31. Сопротивление грунтов сдвигу. Основные понятия.

При рассмотрении равновесия отдельной частицы песчаного грунта на открытом откосе.

φ – угол естественного откоса.

Из рассматриваемого равновесия этой частицы можно написать следующее уравнение: f = T/N= (Gsinφ)/(Gcosφ) =tgφ,T- сдвигающая сила,S– удерживающая сила,G– сила тяжести,N– нормаль к плоскости сдвига,f– коэффициент трения.

Под действием внешней нагрузки в отдельных точках грунтового массива напряжения могут превысить связи между частицами. При этом возникают скольжения и сдвиги одних частиц или агрегатов по другим и может нарушиться сплошность грунта, т.е. прочность его будет превышена. Под прочностью подразумевается свойство материала сопротивляться разрушению или развитию больших пластичных деформаций, приводящих к недопустимым искажениям формы тела.

С – удельное сцепление грунта — характеризует связность грунта, зависит от наличия жестких и водно-коллоидных связей, структуры грунта.

Внутренние сопротивления препятствуют сдвигу частиц. В идеально сыпучих телах будет лишь трение, возникающее в точках контакта частиц. В идеально связных грунтах (вязкие дисперсные глины) перемещение частиц будут сопротивления только внутренних структур связей и вязкость водно-коллоидных оболочек. Природные глины обладают как вязкими (водно-коллоидными) так и жесткими кристаллическими связями, до тех пор пока действие напряжений внутренних связей не преодолены. Глины ведут себя как твердые тела, обладающие лишь упругими связями сцепления. Под силами сцепления будем подразумевать сцепление структурных связей всякому перемещению связных частиц независимо от величины внешнего давления. Если нагрузка будет такова, что эффективные напряжения превзойдут прочность жестких структурных связей. То в точках контакта частиц и по поверхности их водно-коллоидных оболочек сдвижению частиц будут сопротивляться еще оставшиеся и вновь возникающие водно-коллоидные связи.

Для характеристики сил трения между частицами внутри массива вводиться понятие угла внутреннего трения — φи уд. сцепление – С.

tgφ– характеризует соотношение между нормальным и сдвиговым напряжениями внутри массива, а С – сопротивление структурных связей всякому перемещению.

φ и С – основные прочностные показатели сопротивления грунта сдвигу.

32. Угол внутреннего трения и удельное сцепление

Для характеристики сил трения между частицами внутри массива вводиться понятие угла внутреннего трения — φи уд. сцепление – С.

tgφ– характеризует соотношение между нормальным и сдвиговым напряжениями внутри массива, а С – сопротивление структурных связей всякому перемещению.

φ и С – основные прочностные показатели сопротивления грунта сдвигу.

Под действием внешней нагрузки в отдельных точках грунтового массива напряжения могут превысить связи между частицами. При этом возникают скольжения и сдвиги одних частиц или агрегатов по другим и может нарушиться сплошность грунта, т.е. прочность его будет превышена. Под прочностью подразумевается свойство материала сопротивляться разрушению или развитию больших пластичных деформаций, приводящих к недопустимым искажениям формы тела.

С – удельное сцепление грунта — характеризует связность грунта, зависит от наличия жестких и водно-коллоидных связей, структуры грунта.

studfile.net

Угол внутреннего трения глинистых грунтов

Угол внутреннего трения глинистого грунта — это параметр прямой зависимости сопротивления глинистого грунта срезу от вертикального давления, определяемый как отрезок, отсекаемый этой прямой на оси ординат. (ГОСТ Р 54477-2011).

Таблица нормативных значения угла внутреннего трения глинистых (супесчаных, суглинистых) грунтов, согласно СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений:

Наименования	Показатель текучести, IL	Обозначение характеристик грунтов	Характеристики грунтов при коэффициенте пористости, равном
			0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супесь твердая и полутвердая	от 0 до 0,25	φ , °	30	29	27	24	—	—	—
Супесь тугопластичная и мягкопластичная	от 0,25 до 0,75	φ , °	28	26	24	21	18	—	—
Суглинки твердые и полутвердые	от 0 до 0,25	φ , °	26	25	24	23	22	20	—
Суглинки тугопластичные	от 0,25 до 0,5	φ , °	24	23	22	21	19	17	—
Суглинки мягкопластичные	от 0,5 до 0,75	φ , °	—	—	19	18	16	14	12
Глины твердые и полутвердые	от 0 до 0,25	φ , °	—	21	20	19	18	16	14
Глины тугопластичные	от 0,25 до 0,5	φ , °	—	—	18	17	16	14	11
Глины мягкопластичные	от 0,5 до 0,75	φ , °	—	—	15	14	12	10	7

Для промежуточных значений коэффициентов пористости (е) глинистого грунта, значения угла внутреннего трения определяются интерполяцией (Онлайн-Интерполятор)

Удельное сцепление (с) глинистых грунтов

Модуль деформации глинистых грунтов

 

 

 

buildingclub.ru

1.5. Прочность грунтов

Сопротивление грунта срезу характеризуется касательными напряжениями в предельном состоянии, когда наступает разрушение грунта [4]. Соотношение между предельными касательными τ и нормальными к площадкам сдвига σ напряжениями выражается условием прочности Кулона-Мора

Цытович И.А. Механика грунтов

τ = σ tgφ + c,

(1.5)

где φ — угол внутреннего трения; с — удельное сцепление.

Характеристики прочности φ и с определяют в лабораторных и полевых условиях. Для предварительных, а также окончательных расчетов оснований зданий и сооружений II и III класса допускается принимать значения φ и с по табл. 1.17 и 1.18.

