieg badania:

W celu określenia średnicy próbki D p dokonujemy pomiaru wewnętrznej średnicy

foremki. Mierzymy również średnicę tłoku D t , przekazującego pionowe obciążenie na próbkę.

Na podstawę nakładamy krążek bibuły filtracyjnej a następnie zakładamy osłonę gumową,

uszczelniając ją pierścieniami gumowymi. Po nałożeniu foremki i obciągnięciu osłony

gumowej formujemy próbkę układając partiami grunt i lekko go ubijając. Na gruncie

umieszczamy krążek bibuły filtracyjnej a następnie górny tłoczek, na którym uszczelniamy

osłonę gumową. Zdejmujemy foremkę i nakładamy komorę przekręcając ją do podstawy.

Komorę wypełniamy wodą a po odpowietrzeniu ustalamy ciśnienie w komorze na poziomie

s 3 = 100 kPa (» 1,0 kg/cm 2 ). Uruchamiając silnik powodujemy wzrost obciążenia pionowego,

które określamy na podstawie odkształcenia dynamometru pierścieniowego. Ścinanie

prowadzimy do chwili ustabilizowania się odkształcenia czujnika dynamometrycznego e d .

Badanie takie powtarzamy przy kolejnych wartościach ciśnienia w komorze s 3 = 150 , 200 ,

250 i 300 kPa.

Obliczanie wyników:

Dla każdej wartości ciśnienia w komorze s 3 obliczamy naprężenie s 1 ze wzoru:

(

)

gdzie: k – stała dynamometru; [kN/mm]

e d – odkształcenie dynamometru w chwili ścięcia; [mm]

F p – pole przekroju próbki; [cm 2 ]

F t – pole przekroju tłoka; [cm 2 ]

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Dla każdej pary wartości s 1 i s 3 wykreślamy koło naprężeń Mohra, jak to pokazano na

rysunku. Linia prosta, styczna do kół Mohra stanowi obwiednię wytrzymałości na ścinanie, na

podstawie której określamy kąt tarcia wewnętrznego j i spójność gruntu c .

t [kPa]

c u

s 3

s 1

s [kPa]

PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: