Aparat skrzynkowy


LABORATORIUM Z GEOTECHNIKI 5

TEMAT: Wyznaczanie wytrzymałości gruntu na ścinanie w aparacie skrzynkowym.

Robert Gotto

lchior Grębowicz

Oznaczanie spójności (cu) i kąta tarcia wewnętrznego (φu) gruntu.

Wytrzymałością gruntu na ścinanie τf - nazywamy opór, jaki stawia grunt naprężeniom ścinającym, po pokonaniu którego następuje zniszczenie struktury gruntu. Wytrzymałość na ścinanie jest funkcją naprężenia normalnego σ oraz parametrów wytrzymałościowych gruntu, czyli:

τf=σ*tgϕ+c

gdzie:

ϕ - kąt tarcia wewnętrznego

c- spójność gruntu

Parametry wytrzymałościowe gruntu c i ϕ wyznacza się m.in. w aparacie bezpośredniego ścinania (skrzynkowym) oraz w aparacie trójosiowym.

Spójność właściwa gruntu jest to wewnątrz-strukturalne ciśnienie, wynikające z sił wzajemnego przyciągania się cząstek gruntowych, zrównoważonego przez reakcję sił odpychających w warunkach zakończonej konsolidacji gruntu przy danym obciążeniu konsolidacyjnym. Grunty sypkie ziarniste bez cząstek iłowych mają spójność równą zero.

W przypadku ścinania gruntów o strukturze ziarnistej występuje opór tarcia suwnego i obrotowego, gdyż przy poślizgu strefowym jednej warstwy gruntu po drugie występuje opór nie tylko w powierzchniach poślizgu, lecz i opór wynikający z obrotu ziaren w stosunku do ziaren sąsiednich. Opór gruntu powstały wskutek tarcia suwnego i obrotowego nazywamy oporem tarcia wewnętrznego. Wartość kąta tarcia wewnętrznego ϕ zależy od wymiaru ziaren i od ich kształtu oraz od stopnia zagęszczenia gruntu. Im grubsze są ziarna, tym szersza jest strefa ogarnięta tarciem wewnętrznym ziaren. Im bardziej ostre są krawędzie ziaren, tym większy jest opór ich tarcia przy wzajemnym obrocie, gdyż większy jest opór z ich wzajemnego zaklinowania się. Im bardziej grunt jest zagęszczony tym mniej swobody mają poszczególne ziarna przy obrocie i tym większy jest ich opór przy ścinaniu gruntu.

3. Wnioski.

Spójność gruntów niespoistych równa jest zero, natomiast wartość kąta tarcia wewnętrznego, zgodnie z normą, powinna mieścić się w granicach 29-33o.

Przy wyznaczaniu przez nas wytrzymałości gruntu na ścinanie w aparacie skrzynkowym spójność gruntu wyniosła 25kPa, kąt tarcia wewnętrznego - ok. 37,77o.

Wyniki te są obarczone błędem, który może wynikać z nieodpowiedniego zagęszczenia przez nas gruntu oraz z wpływu wilgotności na spójność gruntu. Przyczyną błędu mogło także być niewłaściwe odczytanie miejsca ścięcia próbki dla określonego pionowego nacisku.

Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie wytrzymałości gruntu na ścina nie przy

Pomocy aparatu skrzynkowego.

W tym celu do obciążonej próbki obciążeniem Q przykładano siłę ścinającą Tf powodującą powstawanie naprężenia ścinającego τf . Naprężenia powodowały odkształcenia dynamiczne εd . Wykonano pięć pomiarów dla różnych wartości obciążenia pionowego i na podstawie otrzymanych wyników wykreślony został wykres τ=f(δ). Badaniu poddany został piasek drobnoziarnisty. Na podstawie wykresu odczytano, że kąt tarcia wewnętrznego φu=30,24o .

Otrzymano także wartość spójności Cu =10 kPa. Piasek jako grunt niespoisty nie powinien wykazywać spójności . Otrzymana wartość jest wynikiem zawilgocenia próbki . Badanie wytrzymałości gruntów na ścinanie przeprowadza się w celu określenia możliwości wykorzystania gruntu do usytuowania na nim budowanych obiektów i stanowi podstawę do wymiarowania fundamentów budowli.



Wyszukiwarka