mech024

jęszczania takiego ośrodka kąt tarcia wewnętrznego rośnie (powyżej wartości kąta naturalnego usypu).

W gruntach spoistych oprócz tarcia wewnętrznego występuje spójność rzeczywista gruntu. Dla ośrodka o stałej konsystencji oraz porowatości jest to wielkość stała, uezależna od wartości naprężeń ściskających. Rozróżnia się dwa rodzaje spójności:

1)    spójność rzeczywistą, nazywaną inaczej spójnością właściwą lub kohezją,

2)    spójność pozorną.

Spójność rzeczywistą mają tylko grunty spoiste. Występuje ona przede wszystkim na skutek:

a)    wzajemnego przyciągania cząstek gruntu, które jest tym większe, im mniejsze są cząstki gruntu,

b)    trwałego powiązania cząstek gruntu, które powstało podczas procesów sedymentacyjnych.

Spójność pozorną mogą mieć zarówno grunty spoiste, jak i niespoiste drobnoziarniste. Przyczyną występowania spójności pozornej jest obecność w gruncie wody włoskowatej, która oddziałuje dodatkowo na szkielet gruntowy.

Siły spójności rzeczywistej gruntów spoistych, oprócz uziamienia, zależą od zawilgocenia gruntu, które wpływa przede wszystkim na wartość sił wzajemnego przyciągania cząstek gruntu. Im większa jest wilgotność gruntu spoistego, tym mniejsza jest spójność rzeczywista gruntu. W gruntach spoistych w stanic płynnym siły spójności są minimalne (c ~ 0). Ze względu na fakt, że wzajemne przyciąganie cząstek gruntu jest tym większe, im mniejsze są wymiary cząstek, grunty spoiste mają tym większą spójność rzeczywistą, im więcej znajduje się w nich cząstek iłowych. Natomiast wraz ze wzrostem ilości cząstek iłowych w gruncie maleje tarcie wewnętrzne, a tym samym i kąt tarcia wewnętrznego.

Przy badaniu gruntów spoistych słabo przepuszczalnych dla wody i szybkim wzroście obciążenia pionowego woda z porów gruntu nic zdąży odfiltrować przed ścięciem próbki, a prawie całe obciążenie przekazywane jest wówczas na wodę. Dopiero podczas procesu konsolidacji próbki gruntu następuje odsączanie się wody z porów gruntu i stopniowe przekazywanie obciążeń na szkielet gruntowy.

Reasumując, wartości parametrów kąta tarcia i spójności gruntów spoistych w dużym stopniu są zależne od rodzaju gruntu, jego stanu, a także od warunków ścinania (metodyki badań). Próba bezpośredniego ścinania ma charakter techniczny, jako że w ścinanym przekroju nie ma równomiernego rozkładu naprężeń (stanu granicznego nic osiąga się jednocześnie na całej powierzchni ścięcia, a zaczyna się on rozwijać na krawędzi; wymiar powierzchni ścięcia nie jest stały, a ulega zmniejszeniu w czasie badania; obserwowana eksperymentalnie powierzchnia ścięcia nie jest płaszczyzną). Ponadto w powszechnie stosowanych aparatach nie ma możliwości pomiani ciśnienia wody w porach. Stąd też stosowane są dokładniejsze metody pomiaru, z których najbardziej rozpowszechnioną jest próba trójosiowego ściskania.

Do bezsprzecznych zalet należy zaliczyć prostotę badania i możliwość szyb-k lego jego przeprowadzenia.

2. PRZEBIEG ĆWICZENIA

Badanie przeprowadzamy na gruntach niespoistych i spoistych, struktura w obu przypadkach może być naruszona lub nienaruszona. Celem uzyskania wartości k;|ta tarcia wewnętrznego i kohezji należy przeprowadzić badanie przynajmniej dwóch próbek z tego samego gruntu przy różnych obciążeniach jednostkowych. (łbciążenia powinny być tak dobierane, aby warunki ścięcia próbki był)' maksymalnie zbliżone do warunków pracy gruntu in situ.

2.1. Badanie próbki gruntu o strukturze naruszonej w klasycznym aparacie bezpośredniego ścinania

Jak już wspomniano powyżej, próbę bezpośredniego ścinania przeprowadza się przy użyciu przyrządu zwanego aparatem bezpośredniego ścinania (rys. 9.4- i 9.5).

Rys. 9.4. Przekrój skrzynki dwudzielnej z aparatu bezpośredniego ścinaniu:

I sita pionowa wywołana zawieszeniem ramy z obciążnikami, 2 silą ścinająca wywołana przemieszczeniem śruby przesuwającej, 3 dolna ramka skrzynki, 4 górna ramka skrzynki, 5 filtry: dolny i górny, 6 śruby nastawcze, 7 płytki oporowe, 8 bibułka filtracyjna

/I