Практика лабораторных исследований сопротивления грунта

К расчетным характеристикам сопротивления грунта сдвигу относится также критический угол перекоса грунта при касательных напряжениях, соответствующих предельному сопротивлению сдвигу.

Выше уже отмечалось, что при исследовании грунтов на сдвиг измеряется горизонтальное смещение каретки прибора при постепенном увеличении сдвигающей силы, однако конструкция обычного сдвигового прибора не позволяет вычислить критический угол перекоса, так как вблизи стенок кареток он при начале подвижек сразу становится равным л/2.

Особенности сопротивления сдвигу песчаных и глинистых грунтов. В песках вследствие крупности частиц и, следовательно, малого числа контактов между ними, приходящихся на единицу объема, роль поверхностных сил чрезвычайно мала. Сопротивление сдвигу песчаных грунтов определяется рассмотренным выше механизмом опрокидывания частиц и трением скольжения при их поворотах. В процессе движения частиц при деформациях сдвига они могут частично разрушаться за счет истирания поверхности, обломов углов и т. п.

Для несцементированных песков согласно экспериментальным данным графическая зависимость представляет собой прямую, проходящую практически через начало координат, уравнение которой имеет вид

Для одного и того же песка прямые имеют различный наклон в зависимости от плотности песка. Чем плотнее песок, тем выше величина предельного напряжения сдвигу при тех же нормальных напряжениях и, следовательно, тем выше значение угла внутреннего трения.

Необходимо отметить важную особенность изменения объема песка при сдвиге в зависимости от его плотности. И. В. Яропольский еще в 1933 г. своими опытами установил, что в зоне сдвига рыхлого песка пористость его после сдвига уменьшается, а в зоне сдвига плотного песка — увеличивается. Соответственно в первом случае после сдвига объем уменьшается, а во втором — увеличивается.

Для каждого песка существует такое значение пористости, при котором не происходит изменения объема при его сдвиге. Эта пористость, называемая критической, и может служить условной границей между плотным и рыхлым состоянием песка. Дальнейшими исследованиями было установлено, что критическая пористость не остается постоянной при различных нормальных давлениях, действующих при сдвиге песка.