Сопротивление сдвигу сыпучих грунтов
Сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона
В основаниях сооружений, а также грунтовых массивах (склонах, откосах) действуют не только нормальные, но и касательные напряжения. Когда касательные напряжения по какой-либо поверхности в грунте достигают его предельного сопротивления, происходит сдвиг одной части массива грунта по другой.
Сопротивление грунта сдвигу может быть установлено испытанием его образцов на прямой сдвиг (срез), путем трехосного сжатия, вдавливанием штампа с шаровой или конусообразной поверхностью, по результатам среза грунта крыльчаткой по цилиндрической поверхности и другими способами.
Для определения сопротивления сдвигу образец грунта испытывают в сдвиговом приборе в виде кольца, разрезанного по горизонтальной плоскости (рис. 2.10). Приложив силу F и постепенно увеличивая силу 
, можно достигнуть среза (сдвига) одной части образца по другой приблизительно по линии, обозначенной пунктиром. Прибор имеет нижнюю неподвижную обойму, верхнюю подвижную обойму и фильтрующие пластины сверху и снизу.
По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения 
и 
, по формулам:
; 
, (2.44)
где 
и – соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза; 
– площадь среза.
Рис. 2.10. Схема прибора одноплоскостного среза (сдвига)
Если провести несколько таких опытов при различном вертикальном напряжении , то можно построить график зависимости предельного сопротивления сыпучего грунта сдвигу от сжимающего напряжения (рис. 2.11).
а) б)
Рис. 2.11. Графики сопротивления сдвигу сыпучего (а) и связного (б) грунтов
В интервале изменения сжимающих напряжений 0–0,5 МПа (действующих в основании фундаментов промышленных и гражданских зданий) график зависимости касательных напряжений от вертикальных сжимающих напряжений с достаточной точностью может быть представлен в виде отрезка прямой, выходящей из начала координат (рис. 2.10, а). Зависимость может быть выражена уравнением:
, ( 2.45)
где 
– угол внутреннего трения; 
– коэффициент внутреннего трения, характеризующий трение грунта о грунт.
Зависимость (2.45) установлена Ш. Кулоном в 1773 г. и выражает закон сопротивления сыпучих грунтов сдвигу: предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу прямо пропорционально нормальному напряжению. Этот закон называется законом Кулона.
br>