Лабораторная работа №7
Определение сопротивления грунтов сдвигу
Общие сведения, приборы
Значение касательного напряжения, при котором происходит сдвиг одной части грунта по отношению к его другой части под действием постоянно возрастающего сдвигающего усилия, называется предельным сопротивлением грунтов сдвигу.
Одним из способов определения предельного сопротивления грунтов сдвигу является испытание их на прямой срез в одноплоскостных сдвиговых приборах в соответствии с требованиями ГОСТ 12248-78. К помещенному в прибор образцу грунта ступенчато прикладывают вертикальное давление, под действием которого происходит уплотнение грунта. После достижения заданной величины давления и стабилизации деформации грунта к верхней (или нижней) обойме прибора (в зависимости от его конструкции) прикладывают горизонтальное давление до тех пор, пока не произойдет горизонтальное перемещение одной части образца грунта по другой. Величина перемещения фиксируется индикатором. По известным формулам вычисляют прочностные показатели сопротивления грунта внешним нагрузкам: угол внутреннего трения и сцепление.
Известно множество конструкций сдвиговых приборов (прибор ГТП-30 конструкции Маслова-Лурье; прибор конструкции Литвинова; автоматизированный срезной комплекс «Пласт-С» конструкции ПНИИИС; автоматические срезные приборы ПСГ-4А и ВСВ-25А конструкции СевКавТИСИЗ и др.).
В настоящей работе описана методика проведения испытаний на сдвиговом приборе ПСПА-40/35 конструкции МП «Геотек» (г. Пенза) с пневматическим нагруженнем, где цифры характеризуют площадь поперечного сечения, см2, и высоту, мм, образца.
Состав лабораторной установки
В состав лабораторной установки входят:
1. Прибор дам испытание грунтов на сдвиг ПСПА-40/35.
2. Пневморедуктор – ПР.
3. Манометр ПТМ-100.
4. Индикатор часового типа ИЧ-10.
5. Тройник.
6. Шланги соединительные.
Устройство и принцип работы сдвигового прибора ПСПА-40/31
Прибор состоит из следующих основных частей (рис. 1): механизма горизонтального среза I и механизма вертикального давления II. Сдвиг в приборе производится путем создания давления воздуха в пневматическом цилиндре I, а нормальное давление на образец грунта создается пневматическим цилиндром II. Образец грунта помещается в верхнюю 3 и нижнюю 4 обоймы. Перфорация на верхнем 2 и нижнем 21 вкладышах служит для оттока воды при передаче давления на образец грунта. Мембраны 9 и 13 служат для герметичности пневмосистемы в механизмах вертикального давления II и горизонтального среза I. Измерение деформаций сдвига выполняется индикатором часового типа 5, который закрепляется в основании 7 держателем 24 индикатора. Стопорные болты 25 служат для закрепления механизма вертикального давления.
Рис. 1. Конструкция сдвигового прибора 70
I – механизм (пневмоцилиндр) горизонтального среза; II - механизм (пневмоцилнндр) вертикального давления;
1 – входной штуцер; 2 – верхний перфорированный вкладыш; 3 – верхняя обойма; 4 – нижняя обойма; 5 – индикатор часового типа; 6 – нижняя площадка; 7 – основание; 8 – крышка пневмоцилиндра II; 9 – мембрана пневмоцилиндра II; 10 – поршень; 11 – корпус плевмоцилиндра II; 12 – корпус пневмоцилиндра I, 13 – мембрана пневмоцнлиндра I; 14 – входной штуцер; 15 – крышка пневмоцилиндра I; 16 – поршень; 17 – шток; 18 – срезыватель; 19 – валик скольжения; 20 - болт; 21 – нижний перфорированный вкладыш; 22 – остов; 23 – подшипник с крышкой; 24 – держатель индикатора часового типа; 25 – стопорные болты; 26 – образец грунта
Рис. 2. Пневматическая схема лабораторной установки для испытания грунтов на сдвиг
1,2 – тройники; 3 – сеть сжатого воздуха; 4,5 – вентили регулирования вертикального и горизонтального давления соответственно; 6,7 – пневморедукторы соответственно вертикального и горизонтального давления; 8,9 – вентили сброса соответственно вертикального и горизонтального давления; 10,11 – манометры соответственно вертикального и горизонтального давления; 12 – сдвиговой прибор
Работа прибора
Сжатый воздух по сети через пневморедуктор вертикального давления 6 (рис. 2) и штуцер 1 (рис. 1) поступает в пневматический цилиндр вертикального давления II и давит на поршень 10 (рис. 1). Последний через вкладыш 2 передает давление на образец грунта. Величина нормального давления фиксируется манометром 10 (рис. 2). После стабилизации вертикальной деформации грунта сжатый воздух через пневморедуктор 7 (рис. 2) горизонтального давления и штуцер 14 (рис. 1) поступает в пневматический цилиндр горизонтального среза I и передается на поршень 16. Последний давит на шток 17, приводящий в движение срезыватель 18. Происходит срез групп. Величина касательного давления фиксируется манометром 11 (рис. 2), а перемещение срезывателя – индикатором часового типа 5 (рис. 1).
