Испытания на глинах и глинистых грунтах

В глинах и глинистых грунтах, содержащих значительное количество коллоидных частиц, поверхностные силы имеют решающее значение, определяющее все их основные свойства, в том числе и сопротивление сдвигу. В зависимости от плотности глинистых грунтов и наличия между частицами непосредственных контактов, могут иметь большее или меньшее значение рассматривавшиеся нами в начале параграфа составляющие общего сопротивления сдвигу.

Если глинистый грунт находится в разжиженном состоянии, что, например, характерно для илов, не обжимавшихся в период формирования какими-либо нагрузками, то их статическое сопротивление сдвигу определяется некоторой прочностью всей системы, связанной с тем, что частицы в период формирования проходят стадию старения, т. е. занимают по возможности более выгодное положение, соответствующее более низкому значению свободной энергии. При этом частицы могут оставаться разделенными водными прослойками, оказывающими расклинивающее действие. Любое стремление изменить форму, например создать перекос грунта, требует работы внешних сил.

В илах сопротивление сдвигу после преодоления сдвиговой прочности имеет вязко-пластический характер и подчиняется закону Шведова — Бингама

В лабораторных условиях для глинистых грунтов выполняются испытания на сдвиг двух родов: сдвиг при стабилизации осадок после каждой ступени нагрузок и сдвиг при разных нормальных нагрузках, но при постоянной плотности грунта. Графическое изображение результатов таких испытаний.

Зависимость T(o)3 = Const, для разных плотностей грунта используется только в тех случаях, когда предполагается, что сдвигающая нагрузка может быть приложена до стабилизации осадок и, в частности, одновременно с вновь прикладываемой нормальной нагрузкой.

Обычно в практике проектных организаций используется только первая кривая, каждой точке которой соответствует своя плотность грунта е, отвечающая компрессионной зависимости.

Так как при одних и тех же значениях нормальной нагрузки плотность грунта может быть различной в зависимости от того производилась загрузка (компрессия) или разгрузка (декомпрессия) грунта (а от плотности зависит большая часть сопротивления грунта сдвигу), то для любого глинистого грунта может существовать несколько экспериментальных кривых т(ст).

Если, например, ветвь компрессии отличается от ветви декомпрессии, то соответственно будут отличаться и кривые сопротивления грунта сдвигу.

При одних и тех же нагрузках плотность грунта при компрессии ниже, чем при декомпрессии, а поэтому и сопротивление сдвигу в первом случае ниже, чем во втором.

Чем резче различие в кривых компрессии и декомпрессии, тем больше будут различаться и соответствующие кривые сопротивления грунта сдвигу. Отсутствие однозначной зависимости между нормальными напряжениями и сопротивлением данного грунта сдвигу должно учитываться проектной организацией при выборе расчетных характеристик грунта. Загрузку и разгрузку испытываемых образцов следует вести таким образом, чтобы состояние грунта при испытании его на сдвиг соответствовало тому расчетному случаю, для которого полученные характеристики грунта будут использованы.