Wydział Górniczy Budownictwo rok III	Ćwiczenie nr 9	Rok akademicki	Data	Ocena
Imię i nazwisko Karolina Jezierska	Oznaczanie kąta tarcia wewnętrznego i spójności skał w próbie bezpośredniego ścinania	2001/2002	14/11/2001

1. Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia jest oznaczenie kąta tarcia wewnętrznego i spójności skał .

2. Obliczenia:

Obliczenia wykonujemy na podstawie otrzymanych danych według podanych niżej wzorów

1. Kąta tarcia wewnętrznego:

tg=

2. Spójność:

Obliczenia wykonujemy dla 3 próbek przy różnym obciążeniu

Próbka nr 1 σ=0,983*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	29	4,876	141,404	0,3928	0,983
1	34	4,876	165,784	0,4605	0,983
1,5	37	4,876	180,412	0,5011	0,983
2	39	4,876	190,164	0,5282	0,983
2,5	40	4,876	195,04	0,5418	0,983
3	42	4,876	204,792	0,5689	0,983
3,5	42	4,876	204,792	0,5689	0,983
4	41	4,876	199,916	0,5553	0,983
4,5	44	4,876	214,544	0,5960	0,983
5	44	4,876	214,544	0,5960	0,983
Próbka nr 2 σ=0,983*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	23	4,876	112,148	0,3115	0,983
1	26	4,876	126,776	0,3522	0,983
1,5	27	4,876	131,652	0,3657	0,983
2	30	4,876	146,28	0,4063	0,983
2,5	31	4,876	151,156	0,4199	0,983
3	32	4,876	156,032	0,4334	0,983
3,5	32	4,876	156,032	0,4334	0,983
4	31	4,876	151,156	0,4199	0,983
4,5	42	4,876	204,792	0,5689	0,983
5	41	4,876	199,916	0,5553	0,983
Próbka nr 3 σ=1,932*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	55	4,876	268,18	0,7449	1,932
1	62	4,876	302,312	0,8398	1,932
1,5	67	4,876	326,692	0,9075	1,932
2	70	4,876	341,32	0,9481	1,932
2,5	72	4,876	351,072	0,9752	1,932
3	75	4,876	365,7	1,0158	1,932
3,5	76	4,876	370,576	1,0294	1,932
4	76	4,876	370,576	1,0294	1,932
4,5	78	4,876	380,328	1,0565	1,932
5	81	4,876	394,956	1,0971	1,932
Próbka nr 4 σ=1,932*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	48	4,876	234,048	0,6501	1,932
1	52	4,876	253,552	0,7043	1,932
1,5	60	4,876	292,56	0,8127	1,932
2	63	4,876	307,188	0,8533	1,932
2,5	67	4,876	326,692	0,9075	1,932
3	71	4,876	346,196	0,9617	1,932
3,5	73	4,876	355,948	0,9887	1,932
4	74	4,876	360,824	1,0023	1,932
4,5	76	4,876	370,576	1,0294	1,932
5	79	4,876	385,204	1,0700	1,932
Próbka nr 5 σ=2,999*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	73	4,876	355,948	0,9887	2,999
1	87	4,876	424,212	1,1784	2,999
1,5	98	4,876	477,848	1,3274	2,999
2	104	4,876	507,104	1,4086	2,999
2,5	109	4,876	531,484	1,4763	2,999
3	112	4,876	546,112	1,5170	2,999
3,5	115	4,876	560,74	1,5576	2,999
4	118	4,876	575,368	1,5982	2,999
4,5	120	4,876	585,12	1,6253	2,999
5	119	4,876	580,244	1,6118	2,999
Próbka nr 6 σ=2,999*10^5 Pa
l [mm]	x [0,01 mm]	k [N/0,01mm]	T [N]	 [10^5 Pa]	σn [10^5 Pa]
0,5	75	4,876	365,7	1,0158	2,999
1	89	4,876	433,964	1,2055	2,999
1,5	98	4,876	477,848	1,3274	2,999
2	104	4,876	507,104	1,4086	2,999
2,5	108	4,876	526,608	1,4628	2,999
3	114	4,876	555,864	1,5441	2,999
3,5	116	4,876	565,616	1,5712	2,999
4	117	4,876	570,492	1,5847	2,999
4,5	118	4,876	575,368	1,5982	2,999
5	117	4,876	570,492	1,5847	2,999

Wartość naprężeń przy których nastąpiło ścięcie sześciu próbek danej skały

	σni [10^5 Pa]	 [10^5 Pa]	σni^2	σni * i
	0,983	0,5960	0,9663	0,5859
	0,983	0,5689	0,9663	0,5592
	1,932	1,0971	3,7326	2,1196
	1,932	1,0700	3,7326	2,0672
	2,999	1,6253	8,9940	4,8743
	2,999	1,5982	8,9940	4,7930
	11,828	6,5555	27,3858	14,9992
(σni)^2	139,902
	tg 	0,5102
		27,0327	[^o]	0,47181
	c	0,0867	[Pa]

3.Zależnośc między naprężeniami przy których nastąpiło ścięcie próbek

Kąt nachylenia prostej do osi odciętej przedstawia kąt tarcia wewnętrznego ϕ , a odcinek rzędnej od punktu układu do przecięcia się prostej z osią rzędnych- spójność c

Wykresy zależności naprężenia ścinającego od wydłużenia dla poszczególnych próbek :

4. Wnioski

Wytrzymałość na ścinanie określana jest za pomocą kąta tarcia wewnętrznego i spójności. skały spoiste i sypkie zawilgocone przeciwstawiają się ścinaniu dzięki tarciu wewnętrznemu oraz spójności. Skały sypkie wysuszone nie wykazują spójności, jednak wilgotny piasek ma niewielką spójność. Dla skał sypkich krzywa wytrzymałości na ścinanie na wykresie zależności (σ przechodzi przez początek układu współrzędnych, a dla spoistych i sypkich zawilgoconych nie . Z tego wynika że badana przeze mnie skała jest sypka zawilgocona ponieważ krzywa wytrzymałości na ścinanie nie zaczyna się w początku układu współrzędnych . Długość odcinka od początku układu do przecięcia się wykresu z osią rzędnych daje nam spójność (0,08
Pa)

Przy wzrastającym nacisku pionowym zauważyłem że przykładana siła pozioma przy której nastąpiło ścięcie też wzrasta .Po dokonaniu pomiarów i wyliczeń otrzymałem , że kąt tarcia wewnętrznego wynosi ok. 27°.Taki wynik klasyfikuje badaną próbkę jako grunt luźny ( według tabeli wartości charakterystycznych kątów tarcia ) .

6

---