ТАБЛИЦА 1.17. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ СЦЕПЛЕНИИ c, кПа, И УГЛОВ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ, град, ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

Песок	Характеристика	Значения с и φ при коэффициенте пористости e
		0,45	0,55	0,65	0,75
Гравелистый и крупный	с φ	2 43	1 40	0 38	– –
Средней крупности	с φ	3 40	2 38	1 35	– –
Мелкий	с φ	6 38	4 36	2 32	0 28
Пылеватый	с φ	8 36	6 34	4 30	2 26

Примечание. Приведенные в таблице значения относятся к кварцевым пескам (см. табл. 1.12).

ТАБЛИЦА 1.18. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ СЦЕПЛЕНИЯ c, кПа, И УГЛОВ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ, град, ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Грунт	Показатель текучести	Характеристика	Значения с и φ при коэффициенте пористости е
			0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супесь	0 < IL ≤ 0,25	с φ	21 30	17 29	15 27	13 24	– –	– –	– –
	0,25 < IL ≤ 0,75	с φ	19 28	15 26	13 24	11 21	9 18	– –	– –
Суглинок	0 < IL ≤ 0,25	с φ	47 26	37 25	31 24	25 23	22 22	19 20	– –
	0,25 < IL ≤ 0,5	с φ	39 24	34 23	28 22	23 21	18 19	15 17	– –
	0,5 < IL ≤ 0,75	с φ	– –	– –	25 19	20 18	16 16	14 14	12 12
Глина	0 < IL ≤ 0,25	с φ	– –	81 21	68 20	54 19	47 18	41 16	36 14
	0,25 < IL ≤ 0,5	с φ	– –	– –	57 18	50 17	43 16	37 14	32 11
	0,5 < IL ≤ 0,75	с φ	– –	– –	45 15	41 14	36 12	33 10	29 7

Примечание. Значения с и φ не распространяются на лёссовые грунты.

1.5.1. Определение прочностных характеристик в лабораторных условиях

В практике исследований грунтов применяют метод среза грунта по фиксированной плоскости в приборах одноплоскостного среза. Для получения φ и с необходимо провести срез не менее трех образцов грунта при различных значениях вертикальной нагрузки. По полученным в опытах значениям сопротивления срезу τ строят график линейной зависимости τ = 

f(σ) и находят угол внутреннего трения φ и удельное сцепление с (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Зависимость сопротивления срезу грунта τ от нормального напряжения σ

Различают две основные схемы опыта: медленный срез предварительно уплотненного до полной консолидации образца грунта (консолидировано-дренированное испытание) и быстрый срез без предварительного уплотнения (неконсолидировано-недренированное испытание).

Значения φ и с, полученные по методике медленного консолидированного среза, используются для определения расчетного сопротивления грунта, а также для оценки несущей способности основания, находящегося в стабилизированном состоянии (все напряжения от внешней нагрузки восприняты скелетом грунта). Значения φ и с, полученные по методике быстрого неконсолидированного среза, используются для определения несущей способности медленно уплотняющихся водонасыщенных суглинков и глин, илов, сапропелей, заторфованных грунтов и торфов. В таких грунтах возможно возникновение нестабилизированного состояния (наличие избыточного давления в поровой воде) вследствие их медленной консолидации или быстрой передачи нагрузки от сооружения (силосы, резервуары, склады сырья и т.п.).

Метод определения характеристик прочности φ и с в условиях трехосного сжатия в большей степени соответствует напряженному состоянию грунта в основании сооружения. Испытание проводится на приборе, в котором образец грунта подвергается всестороннему гидростатическому давлению и добавочному вертикальному (осевому). Для определения прочностных характеристик грунтов проводят серию испытаний при различных соотношениях давлений, доводя образец до разрушения, в результате каждого опыта получают значения наибольшего σ₁ и наименьшего σ₃ главных нормальных напряжений в момент разрушения. Графически зависимость между главными касательными и нормальными напряжениями представляют с помощью кругов Мора, каждый из которых строится на разности напряжений σ

1 и σ₃(рис. 1.6).

Рис. 1.6. Круги Мора по результатам испытания грунта в приборе трехосного сжатия

Общая касательная к этим кругам удовлетворяет условию прочности (1.5) и позволяет определить характеристики φ и с.

В приборах трехосного сжатия проводят следующие испытания:

• – недренированное — дренирование воды из образца грунта отсутствует в течение всего опыта;
• – консолидировано-недренированное — дренирование обеспечивается в процессе приложения гидростатического давления и образец полностью уплотняется, в процессе приложения осевых нагрузок дренирование отсутствует;
• – дренированное — дренирование обеспечивается в течение всего испытания.

Недренированные испытания водонасыщенных грунтов проводят для определения прочностных характеристик, выражаемых через общие (тотальные) напряжения. Дренированные испытания проводят для определения прочностных характеристик, выражаемых через эффективные напряжения. При этом в процессе опыта должно быть достигнуто полностью консолидированное состояние грунта. Прочностные характеристики грунтов, выражаемые через эффективные напряжения, могут быть определены также для образцов грунта, испытанных в неполностью консолидированном состоянии, при условии измерения в процессе опыта давления в поровой воде.

Количественной характеристикой прочности скальных грунтов является предел прочности на одноосное сжатие R_c, определяемый раздавливанием образца грунта и вычисляемый по формуле

R_с = P/F,

(1.6)

где Р — нагрузка в момент разрушения образца грунта; F — площадь поперечного сечения образца грунта.

1.5.2. Определение прочностных характеристик в полевых условиях

Полевое испытание на срез в заданной плоскости целика грунта, заключенного в кольцевую обойму, аналогично лабораторному испытанию на срез в одноплоскостных срезных приборах. Испытания проводятся в шурфах, котлованах, штреках и т.д. Для получения характеристик φ и с определяют сопротивление срезу не менее чем трех целиков при различных вертикальных нагрузках. Схемы испытаний принимаются те же, что и в лабораторных условиях. Значения φ и с находят на основе построения зависимости (1.5), как это показано на рис. 1.5.

