Charakterystyką materiału nazywa się zależność
pomiędzy naprężeniem i odkształceniem uzyskaną podczas
badań wytrzymałościowych takich jak próby jednoosiowego
ściskania lub rozciągania.
Podstawy Geoinżynierii
Dla badań wykonanych w trójosiowym stanie naprężenia
analogiczne charakterystyki uzyskuje się porównując
intensywność naprężenia i odkształcenia.
WYKA
AD III
Schemat aparatu trójosiowego ściskania
Dla gruntów niespoistych prób jednoosiowych nie
można wykonać. Podobnie jest z próbami rozciągania.
1. Próbka gruntu
Minimalne rozciąganie wykazują grunty spoiste. 2. Podstawa próbki
3. Tłoczek przekazujący ciśnienie osiowe
Uzyskanie charakterystyk materiałowych uzyskuje się
4. Ściany komory ciśnieniowej
w wyniku badań trójosiowego ściskania.
5. Pomiar ciśnienia cieczy w komorze
6. Osłona gumowa
7. Filtr
8. Pomiar ciśnienia wody w porach
Zmiany układu ziaren i cząstek pod wpływem Schematy zniszczeń próbki gruntu w aparacie
 czystego ściskania trójosiowego ściskania
a  w gruncie sypkim
a) możliwe powierzchnie
b  w gruncie spoistym przed obciążeniem
zniszczenia
b) obszary odkształceń
c  po obciążeniu i odkształceniu
w różnych warunkach
obciążenia
1
Badanie w aparacie trójosiowego ściskania 
Badanie w aparacie trójosiowego ściskania c.d.
stan naprężeń w próbce
Podczas badania próbka znajduje się w osiowo symetrycznym,
W celu uzyskania zależności naprężenia- odkształcenie
trójosiowym stanie naprężenia. podczas badania należy mierzyć równocześnie
Stan naprężenia w próbce: stan naprężenia i odkształcenia (porównanie
intensywności naprężenia i odkształcenia).
Intensywność naprężenia to jest naprężenie, które
Ã1 = à odpowiada hipotezie zniszczenia materiaÅ‚u opartej na
z
maksymalnej energii odkształcenia postaciowego.
à = à = à = ÃÅ
2 3 r
Wyraża się poprzez naprężenia główne:
1
2 2 2
à = Å" (Ã1 -à ) + (à - à ) + (à - Ã1)
i 2 2 3 3
2
Charakterystyki materiałowe gruntu
Badanie w aparacie trójosiowego ściskania c.d.
W warunkach osiowej symetrii wzór ten przyjmuje postać:
1
2
à = Å" 2(Ã1 - à ) = Ã1 - Ã
i 2 2
2
Wykres zależności intensywności naprężenia i odkształcenia osiowego
Charakterystyki materiałowe gruntu Charakterystyki materiałowe gruntu
Wykres zależności:
Wykres zależności naprężenie - odkształcenie osiowe dla próbek iłu
naprężenie średnie  odkształcenie objętościowe
o różnym współczynniku prekonsolidacji (2 i 6)
dla gruntów o różnym zagęszczeniu początkowym
2
Charakterystyki materiałowe Charakterystyki materiałowe
Naprężenie [kPa]
200
Z obserwacji doświadczalnych wynika, że grunt wykazuje właściwości
sprężyste (wypadkowa sprężystych odkształceń poszczególnych ziaren
gruntu), plastyczne (zmiana struktury gruntu na skutek wzajemnego
100
przemieszczania siÄ™ ziaren gruntu) oraz lepkie (woda swobodna powoduje
zjawisko konsolidacji, powietrze wywołuje zjawiska podobne jak woda
swobodna).
Na tej podstawie grunt jest materiałem nieliniowym o właściwościach
sprężysto-lepko-plastycznych.
0
4.0 8.0 12.0 16.0 18.
0.0
0
Odkształcenie [%]
Wykres zależności naprężenie - odkształcenie osiowe
w badaniu próbki gruntu spoistego z odciążeniem
Badania ściśliwości gruntu 
Badania ściśliwości gruntu
budowa edometru
Schemat edometru (konsolidometru)
1  podstawa, 2  pierścień, 3  filtr górny
4  filtr dolny, 5  podłączenie do pomiaru ciśnienia porowego
Wykresy zależności w badaniu edometrycznym
Wykresy zależności w badaniu edometrycznym
 zależność odkształcenie naprężenie
 zależność odkształcenie naprężenie
(skala półlogarytmiczna)
3
Badanie wytrzymałości na ścinanie  graniczny Graniczny stan naprężenia w ośrodku
stan naprężenia w ośrodku gruntowym gruntowym  grunty niespoiste
Ä = Ã Å"tgĆ + c
N
a - prosta Coulomba
b - graniczne koło Mohra
Graniczny stan naprężenia w ośrodku Graniczny stan naprężenia w ośrodku
gruntowym  grunty spoiste gruntowym
Prosta Coulomba dla gruntów:
a- grunty niespoiste b- grunty idealnie spoiste
Graniczny stan naprężenia w ośrodku
Aparat bezpośredniego ścinania
gruntowym
Pv - siła pionowa Ph - siła pozioma n-n płaszczyzna ścięcia
a) stan płaski, b) stan obrotowo-symetryczny, c) stan przestrzenny
4
Schemat odkształcenia próbki w aparacie
bezpośredniego ścinania
5