91084

1. Badanie w aparacie bezpośredniego ścinania 1.1 Opis teoretyczny i metoda badawcza

Opór tarcia w odniesieniu do jednostki powierzchni ścinania gruntów sypkich (piasków suchych) w stanie równowagi granicznej wyraża się wzorem Coulomba:

t = X = o„ tg Ó

Dla gruntów spoistych, mających opór tarcia i spójności, wzór przybiera postać:

t = X = G„ tg <j> + c,

w którym:    t - opór tarcia wewnętrznego i spójności [Pa],

X - naprężenie ścinające [Pa],

tg ó - współczynnik tarcia wewnętrznego,

Ó - kąt tarcia wewnętrzego [°],

a„ - naprężenie normalne do powierzchni ścięcia [Pa], c - spójność [Pa].

Aby nastąpiło ścięcie gruntu, naprężenia ścinające muszą być większe od oporu tarcia wewnętrznego i spójności, czyli musi być spełniony warunek X > t.

Na podstawie powyższych wzorów można stwierdzić, że wytrzymałość gruntu na ścinanie jest funkcją kąta tarcia wewnętrznego, spójności i naprężenia normalnego do płaszczyzny ścinania.

Znajomość wytrzymałości gruntu na ścinanie jest niezbędna podczas wyznaczania wartości normowych obciążeń jednostkowych podłoża na podstawie naprężeń granicznych, przy projektowaniu skarp wykopów lub nasypów, do obliczania parcia gruntu na muiy oporowe itp.

Wytrzymałością gruntu na ścinanie nazywa się maksymalny opór jednostkowy, jaki stawia grunt naprężeniom ścinającym w chwili nastąpienia ścięcia (poślizgu w płaszczyźnie ścinania). Określenie wytrzymałości gruntu na ścinanie sprowadza się do określenia kąta tarcia wewnętrznego i spójności. Laboratoiyjnie wielkości te wyznacza się za pomocą:

1)    aparatu bezpośredniego ścinania (ABS)

2)    aparatu trójosiowego ściskania (ATS).

Ad. 1:

Do badania należy stosować próbki w stanie jak najbardziej zbliżonym do stanu, w jakim grunt będzie pracował w naturze (NNS). Z gruntu wycina się co najmniej 5 próbek za pomocą szablonu o wymiarach ramki aparatu (6X6 cm). Po wciśnięciu foremki w grunt odcina się pobraną próbkę od pozostałego gruntu i wyrównuje powierzclinie przez ścięcie nożem nadmiaru gruntu równo z krawędziami foremki. Część tego gruntu należy zostawić do oznaczenia wilgotności - dla każdej próbki po dwa oznaczenia (jedno z góry foremki, drugie z dolnej powierzchni próbki).

Następnie próbkę umieszcza się w ramce aparatu, wykonuje „czynności przygotowujące do badania” (np. założenie bibułki filtracyjnej na oba filtry) i poddaje próbkę konsolidacji za pomocą wieszaka z odważnikami tarczowymi. Ścięcia próbki należy dokonać po osiągnięciu stabilizacji osiadań, tj. po zakończeniu osiadania przy danym stopniu obciążenia - można uznać, że nastąpiła stabilizacja osiadań, jeżeli różnica dwóch ostatnich odczytów czujnika nie przekracza 0,002 mm, pomiaru zmiany wysokości próbki dokonuje się po 1, 2, 5, 15, 30