Полевое определение характеристик φ и с в стенах буровой скважины проводится методами кольцевого и поступательного среза. Схемы испытаний приведены на рис. 1.7. Эти методы применяются для испытаний грунтов на глубинах до 10 м (кольцевой срез) и до 20 м (поступательный срез). В методе кольцевого среза используется распорный штамп с продольными лопастями, в методе поступательного среза — с поперечными лопастями. С помощью распорного штампа лопасти вдавливаются в стенки скважины и создастся нормальное давление на стенки. В методе кольцевого среза грунт срезается вследствие приложения крутящего момента, а в методе поступательного среза — выдергивающей силы. Для получения φ и с необходимо провести не менее трех срезов при различных нормальных давлениях на стенки скважины и построить зависимость τ = f (σ) (см. рис. 1.5).

Рис. 1.7. Схемы испытаний грунта в скважинах на срез

а — кольцевой; б — поступательный; в — вращательный крыльчаткой: 1 — лопасти; 2 — распорные штампы; 3 — скважины; 4 — штанги; 5 — устройства для создания и измерения усилия

Метод вращательного среза с помощью крыльчатки, вдавливаемой в массив грунта или в забой буровой скважины (см. рис. 1.7), позволяет определить сопротивление срезу τ, поэтому его рекомендуется применять при слабых пылевато-глинистых грунтах, илах, сапропелях, заторфованных грунтах и торфах, так как для них угол внутреннего трения практически равен нулю и можно принять с = τ. Испытания крыльчаткой проводят на глубинах до 20 м.

Для определения характеристик прочности в полевых условиях применяют методы выпирания и обрушения грунта в горных выработках. Значения φ и с вычисляют из условий предельного равновесия выпираемого и обрушаемого массива грунта.

Угол внутреннего трения песчаных грунтов может быть определен с помощью статического и динамического зондирования. По данным статического зондирования угол φ имеет следующие значения:

qc, МПа	1	2	4	7	12	20	30
φ, град	26	28	30	32	34	36	38

Значения φ по данным динамического зондирования приведены в табл. 1.19. Для сооружений I и II класса является обязательным сопоставление данных зондирования с результатами испытаний тех же грунтов на срез. Для сооружений III класса допускается определять φ только по результатам зондирования.

ТАБЛИЦА 1.19. ЗНАЧЕНИЯ УГЛОВ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ ПО ДАННЫМ ДИНАМИЧЕСКОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Песок	Значения φ, град, МПа при qd, МПа
	2	3,5	7	11	14	17,5
Крупный и средней крупности	30	33	33	38	40	41
Мелкий	28	30	33	35	37	38
Пылеватый	28	28	30	32	34	35

xn--h1aleim.xn--p1ai

1.2 Основные физико-механические свойства карьерных и намывных грунтов

Эффективность намыва и качество возводимых намывных сооружений в наибольшей степени зависят от характеристик грунта.

В гидромеханизированном процессе намыва необходимо рассматривать технологически взаимосвязанный комплекс работ:

• подводная разработка грунта;
• гидротранспортировка грунта;
• намыв и укладка грунта в сооружения или отвалы.

В зависимости от вида технологического процесса необходимо рассматривать соответственно и физико-механические свойства грунтов (табл. 1.1) [54].

Таблица 1.1

Физико-механические свойства грунтов

Технологический процесс	Свойства грунтов, влияющие на технологический процесс
1.Подводная разработка грунта	·   гранулометрический состав; ·   плотность; ·   удельное сцепление; ·   угол внутреннего трения; ·   пластичность; ·   прилипаемость; ·   форма частиц; ·   окатанность; ·   засоренность инородными телами (корнями растений, валунами и т.д.)
2.     Гидротранспортировка грунта	·   гранулометрический состав; ·   плотность; ·   гидравлическая крупность; ·   форма частиц; ·   окатанность; ·   измельчаемость при гидравлическом транспортировании; ·   абразивность
3.    Намыв грунтовых сооружений и укладка грунта	·   гранулометрический состав; ·   плотность; ·   водоотдача; ·   водоудерживающая способность; ·   гидравлическая крупность; ·   водопроницаемость; ·   угол внутреннего трения; ·   удельное сцепление; ·   угол откоса при намыве; ·   набухание

Под гранулометрическим составом грунта понимается процентное содержание по массе частиц грунта различной крупности — фракционности.

Фракция грунта — это группа частиц (зерен) грунта, близких по размерам и свойствам.

Наиболее распространена классификация грунтов по гранулометрическому составу, в которой учитываются следующие четыре основные фракции, входящие в состав большинства разрабатываемых грунтов (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Фракции грунта

Фракции	Размеры частиц, мм
Гравийная	крупнее 2
Песчаная	от 2 до 0,05
Пылевая	от 0,05 до 0,005
Глинистая	менее 0,005

Размеры выделяемых фракций зависят от состава и назначения грунта.

При определении гранулометрического состава грунтов, используемых для намыва земляных сооружений, учитываются следующие фракции (табл. 1.3) [55]. 

Таблица 1.3

Фракции грунта, учитывающиеся при определении гранулометрического состава грунтов для намыва земляных сооружений

Грунт	Фракции, мм
Глинистые частицы	Менее 0,005
Пыль: – мелкая – крупная	0,005–0,01 0,01–0,05
Песчаные частицы: – тонкие (пылеватые) – мелкие – средней крупности – крупные	0,05–0,1 0,1–0,25 0,25–0,5 0,5–1; 1–2
Гравийные зерна – мелкие – средние – крупные	2–5 5–10 10–20
Галька: – мелкая – средняя – крупная – очень крупная	20–40 40–60 60–80; 80–100 100–150; 150–200

 

Гранулометрический состав грунта определяют путем анализа каждой из проб грунта.

Средневзвешенный размер (диаметр) частиц грунта d_ср по отдельной скважине или по всему карьерному полю определяют:

d_ср= (d₁B₁ + d₂B₂ +…+ d_nB_n)/100,

где d₁, d₂, … d_n — среднеарифметическое значение диаметра частиц грунта по фракциям, мм; В₁, В₂, … В_n — средневзвешенное содержание фракций грунта, %.

