2 (2352)

92

gdzie: P - siła pionowa [kN],

A - pole powierzchni wewnętrznej komory [m²]

i ścina, przykładając siłę poziomą Q (kN), wyznaczając naprężenie ścinające:

r = [kPa],

Ścinając kilkakrotnie (kilka próbek) przy różnych naprężeniach normalnych a i nanosząc wyniki na wykres (rys.8.19) otrzymuje się linię pozwalającą określić kąt tarcia wewnętrznego <f> i spójność gruntu c.

W

Rys.8.19. WykreśJne wyznaczanie kąta tarcia wewnętrznego <f> i spójności c w aparatach bezpośredniego ścinania

Gdy ścinamy jedną próbkę wielokrotnie przy różnym a, mamy wtedy badanie przybliżone i przy wykreślnym określeniu i c linię przechodzącą przez wszystkie punkty z wyjątkiem pierwszego ścięcia przesuwamy równolegle, by przechodziła przez punkt pierwszego ścięcia.

Komory aparatu bezpośredniego ścinania mogą mieć kształt o przekroju kwadratowym lub prostokątnym, najczęściej jednak stosowane są o kształcie kwadratowym i wymiarach 60 x 60 mm, 80 x 80 mm, 100 x 100 mm, 120 x 120 mm, 150 x 150 mm, 200 x 200 mm. Aparaty bezpośredniego ścinania powinny być wyposażone w czujniki do pomiaru przemieszczeń pionowych i poziomych, tak by można było określić odkształcenie gruntu w czasie badania.

Do zalet badań wykonywanych w aparatach bezpośredniego ścinania należy zaliczyć prostotę badań, możliwość ich szybkiego przeprowadzenia, powszechne wyposażenie w tę aparaturę laboratoriów geotechnicznych jak i to, że otrzymane wartości ę i c nie wymagają żadnej hipotezy wytrzymałościowej do ich interpretacji.

Aparaty tego typu mają szereg wad, a w szczególności:

—    rozkład naprężeń normalnych i stycznych nie jest równomierny w wymuszonej płaszczyźnie ścięcia,

—    stanu granicznego nie osiąga się jednocześnie na całej powierzchni ścięcia, lecz zaczyna rozwijać się on od krawędzi,

—    wymiar powierzchni ścięcia nie jest stały, ale ulega zmniejszeniu w czasie badania,

przy ścinaniu próbki powstają dodatkowe jej odkształcenia poza płaszczyzną ścięcia,

—    nie ma możliwości pomiaru ciśnienia wody w porach, a więc określenia naprężeń efektywnych.

Rys.8.20. Aparat bezpośredniego ścinania AB-1 - ZAN Kraków