Сопротивление сдвигу связных грунтов
Пылевато-глинистые грунты (глины, суглинки и супеси) обладают связностью, интенсивность которой зависит от влажности грунта и степени его уплотненности. Приложенная к образцу водонасыщенного грунта вертикальная нагрузка в первый момент времени передается на поровую воду. Лишь по мере выдавливания ее из пор это давление будет воздействовать на скелет грунта. В связи с этим образцы грунта испытывают на сдвиг после консолидации грунта, когда нормальное напряжение уже передано на скелет грунта.
Если в сдвиговом приборе (рис. 2.10) провести несколько испытаний на сдвиг нескольких образцов одного и того же грунта, подвергая образцы воздействию различных напряжений , то получим криволинейную зависимость предельного сопротивления грунта сдвигу от (рис. 2.11, б). Криволинейность графика наиболее выражена при малых значениях . В интервале напряжений 0,05–0,5 МПа практически имеем прямую, описываемую уравнением
, ( 2.46)
где – удельное сцепление пылевато-глинистого грунта, характеризующее его связность.
Зависимость (2.46) выражает закон сопротивления пылевато-глинистых грунтов сдвигу: предельное сопротивление связных грунтов сдвигу при завершенной их консолидации есть функция первой степени нормального напряжения.
Если прямую АВ продлить влево до пересечения с осью абсцисс, то она отсечет на ней отрезок :
. (2.47)
Эту величину, заменяющую действие всех сил сцепления, называют давлением связности. С учетом (2.47) уравнение (2.46) может быть представлено в виде:
. ( 2.48)
Соотношение (2.48) формально показывает, что проявление связности (сцепления) грунта как бы эквивалентно фиктивному увеличению нормального напряжения в плоскости сдвига, повышающему прочность грунта.
. ( 2.49)
Для оценки сопротивляемости грунтов сдвигу при неполной их консолидации используют график с параметрами и , приведенный на рис. 2.11, б, но нормальное напряжение уменьшают на величину давления в поровой воде, то есть принимают равным напряжению в скелете грунта:
, ( 2.50)
где – полное нормальное напряжение; –давление в поровой воде при неполной консолидации грунта.