Плотность грунта ρ представляет собой отношение массы грунта к занимаемому объему, г/см³, кг/м³, т/м³ (табл. 1.4).

Плотность грунта непостоянна и зависит от условий естественного залегания (влажность, количество воды в порах и т. д.), так как включает отношение общей массы грунта m_гр, включая массу воды в его порах, в естественном состоянии к занимаемому этим грунтом объему V_гр

ρ = m_гр/V_гр.

Плотность сухого грунта ρ — это отношение массы сухого грунта m_тв (исключая массу воды в порах) к занимаемому этим грунтом объему V_гр (включая имеющиеся в этом грунте поры), или масса твердой части грунта в единице его объема ненарушенной структуры:

ρ_d = m_тв/V_гр; ρ_d = ρ/(1+0,01W),

где W — природная влажность грунта, %.

Плотность частиц грунта ρ_S (табл. 1.5) — это отношение массы сухого грунта m_тв (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта V_тв

ρ_S = m_тв/V_тв. 

Таблица 1.4

Среднее значение плотности грунтов в естественном состоянии

Грунт	Плотность ρ, кг/м3
Грунт растительного слоя	800–1200
Торф	800–1200
Чернозем	1200–1300
Ил речной	1800
Песок: мокрый сухой без примесей с примесью частиц гальки, гравия до 10% то же, более 10% бархатистый и дюнный	1950 1600 1650 1700 1600
Гравий сухой	1800
Гравий мокрый	2000
Галечно-гравийно-песчаные грунты при размере частиц, мм: до 80 свыше 80 свыше 80 с содержанием валунов до 10% то же, до 30% то же, до 70%	1750 1950 1950 2000 2300
Валунный грунт (содержание частиц крупнее 200 мм более 50%)	2500
Щебень при размере частиц, мм: до 40 до 150	1750 1950
Пески, супески и суглинки при пористости: более 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% до 0,5% глины при влажности более 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10%	1600 1800
Глины при влажности до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10%	1850
Пески, супеси, суглинки и глины при: влажности и пористости до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм: до 35%, до 65%, более 65% пористости до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм: до 35%, до 65%, более 65%	1800, 1900, 1950   2000, 2100, 2300
Супесь: пластичная без примесей твердая без примесей, а также пластичная и твердая с примесью щебня, гальки до 10% пластичная и твердая с примесью щебня, гальки более 10%	1650 1650 1850
Суглинок: мягкопластичный без примесей то же, с примесью частиц щебня и гравия до 10% и тугопластичный без примесей мягкопластичный с примесью гальки более 10% тяжелый	1700 1750 1750 1900
Глина: мягко- и тугопластичная без примесей то же, с примесью гальки и гравия до 10% то же, более 10% полутвердая, твердая плотная, вязкая	1800 1750 1900 1950 2100
Лёсс: мягкопластичный тугопластичный, твердый	1600 1800

Таблица 1.5

Значение плотности частиц песчано-глинистых грунтов

Грунт	Плотность ρS, кг/м3
Песок	2,66
Супесь	2,70
Суглинок	2,71
Глина	2,74

 

Плотность частиц грунта ρ_S выражается через плотность грунта в естественном состоянии ρ и коэффициент пористости е:

ρ_S = ρ/(1–е).

Пористость грунта n — отношение объема пор (пустот) V_п в грунте к общему объему грунта V_гр, %:

n = (V_п / V_гр)100%,

n = (1 – ρ_d /ρ_S)100%.

Пористость зависит от гранулометрического состава грунта, формы частиц и плотности их сложения (табл. 1.6). Чем больше пористость и рыхлость грунта, тем легче он поддается гидравлическому размыву.

Таблица 1.6

Значение пористости для некоторых грунтов

Грунт	Пористость грунта n, %
Глины	35–50
То же, ленточные	47–52
То же, коренные, пластичные (юрские, майкопские, сарматские)	52–56
Суглинки: лёссовидные моренные покровные	42–47 25–26 28–40
Супески	25–30
Пески	30–45
Ил	60–90

 

Коэффициент пористости грунта е — отношение объемов пор в грунте V_п к объему твердой фазы грунта V_тв, %:

e = V_п /V_тв = (ρ_S /ρ_d) – 1,

e = n/(1 – n).

Коэффициент пористости e характеризует плотность укладки зерен грунта (чем меньше е, тем плотнее грунт). В зависимости от коэффициента пористости е песчаные грунты делят по плотности сложения на плотные, средней плотности и рыхлые (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Классификация песков по пористости

Пески	Коэффициент пористости, е
	Плотные	Средней плотности	Рыхлые
Гравелистые крупные и средней крупности	Менее 0,55	0,55–0,7	Более 0,7
Мелкие	Менее 0,6	0,6–0,75	Более 0,75
Пылеватые	Менее 0,6	0,6–0,8	Более 0,8

 

Гидравлическая крупность частиц грунта ω, см/с — скорость падения частиц грунта в спокойной воде (табл. 1.8), которая зависит от формы, размеров и плотности частиц грунта, вязкости и плотности среды.

Гидравлическая крупность частиц грунта используется при расчетах процессов всасывания, осаждения, гидравлической классификации и др.

