Определение характеристик прочности грунтов методом одноплоскостного среза
Сопротивление грунта срезу – это сопротивление смещению одной части грунта по отношению к другой его части под действием сдвигающей нагрузки. Еще в 1773 году французский ученый Шарль Огюсте́н де Куло́н экспериментально установил, что разрушение песчаных грунтов происходит за счет сдвига одной части грунта по другой. Такая-же концепция была позднее распространена и на глинистые грунты, однако процесс разрушения в них гораздо сложнее из-за водно-коллоидных и цементационных связей, обеспечивающих глинистым грунтам некоторое сопротивление растяжению. Сопротивление грунтов сдвигу сильно зависит от их плотности, влажности, гранулометрического и минерального состава, а также напряженного состояния. Характеристики сопротивления сдвигу грунтов рассматриваются как прочностные показатели и всегда определяются экспериментально.
При испытаниях на одноплоскостной сдвиг (срез) используют сдвиговой прибор, аналогичный компрессионному прибору, но у сдвигового прибора металлическое кольцо, в которое помещен образец грунта разделено на две части. Между кольцами есть зазор, образующий плоскость, по которой произойдет сдвиг. На образец грунта посредством штампа ступенями передается сжимающее усилие, под действием которого грунт уплотняется до требуемого состояния. Осадка образца под действием ступенчато возрастающего сжимающего напряжения измеряется индикаторами, установленными на штампе. Затем при постоянном значении сжимающего напряжения к верхней каретке прибора также ступенями прикладывается горизонтальное усилие. В результате в плоскости зазора между кольцами в образце грунта возникают касательные напряжения и развиваются горизонтальные перемещения верхней части образца, измеряемые индикатором, установленным на верхней каретке прибора. По мере увеличения касательных напряжений интенсивность горизонтальных напряжений возрастает вплоть до разрушения образца – то есть до достижения сопротивления грунта сдвигу.
В грунтоведческой лаборатории ООО «СТИ ТДСК» испытание на срез грунта выполняют методом консолидированно-дренированного среза по ГОСТ 12248.1-2020 «Грунты. Определение характеристик прочности методом одноплоскостного среза» — это такой метод испытания с предварительным уплотнением образца грунта вертикальной нагрузкой, проводимый путем медленного ступенчатого приложения срезающей нагрузки (статический режим) или непрерывного приложения срезающей нагрузки с постоянно заданной скоростью среза (кинематический режим). Метод обеспечивает определение эффективных значений угла внутреннего трения и сцепления грунтов при условии рассеивания избыточного порового давления. Исследования грунтов проводятся в автоматизированном приборе одноплоскостного среза ГТ 1.2.11 производства НПП «Геотек»
Образцы грунта отбираются на площадках строительства из скважин, а также из шурфов (при обследовании существующих зданий). Отбор, упаковку, транспортировку и хранение образцов грунта нарушенной и ненарушенной структуры выполняют наши специалисты полевой группы Управления инженерных изысканий (УИИ) по ГОСТ 12071-2014. Подготовка образцов к испытаниям выполняется в лаборатории по ГОСТ 30416-2020. Перед испытаниями на срез выполняется предварительное уплотнение образцов грунта непосредственно в рабочем кольце срезного прибора. В нашей лаборатории эта процедура выполняется в приборе предварительного уплотнения ГТ 1.2.5.
На видео представлены процедуры подготовки образца грунта, предварительного уплотнения образца и «загружения» его в автоматизированный прибор ГТ 1.2.11. Для автоматизированного управления процессом испытаний применяется специальное программное обеспечение. По результатам испытаний выдается протокол испытаний, содержащий все необходимые технические данные, также эти данные приводятся в итоговом техническом отчете по результатам инженерно-геологических изысканий.
