Wytrzymałość gruntów na ścinanie (kryterium wytrzymałościowe Coulomba-Mohra, ścieżki naprężeń, cechy wytrzymałościowe gruntów, metody badań)

Wytrzymałością na ścinanie τ_f nazywa się opór, jaki stawia ośrodek gruntowy naprężeniom ścinającym w rozpatrywanym p-kcie ośrodka. W MG wytrz. na ścin. jest wielkością zależną wprost prop od spójności i kąta tarcia wewnętrznego. τ_f=c+ σ•tgΦ, σ-naprężenia normalne do płaszczyzny ścięcia. c-kohezja, Φ - kąt TW

Badania wytrz.na ścinanie dla gruntów skalistych:

*proste ścinanie, * ścinanie w aparatach bezpośredniego ścinania, *ścinanie ze ściskaniem, *ścinanie przez trójosiowe ściskanie, *ścinanie metodami skręcania. Dla gruntów nieskalistych: *bezpośrednie ścinanie, *ścinanie obrotowe, *ścinanie przez trójosiowe ściskanie.

Badanie: Aparat skrzynkowy pozwala na wyznaczenie parametrów wytrz.na ścinanie przez napr. całk. Aparat składa się z : filtra górnego i dolnego, ramki dolnej, tłoczka, śruby, płytek oporowych, z góry zadane jest siła pionowa, z boku siła tnąca.

Oznaczenia: Połączyć dwie części skrzyneczki za pomocą śrub, grunt umieścić między płytkami których ząbki skierowane są do wewn (w stronę gruntu). Na górze umieścić tłoczek przenoszący obciążenie normalne , nałożyć ramkę z wieszakiem. Przesunąć skrzynkę by stykała się z trzpieniem dynamometru i silnika elektrycznego, wykręcić śruby i uruchomić aparat; okresowo (co 30sek) notować wskazania czujnika dynamometru (siły tnącej) i wzajemne przemieszczenie się obu części skrzynek. Powtarzać tak dla kolejnych obciążeń (50,100, 200,400 kPa. Wyniki do tabeli gdzie obliczamy m.in. F (siłę ściskającą) i obliczyć c,Φ i τ_f -wytrzymałość na ścinanie)

• Kryterium wytrzymałościowe Coulomba-Mohra (τ_f=c+ σ•tgΦ),

Naprężenia główne na płaszczyznach głównych gdzie styczne są = 0. σ-naprężenie normalne, τ -napr. ścinające. σ_1­,2,3 - napr główne największe, pośrednie, najmniejsze σ = (σ₁+ σ₃)/2 + cos2α·(σ₁- σ₃)/2; σ = p + q·cos2α, τ = sin2α ·(σ₁- σ₃)/2, τ = qsin2α

• 
  

Współrzędne każdego punktu na tym okręgu będą wartościami naprężeń , σ i τ występującymi na płaszczyznach poprowadzonych przez rozpatrywany punkt ciała pod kątem α do kierunku działania naprężeń głównych σ₃.

Stan graniczny w ośrodku gruntowym | τ | = τ_f występuje gdy naprężenia są równe wytrz. na ścinanie.

Zakładamy np. ze mamy stałe σ₃ a zmieniamy σ₁ i możemy je zwiększać aż osiągniemy stan graniczny (więcej nie bo nastąpi ścięcie próbki i wówczas napr ścinające = wytrz. na ścinanie gruntu) Otrzymane koło o σ_1max i σ₃ nazywamy kołem granicznym Mohra, musi być ono styczne do prostej Coulomba i taki stan nazywa stanem granicznym wg kryterium Coloumba Mohra

• 
  
  

• Ścieżki naprężeń

Punkty od A-J to punkty naprężenia, łącząc te punkty otrzymujemy ścieżkę naprężenia. AE, FJ - ścieżki (trajektorie naprężeń), łącząc J oraz E uzyskujemy odpowiednie odpowiednie zmodyfikowaną. C_T - spójność zmodyfikowana c = C_T / cosΦ, tgΦ_T = sinΦ

---