При гидравлических расчетах процессов гидромеханизации учитывают усредненную гидравлическую крупность стесненного падения частиц грунта различной крупности, равную среднеарифметическому значению:

ω_i = (ω₁ + ω₂)/2

или среднегеометрическому значению гидравлической крупности отдельных фракций (при числе фракций i):

Таблица 1.8

Гидравлическая крупность частиц грунта при свободном падении в спокойной воде

Диаметр частиц, мм	ωсв, см/с, при температуре воды
	5°С	10°С	15°С	20°С
0,001	0,000126	0,00049	0,00005	0,00006
0,01	0,0043	0,0049	0,0056	0,0064
0,05	0,106	0,124	0,148	0,16
0,10	0,386	0,46	0,535	0,61
0,125	0,55	0,66	0,78	0,89
0,25	1,84	2,05	2,26	2,46
0,50	5,34	5,67	6,0	6,33
0,75	8,81	9,23	9,65	10,07
1,0	11,20	11,68	12,17	12,66
1,5	15,15	15,65	16,15	16,65
2,0	18,25	18,75	19,25	19,75
2,5	20,42	20,92	21,42	21,92
3,0	22,25	22,75	23,25	23,75
3,5	–	24,53	–	–
4,0	–	26,85	–	–
5,0	–	30,00	–	–
6,0	–	32,8	–	–
7,0	–	35,5	–	–
8,0	–	38,0	–	–
9,0	–	40,3	–	–
10,0	–	42,5	–	–
15,0	–	52,0	–	–
20,0	–	60,2	–	–
25,0	–	67,2	–	–
30,0	–	73,6	–	–

В таблице приведены данные для грунтов плотностью частиц ρ_S = 2,65 т/м³.

Влажность грунта W, % — это отношение массы воды в порах грунта к массе сухого грунта m_c в данном объеме, выражаемое в процентах или долях единицы:

где m_вл, m_c — масса грунта соответственно до и после высушивания.

Влажность грунта влияет на связь (сцепление) между частицами и состояние грунта, особенно на его консистенцию.

Объемная влажность:

W_об = Wρ_d.

Абсолютная влажность (полная влагоемкость) W_полн, % представляет заполнение всех пор водой:

где ρ_в — плотность воды.

Коэффициент (индекс) водонасыщенности K_w — это отношение фактической влажности W к абсолютной W_полн:

К_w = W/W_полн.

Коэффициент водонасыщенности K_w (табл. 1.9, 1.10) характеризует степень насыщения грунта водой (в долях единицы).

Таблица 1.9

Коэффициент водонасыщенности

Песок	Kw, доли единицы
Сухой (маловлажный)	< 0,5
Влажный	0,5–0,8
Водонасыщенный	0,8–1,0

Таблица 1.10

Предельное значение влажности грунтов природного сложения

Грунт	W, %
Песок	1–10
Супесь	10–15
Суглинок	15–25
Глина	25–35

 

Набухание — это способность грунта при увеличении его влажности увеличиваться в объеме.

Процесс, обратный набуханию, происходящий при высыхании грунта, называют его усадкой.

Коэффициент набухания К_н — это отношение объема грунта после насыщения его водой к объему его в естественном состоянии:

К_н = V_н/V_ест.

Коэффициент набухания К_нучитывают при определении объема гидроотвала (табл. 1.11).

Таблица 1.11

Коэффициент набухания некоторых грунтов

Грунт	Кн, доли единицы
Глины: тяжелые вязкие обычные пластичные	2–1,5 1,5
Суглинки: тяжелые средние легкие	1,5–1,45 1,45–1,2 1,2
Супеси	1,15–1,05
Пески: пылеватые глинистые крупнозернистые	1,1 1,05 1,0

 

Коэффициент разрыхления грунта К_р — это отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в природном состоянии (табл. 1.12).

Таблица 1.12

Коэффициент разрыхления грунтов

Грунт	Кр, доли единицы
Чистый песок и гравий	1,05–1,2
Суглинистый и супесчаный грунт	1,2–1,25
Глина и плотная глина с галькой	1,3–1,4
Щебенистый грунт	1,4–1,45

 

Угол естественного откоса φ_е — это наибольший (предельный) угол наклона откоса уступа к горизонту с сохранением устойчивого состояния (когда грунт не осыпается и не оплывает). Этот угол зависит от характера и влажности грунтов (табл. 1.13).

Таблица 1.13

Угол естественного откоса

Грунт	Угол естественного откоса φе в градусах для грунта
	сухого	влажного	мокрого
Растительный	40	35	25
Песок крупный	30–35	32–40	25–27
Песок средний	28–30	35	25
Песок мелкий	25	30–35	15–20
Суглинок	40–50	35–40	25–30
Глина жирная	40–45	35	15–20
Гравий	35–40	35	25–30
Торф (без корней)	40	25	15

 

Сцепление С — свойство грунта, характеризующее его связность. Чем больше сцепление грунта, тем грунт прочнее и тем больший расход воды требуется на его размыв (табл. 1.14).

 

Таблица 1.14

Удельное сцепление частиц грунта и расход воды на его размыв

Грунт	Сцепление, C МПа	Удельный расход воды q, м3, на размыв 1 м3 грунта
Песок пылеватый	0,004–0,008	4–6
Супесь	0,007–0,042	4–10
Суглинок	0,019–0,068	10–16
Глина	0,037–0,082	12–18
Жирная глина	0,047–0,094	14–20

Угол внутреннего трения φ характеризует сопротивление грунта сдвигу.

Для сыпучих рыхлых грунтов угол внутреннего трения приближается к углу естественного откоса (табл. 1.15)

Таблица 1.15

Угол внутреннего трения φ для несвязанных грунтов

Грунт	Угол внутреннего трения φ, в градусах для грунтов
	сухого	влажного	водонасыщенного
Песок крупный и гравелистый средней крупности мелкий пылеватый	33–37 30–33 27–33 27–33	30–35 27–30 25–30 22–25	30–35 25–28 22–28 18–22
Гравий и галька	40	40	40
Супесь	22–27	20–25	15–18
Торф	25	20	15
Растительный грунт	40	35	25

 

Водопроницаемость — это способность грунтов пропускать воду под действием силы тяжести или гидростатического напора.

Водопроницаемость оценивается коэффициентом фильтрации К_ф, который зависит от состава, степени уплотненности, структуры и сложения грунтов. Обычно коэффициент фильтрации К_ф выражается в единицах скорости, м/сут, м/с (табл. 1.16).

