Czynniki kształtujące opór gruntu na ścinanie.

Wytrzymałość gruntu na ścinanie jest to opór jaki stawia grunt naprężeniom stycznym w rozpatrywanym punkcie ośrodka. Po pokonaniu oporu ścinania następuje poślizg pewnej części gruntu w stosunku do pozostałej. Poślizgi mogą być jednopowierzchniowe i strefowe.

Opór tarcia wewnętrznego gruntu. W przypadku ścinania gruntów o strukturze ziarnistej mamy do czynienia z oporem tarcia suwnego i obrotowego, gdyż przy poślizgu strefowym jednej warstwy gruntu po drugiej występuje opór nie tylko w powierzchniach poślizgu, lecz opór wynikający z obrotu ziaren w stosunku do ziarn sąsiednich.

Opór spójności właściwej (kohezja – opór tarcia od ciśnienia spójności właściwej). Za spójność właściwą uważa się wzajemne przyciąganie się cząstek gruntowych, zrównoważoną przez reakcję sił odpychających.

Schematy badania wytrzymałości na ścinanie w aparacie trójosiowego ścinania.

W aparacie trójosiowego ścinania próbkę o kształcie cylindrycznym umieszczona jest w cienkiej pochewce gumowej, którą zalewa się wodą wypełniając nią szklany klosz otaczający próbkę. Wodę w kloszu spręża się do naprężenia ó₃. Ścinanie próbki dokonuje się przy stałym naprężeniu ó₃ zwiększając dodatkowo naprężenie q na górną powierzchnię próbki gruntu, aż do momentu przekroczenia wytrzymałości próbki na ścinanie. Łączne naprężenie przekazywane na górną powierzchnię próbki w momencie jej ścięcia oznacza się ó_l. Naprężenie ó_l i ó₃ są naprężeniami głównymi.

Naprężenie ścinające ô_f  i normalne ó_f  wyznacza się za pomocą kół Mohra. Przeprowadzając minimum pięć ścięć przy różnych wartościach ó₃ otrzymuje się kilka granicznych kół Mohra. Styczna wykreślona do otrzymanych kół Mohra jest prostą Coulomba, która odcina na osi rzędnych wartość oporu spójności c, a nachylenie tej prostej do osi odciętych daje kąt tarcia wewnętrznego ö. Potrzebne do wykreślenia kół MoHra wartości naprężeń ó_l i ó₃ otrzymuje odczytując ze specjalnie opracowanych tablic wartości.

 

Wartości charakterystyczne i obliczeniowe parametrów geotechnicznych. Metoda A, B,C wyznaczania parametrów geotechnicznych.

Wartości określające cechy gruntów budowlanych nazywa się parametrami geotechnicznymi. Parametry te oznacza się dla całego podłoża gruntowego tj. dla strefy, w której właściwości gruntów mają bezpośredni wpływ na projektowane wykonawstwo oraz eksploatację projektowanych obiektów inżynierskich. Na podstawie wyników badań polowych i laboratoryjnych gruntów oraz ich charakterystyki geologicznej podłoże gruntowe dzieli się na warstwy geotechniczne, to jest strefy o jednakowych wartościach parametrów geotechnicznych.

METODA A polega na bezpośrednim oznaczeniu wartości parametrów geotechnicznych gruntów na podstawie badań polowych lub laboratoryjnych. Metodę tą należy stosować w przypadku, gdy: – brak jest ustalonych zależności korelacyjnych między parametrami gruntów spoistych i niespoistych, a także przy oznaczaniu parametrów efektywnych ö, c. – w najniekorzystniejszym układzie obciążeń ich składowa pozioma wynosi więcej niż 10 % składowej pionowej. – budowla jest usytuowana na zboczu lub w pobliżu. – obok budowli projektuje się wykopy lub dodatkowe obciążenie podłoża.

METODA B polega na oznaczeniu wybranych (wiodących) parametrów geotechnicznych metodą A, a następnie na ustaleniu na ich podstawie parametrów pozostałych wykorzystując do tego zależności korelacyjne występujące między nimi. Zależności korelacyjne istniejące pomiędzy ogólnymi parametrami geotechnicznymi podane są w odpowiednich tablicach i nomogramach. Za parametry wiodące przyjmuje się najczęściej dla gruntów spoistych stopień plastyczności I_L, a dla gruntów niespoistych stopień zagęszczenia I_D.

METODA C polega na wykorzystaniu wartości parametrów geotechnicznych określonych dla innych podobnych terenów oraz budowli o podobnej konstrukcji i zbliżonych obciążeniach.

 

Czynniki decydujące o pęcznieniu gruntu

Na pęcznienie wpływ ma przede wszystkim uziarnienie, skład mineralny, struktura oraz gęstość objętościowa szkieletu gruntowego a także wilgotność początkowa gruntu.

Przez pęcznienie gruntów spoistych rozumie się zwiększanie ich objętości pod wpływem nawilgocenia.

Oznaczenie ciśn. pęcznienia P_c przeprowadzić można jedynie dla gruntów jednorodnych, gdy różnica wilgotności poszczególnych próbek nie przekracza 5%.

Oznaczenie ciśn. pęcznienia gruntów spoistych można przeprowadzać między innymi w edometrze.

W celu oznaczenia ciśn. pęcznienia gr. spoistych przygotowuje się 5 próbek o strukturze naturalnej i wymiarach pozwalających na ścisłe umieszczenie ich w pierścieniu edometru. Położenie próbki w pierścieniu powinno odpowiadać naturalnemu położeniu gruntu w terenie. Z każdej próbki , po uformowaniu jej w pierścieniu , należy zebrać grunt z górnej i dolnej powierzchni pierścienia przeznaczając nadmiar gruntu do oznaczenia wilgotności