BADANIE W APARACIE BEZPOŚREDNIEGO ŚCINANIA

(AB)

wg PKN-CEN ISO/TS 17892-10

Sprzęt laboratoryjny:

 Aparat skrzynkowy
 Waga laboratoryjna
 Przyrządy miernicze (linijka, suwmiarka)
 Ubijak do wyrównywania powierzchni próbki
 Naczynie do przygotowania próbki
 Parowniczka

Przebieg badania:

1. Przygotowanie próbki:

 próbka kwadratowa → (l = 60mm)× (l = 60mm) × (wysokość H)

skrzynka aparatu 3 odczyty

 próbka cylindryczna → średnica D, wysokość H
 próbka powinna być wycięta z gruntu o nienaruszonej strukturze.

2. Ważenie pustej parowniczki m

c

.

3. Ważenie pustej skrzynki – m

t

z dokładnością do 0,01 g (po skręceniu dwóch części

skrzynki za pomocą śrub mocujących oraz po umieszczeniu na dnie płytki oporowej).

4. Ułożenie gruntu w skrzynce przy użyciu niewielkiego ubijaka.
5. Ważenie skrzynki z próbką gruntu – m

mt

z dokładnością do 0,01 g.

6. Pomiar w 3 różnych miejscach wysokości próbki h

i

przy użyciu suwmiarki.

7. Umieszczenie skrzynki w mechanizmie aparatu (po nałożeniu na wierzchu próbki

drugiej płytki oporowej i nakładki przenoszącej obciążenie pionowe).

8. Nałożenie ramy obciążającej z wieszakiem na przygotowaną wcześniej skrzynkę z

próbką, dosunięcie skrzynki do trzpienia dynamometru, wyjęcie śrub mocujących
dwie części skrzynki.

9. Przyłożenie obciążenia normalnego σ (stałe obciążenie w trakcie badania).
10. Ścinanie próbki przy stałej prędkości np.1.0 mm/min (przemieszczenie się jednej

połówki aparatu względem drugiej połowy).

11. Notowanie odczytów co 0.5; 1.0; 1.5 [mm] itd. - „s” (przesunięcie):

 odczyty z czujnika dynamometru - „a”.

12. Koniec I etapu badania – gdy wartość siły ścinającej w 3 kolejnych odczytach

pozostaje stała lub zmniejsza się.

13. Zdjęcie skrzynki z aparatu i unieruchomienie jej za pomocą śrub.
14. Porysowanie gruntu nożem, a następnie wyrównanie powierzchni próbki.
15. Analogiczne dwukrotne przeprowadzenie badania począwszy od pkt.6 do pkt.14.
16. Przełożenie do zważonej wcześniej parowniczki całego gruntu ze skrzynki.
17. Ważenie parowniczki z gruntem wilgotnym – m

1

oraz z gruntem suchym po

wysuszeniu gruntu do stałej masy – m

2

.

Zestawienie wyników badania:

stała aparatu „x” = …………

m

t

= ……… [g]

m

mt

= ……… [g]

m

c

= ……… [g]

m

1

= ……… [g]

m

2

= ……… [g]

Obliczenia:

 Masa szkieletu gruntowego

m

d

– masa szkieletu gruntowego [g]

m

2

– masa parowniczki z gruntem suchym [g]

m

c

– masa pustej parowniczki [g]

 Początkowa gęstość szkieletu gruntowego

A – pole próbki [cm

2

]

H

0

– początkowa wysokość próbki [cm]

 Początkowa gęstość objętościowa

m

0

– początkowa masa próbki [g]

m

mt

– masa skrzynki z gruntem wilgotnym [g]

m

t

– masa pustej skrzynki [g]

 Początkowy wskaźnik porowatości

ρ

s

– gęstość właściwa / przyjąć ρ

s

= ……… [g/cm

3

] /

 Wilgotność końcowa

m

1

– masa parowniczki z gruntem wilgotnym [g]

m

2

– masa parowniczki z gruntem suchym [g]

m

c

– masa pustej parowniczki [g]

 Naprężenie ścinające

P – siła ścinająca pozioma [kN]

A – początkowe pole próbki [m

2

]

 Siła ścinająca pozioma

a – wartość odczytana z dynamometru [-]

x – stała aparatu [kN/dz]

Zestawienie w tabeli wartości σ

(i)

i τ

(i)

.

Oznaczenie kąta tarcia φ’ w funkcji wskaźnika porowatości:

 Sporządzenie wykresu zależności wytrzymałości na ścinanie

τ

f

względem

początkowego wskaźnika porowatości

e

0

.

 Wyznaczenie kąta tarcia

φ’

dla dowolnego wskaźnika porowatości

/ założenie: c

’

= 0 /.