Таблица 1.16

Коэффициент фильтрации для некоторых видов грунтов

Грунт	Коэффициент фильтрации Кф, м/сут
Песок: пылеватый, фракции 0,01–0,05 мм мелкозернистый, фракции 0,1–0,25 мм среднезернистый, фракции 0,25–0,5 мм крупнозернистый, фракции 0,5–1,0 мм	0,5–1,0 10–15 20–25 60–75
Супесь: плотная рыхлая	0,1–0,01 1,0–0,1
Суглинок: тяжелый легкий и средний	0,05–0,01 0,04–0,005
Глина	менее 0,001
Галечник: с песком чистый	20–100 до 200
Гравий: с песком чистый	75–150 100–200

 

Абразивность грунта — это способность разрабатываемых грунтов истирать (изнашивать) рабочие органы и оборудование гидромеханизации.

Абразивные свойства грунта зависят от гранулометрического состава, степени окатанности и твердости зерен. Абразивность грунта в зависимости от степени окатанности и твердости его частиц учитывается коэффициентом абразивности К_а по шкале, разработанной Б.М. Шкун­ди­ным,  которая  составлена  на основании  твердости минералов по Моосу (табл. 1.17) [9].

Таблица 1.17

Коэффициенты абразивности грунтов (по Б.М. Шкундину)

Грунт	Степень окатанности зерен грунта	Ка при средней твердости по Моосу
		5	6	7
Песок мелкий и средней крупности	>8 8–6,5 <6,5	0,2 0,3 0,4	0,5 0,8 1,3	0,6 0,9 1,5
Песок разнозернистый крупный и гравелистый	>8 8–6,5 <6,5	0,3 0,4 0,7	0,9 1,3 2,2	1,0 1,5 2,5
Песчано-гравийный грунт	>8 8–6,5 <6,5	0,9 1,3 2,2	2,7 4,0 6,5	3,0 4,5 7,5

Если известна интенсивность износа трубопроводов, рабочих органов и другого оборудования гидромеханизации при некоторых средних значениях условий эксплуатации, то, пользуясь этой таблицей, можно прогнозировать износ и в других условиях.

sapropel.info

Справочные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов

Для грунтов с промежуточными значениями е, не указанными в таблицах Б.1–Б.8, значения с, φ и Е определяют интерполяцией.

Если значения е, I _L и S_r грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицами Б.1–Б.8, характеристики с, φ и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов. Допускается в запас надежности принимать характеристики с, φ и Е по соответствующим нижним пределам е, I _L и S_r, если грунты имеют значения е, I _L и S_r меньше этих предельных значений.

Для определения значений с, φ и Е по таблицам Б.1–Б.8 используют нормативные значения е, I _L и S_r.

Таблица Б.1

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений

Пес­ки	Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
		0,45	0,55	0,65	0,75
Гра­ве­ли­стые и круп­ные	с φ Е	2 43 50	1 40 40	— 38 30	— — —
Сред­ней круп­но­сти	с φ Е	3 40 50	2 38 40	1 35 30	— — —
Мел­кие	с φ Е	6 38 48	4 36 38	2 32 28	— 28 18
Пы­ле­ва­тые	с φ Е	8 36 39	6 34 28	4 30 18	2 26 11

Характеристики песков относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20% полевого шпата и не более 5% в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов S_r.

Таблица Б.2

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений

На­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I L		Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
			0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Су­песи	0 ≤ I L ≤ 0,25	с φ	21 30	17 29	15 27	13 24	— —	— —	— —
	0,25 < I L ≤ 0,75	с φ	19 28	15 26	13 24	11 21	9 18	— —	— —
Су­глин­ки	0 ≤ I L ≤ 0,25	с φ	47 26	37 25	31 24	25 23	22 22	19 20	— —
	0,25 < I L ≤ 0,5	с φ	39 24	34 23	28 22	23 21	18 19	15 17	— —
	0,5 < I L ≤ 0,75	с φ	— —	— —	25 19	20 18	16 16	14 14	12 12
Гли­ны	0 ≤ I L ≤ 0,25	с φ	— —	81 21	68 20	54 19	47 18	41 16	36 14
	0,25 < I L ≤ 0,5	с φ	— —	— —	57 18	50 17	43 16	37 14	32 11
	0,5 < I L ≤ 0,75	с φ	— —	— —	45 15	41 14	36 12	33 10	29 7

Характеристики глинистых грунтов в таблицах относятся к грунтам, содержащим не более 5% органического вещества и имеющим степень влажности S_r ≥ 0,8.

Таблица Б.3

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых нелессовых грунтов

Про­ис­хож­де­ние и воз­раст грун­тов		На­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I L		Мо­дуль де­фор­ма­ции грун­тов Е, МПа, при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
				0,35	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2	1,4	1,6
Чет­вер­тич­ные от­ло­же­ния	Ал­лю­ви­аль­ные, де­лю­ви­аль­ные, озер­ные, озер­но-ал­лю­ви­аль­ные	Су­песи	0 < I L ≤ 0,75	—	32	24	16	10	7	—	—	—	—	—
		Су­глин­ки	0 < I L ≤ 0,25	—	34	27	22	17	14	11	—	—	—	—
			0,25 < I L ≤ 0,5	—	32	25	19	14	11	8	—	—	—	—
			0,5 < I L ≤ 0,75	—	—	—	17	12	8	6	5	—	—	—
		Гли­ны	0 ≤ I L ≤ 0,25	—	—	28	24	21	18	15	12	—	—	—
			0,25 < I L ≤ 0,5	—	—	—	21	18	15	12	9	—	—	—
			0,5 < I L ≤ 0,75	—	—	—	—	15	12	9	7	—	—	—
	Флю­вио­гля­ци­аль­ные	Су­песи	0 ≤ I L ≤ 0,75	—	33	24	17	11	7	—	—	—	—	—
		Су­глин­ки	0 ≤ I L ≤ 0,25	—	40	33	27	21	—	—	—	—	—	—
		Су­глин­ки	0,25 < I L ≤ 0,5	—	35	28	22	17	14	—	—	—	—	—
			0,5 < I L ≤ 0,75	—	—	—	17	13	10	7	—	—	—	—
	Мо­ре­ные	Су­песи Су­глин­ки	I L ≤ 0,5	60	50	40	—	—	—	—	—	—	—	—
Юр­ские от­ло­же­ния окс­форд­ско­го яру­са		Гли­ны	0,25 ≤ I L ≤ 0	—	—	—	—	—	—	27	25	22	—	—
			0 < I L ≤ 0,25	—	—	—	—	—	—	24	22	19	15	—
			0,25 < I L ≤ 0,5	—	—	—	—	—	—	—	—	16	12	10

