Испытание песчаных грунтов на сдвиг. Критическая пористость

Испытание на сдвиг производится в сдвиговых приборах. В настоящее время наиболее распространены одноплоскостные сдвиговые приборы (рис. 35). Испытание песчаного грунта на сдвиг сводится и установлению вида экспериментальной зависимости: =tg

Для этого к образцу прикладывается нормальное давление, после чего постепенно увеличивается сдвигающая нагрузка до среза образца. Опыт повторяется при других значениях нормального давления. Методика приложения нагрузок подробно будет рассмотрена ниже при испытаниях глинистых грунтов. По полученным данным строят искомую за­висимость и определяют угол трения грунта  (рис. 36).

Необходимо иметь в виду малую сжимаемость песков. Поэтому для получения сопоставимых результатов нужно брать одина­ковые исходные плотности.

На величину угла трения  влияют следующие факторы;

1) минералогический состав грунтов;

2) гранулометрический состав; 3) форма зерен.

Рис. 35. Схема испытания грунта на срез: 1 - нижняя неподвижная обой­ма; 2 - верхняя подвижная обойма; 3 - кольцо; 4 - грунт; 5 - штамп; 6 - ин­дикатор часового типа; l - горизонтальное смещение обоймы при сдвиге

Рис. 36. Результаты испытания песчаного грунта на сдвиг

Для одного и того же по составу песка на величину угла трения влияют плотность, и в меньшей степени, влажность.

В процессе сдвига песка пористость в зоне сдвига меня­ется. Испытание рыхлого грунта сопровождается уплотнением, испытание плотного - разрыхлением. Эти явления вызваны пе­ремещением зерен в процессе сдвига. Предполагают, что для каждого типа песка существует такое значение пористости, при котором смещение зерен в зоне сдвига не приводит к из­менению плотности песка. Эта плотность называется критичес­кой. Значение ее необходимо для установления границы между рыхлым и плотным состоянием песчаного грунта.

Более поздние исследования показали, что критическая по­ристость не является постоянной величиной, так как она зави­сит не только от состава песка, но и от других факторов, в частности, от условий испытания.

Иногда песчаный грунт характеризуют углом естественного откоса. Полагают, что угол естественного откоса равен углу трения песка в предельно рыхлом его состоянии.