Характеристики глинистых грунтов в таблицах относятся к грунтам, содержащим не более 5% органического вещества и имеющим степень влажности S_r ≥ 0,8.

Таблица Б.4

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, угла внутреннего трения φ, град., и удельного сцепления с, кПа, глинистых заторфованных грунтов при степени заторфованности 0,05 ≤ I_r ≤ 0,25

Пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I L	Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки гли­ни­стых грун­тов при сте­пе­ни за­тор­фо­ван­но­сти Ir и ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ных
		Ir = 0,05–0,1				Ir = 0,1–0,25
		0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,15	1,25	1,35
0 ≤ I L ≤ 0,25	Е	13,0	12	11	10	8,5	8	7	5,0
	φ	21	20	18	16	15	—	—	—
	с	29	33	37	45	48	—	—	—
0,25 < I L ≤ 0,5	Е	11	10	8,5	7,5	7	6	5,5	5
	φ	21	20	18	16	15	14	13	12
	с	21	22	24	31	33	36	39	42
0,5 < I L ≤ 0,75	Е	8,0	7	6,0	5,5	5	5	4,5	4
	φ	21	20	18	16	15	14	13	12
	с	18	19	20	21	23	24	26	28
0,75 < I L ≤ 1	Е	6	5	4,5	4,0	3,5	3	2,5	—
	φ	—	—	—	18	18	18	17	—
	с	—	—	—	15	16	17	18	—

Таблица Б.5

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных песков

Пес­ки	Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
		0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	1,0	1,2
Дре­свя­ни­стые	с	45	41	39	37	35	34	—
	φ	34	31	28	25	23	21	—
	Е	44	33	24	18	15	14	—
Круп­ные и сред­ней круп­но­сти	с	41	35	29	23	19	—	—
	φ	32	30	27	24	22	—	—
	Е	44	31	22	14	13	—	—
Пы­ле­ва­тые	с	58	51	44	39	33	29	24
	φ	32	30	27	24	22	20	18
	Е	48	38	29	21	16	12	10

Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

Таблица Б.6

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород

На­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I L		Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
			0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05	1,2
Су­песи	I L < 0	с	47	44	42	41	40	39	—
		φ	34	31	28	26	25	24	—
		Е	37	30	25	20	15	10	—
	0 ≤ I L ≤ 0,75	с	42	41	40	39	38	—	—
		φ	31	28	26	25	24	—	—
		Е	25	18	14	12	11	—	—
Су­глин­ки	0 ≤ I L ≤ 0,25	с	57	55	54	53	52	51	50
		φ	24	23	22	21	20	19	18
		Е	27	25	23	21	19	17	14
	0,25 < I L ≤ 0,5	с	—	48	46	44	42	40	37
		φ	—	22	21	20	19	18	17
		Е	—	19	16	14	13	12	11
	0,5 < I L ≤ 0,75	с	—	—	41	36	32	29	25
		φ	—	—	20	19	18	17	16
		Е	—	—	15	13	11	10	9
Гли­ны	0 I ≤ I L ≤ 0,25	с	—	62	60	58	57	56	—
		φ	—	20	19	18	17	16	—
		Е	—	19	18	17	16	15	—
	0,25 < I L ≤ 0,5	с	—	54	50	47	44	—	—
		φ	—	17	15	13	12	—	—
		Е	—	14	12	10	9	—	—

Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

Таблица Б.7

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород

Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85
с	58	48	40	35	31
φ	29	24	21	19	17
Е	25	21	17	13	10

Таблица Б.8

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации E, МПа песчаных намывных грунтов

Пес­ки	Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­тов	Ха­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
		0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95
Сред­ней круп­но­сти	с	8	4	3	2	—	—
	φ	39	37	33	30	—	—
	Е	45	32	25	17	—	—
Мел­кие	с	10	6	4	3	1	—
	φ	36	33	30	27	25	—
	Е	35	27	19	15	12	—
Пы­ле­ва­тые	с	—	10	7	5	3	2
	φ	—	33	29	25	23	20
	Е	—	20	16	10	8	5

Характеристики, приведенные в таблице, распространяются на намывные пески в возрасте не менее 4 лет. Предыдущая статьяСоединения на винтах работающих на срезСледующая статьяНатягивание разметочного шнура

ostroykevse.com

УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ — это… Что такое УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ?



УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ

— угол наклона прямолинейной части диаграммы, показывающей зависимость сопротивления г. п. сдвигу. При давлении больше 1 кг/см² практически величина постоянная. Является показателем сил трения в г. п., возникающих при явлениях сдвига.

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.

• УГЛЯ ВЕС УДЕЛЬНЫЙ
• УГОЛ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

Смотреть что такое «УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ» в других словарях:

• Угол внутреннего трения — параметр прямой зависимости сопротивления грунта срезу от вертикального давления, определяемый как угол наклона этой прямой к оси абсцисс. Источник: ГОСТ 30416 96: Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения оригинал документа …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ — угол наклона прямолинейной части диаграммы сдвига грунта к оси нормальных давлений (рис. 14). При давлении > 1 кг/см2 У. в. т. грунтов практически величина постоянная. У. в. т. является показателем сил трения в грунте, возникающих при явлениях …   Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии

• угол внутреннего трения — Коэффициент пропорциональности между максимальными касательными и нормальными напряжениями при разрушении твёрдого тела [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики строительная механика, сопротивление …   Справочник технического переводчика

• УГОЛ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ — коэффициент пропорциональности между максимальными касательными и нормальными напряжениями при разрушении твёрдого тела (Болгарский язык; Български) ъгъл на вътрешното триене (Чешский язык; Čeština) úhel vnitřního tření (Немецкий язык; Deutsch)… …   Строительный словарь

• Угол внутреннего трения и сцепление в массиве — 4.11. Значения угла внутреннего трения в массиве (при направлении поверхностей обрушения поперек к поверхностям ослабления) принимаются равными значениям угла внутреннего трения в образце, т.е. ρм = ρ. 4.12. Сцепление в массиве Cм рекомендуется… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• угол внутреннего трения в предельном состоянии при сдвиге — jcv — [Англо русский словарь по проектированию строительных конструкций. МНТКС, Москва, 2011] Тематики строительные конструкции Синонимы jcv EN critical state angle of shearing resistance …   Справочник технического переводчика

• угол внутреннего трения горной породы — Показатель паспорта прочности горной породы, равный углу наклона касательной к огибающей предельных кругов напряжений в точке ее пересечения с осью касательных напряжений. [ГОСТ Р 50544 93] Тематики горные породы Обобщающие термины физические… …   Справочник технического переводчика

• угол внутреннего трения горной породы при объемном нагружении — Показатель паспорта прочности горной породы, равный углу наклона касательной к кривой паспорта прочности в данной точке. [ГОСТ Р 50544 93] Тематики горные породы Обобщающие термины физические свойства горных пород EN friction angle at volume… …   Справочник технического переводчика

• угол внутреннего трения горной породы — 106 угол внутреннего трения горной породы Показатель паспорта прочности горной породы, равный углу наклона касательной к огибающей предельных кругов напряжений в точке ее пересечения с осью касательных напряжений Источник: ГОСТ 30330 95: Породы… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• угол внутреннего трения горной породы при объемном нагружении — 107 угол внутреннего трения горной породы при объемном нагружении Показатель паспорта прочности горной породы, равный углу наклона касательной к кривой паспорта прочности в данной точке Источник: ГОСТ 30330 95: Породы горные. Термины и… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

dic.academic.ru

36.37. Испытание грунта по схеме трехосного сжатия в стабилометре.

Сдвиговые характеристики грунта можно определить в стабилометре.

Порядок: Цилиндрический образец грунта 1 помещается в рабочую камеру прибора 2, заполненный водой. Нормальное напряжениесоздается в образце через штамп 5 с помощью нагрузочного устройства. Боковое напряжение создается в водяной рабочей камере гидростатическим давлением. Изменение давления в камере производится манометром 4, а вертикальных перемещений индикаторами 3,

Прочностные характеристики в стабилометре определяются использованием нескольких образцов близнецов в каждом испытании при возрастающем вертикальном давлении и фиксированном боковом произойдет разрушение образца . Величины напряжений, соответствующие этим давлениям и откладываются на горизонтальной оси графика и строится круг Мора.

Теория прочности Кулона-Мора: Среднее главное напряжение не влияет на сопротивление грунта срезу или сдвигу.

Для песчаного грунта основное уравнение предельного равновесия :

Касательная из начала координат – линия предельного равновесия . Угол внутреннего трения определяется по графику.

Для глинистого грунта:

38. Полевые методы испытания на сдвиг

1, Основным методом является метод «крыльчатки». Применяется для пластичных слабых глинистых и илистых грунтов, а также водонасыщенных супесей, пробы которые взять трудно, не нарушив их структуры.

τ_s= 2М_кр/( π*d²*h*(1+d/3h))

В забой скважины в грунт вдавливается полостная крыльчатка ( крестовина), после чего вращение рукоятки производится полный поворот на 360⁰ и грунт срезается по цилиндрической поверхности, высотой h и d. При этом замеряется max скручивающий момент. По этому моменту и площади среза определяется предельное сопротивление срезу.

2. Сдвиг «целика»

39.40 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте.

Грунт представляет собой 3х фазную систему: он состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих. Жидкая составляющая, т.е. вода находится в порах грунта. Поры грунта могут представлять собой каналы различной формы и длины. Можно сделать предположение , что при движении воды по порам грунта потоки не будут пересекаться. Из курса гидравлики известно, что в этом случай движение будет ламинарным. Турбулентное движение возможно в скальных породах при наличии больших трещин.

Это подтвердили экспериментальные исследования ученых Дарси и Павловского. Дарси в 1886г. установил закон ламинарной фильтрации воды в грунте, который звучит таким образом: скорость фильтрации воды(расход воды через ед. площади сечения в ед.времени) прямопропорционален действующему напору и обратно пропорционален длине фильтрации, или по-другому прямопропорционален гидравлическому градиенту: Vф=КI, где

I= (Н1-Н2)/L – гидравлический градиент. Кф- коэффициент фильтрации [см/с, см/год

Возникновение фильтрации возможно не только при разности напоров столбов жидкости, но и при действии внешней нагрузки, при которой создается поровое давление.

Напор, возникающий в этом случае, можно подсчитать по формуле: Н=Р/γ, где γ- удельный вес воды(0,001 кг с/см3)

Для глинистых грунтов характерен начальный градиент напора, т.е. фильтрация начинается только после определенного значения гидравлического градиента. Это связано с тем, что в глинистых грунтах очень развиты коллоидные своиства, и связанная вода препятствует движению воды по порам грунта. это можноувидеть на графике

studfile.net