2.6.1. Устойчивост на срязване на неконсолидирани почви
По-горе разгледахме устойчивостта на срязване на почвата за случай на уплътняване от външно натоварване в отворена система (консолидирана-дренирана).
Също така е важно да се вземе предвид устойчивостта на глинести почви на срязване в затворена система (неконсолидирана-недренирана) и в случай, че почвата все още не е напълно уплътнена от дадено натоварване, тоест все още има порен натиск.
Фигура 2.23 показва резултатите от изпитването на глинести почви за срязване в затворена система.
Фиг.2.23. Криви на пределно съпротивление на срязване на кохезионни глинести почви в затворена система (неконсолидирани-недренирани): а) зависимост на съпротивлението на срязване от влагата; б) криви на срязване при бързо рязане
За неконсолидирано състояние на напълно водонаситени кохезионни почви, когато все още не е постигнато пълно уплътняване от дадено натоварване, частта от съпротивлението на срязване на почвата, която зависи от стойността на нормалното налягане, ще бъде по-малка, тъй като само ефективното налягане
(2,39)
, (2,40)
къдетоuе неутралното (порно) налягане, съответстващо на дадената степен на консолидация;c– ефективна верига.
Н. Н. Маслов предложи метод за отчитане на непълната консолидация на тинесто-глинести почви, който се свежда до тестване на почвени проби за неконсолидирано срязване през различни интервали от време след прилагане на натиск от едини със същата интензивност. След срязването се вземат почвени проби от зоната на рязане, за да се определи нейното съдържание на влага. Въз основа на тези данни е възможно да се изгради графика на зависимостта на граничното съпротивление на срязване на почвата от съдържанието на влага. Серия от такива тестове при различни наляганияPnдава възможност да се начертаят кривите на крайната устойчивост на срязване като функция от влажността (фиг. 2.24,а). Използвайки тези данни, е възможно да се изгради графика на зависимостта на крайната устойчивост на срязване от налягането за всякаква влажност (фиг. 2.24, b) и според получените характеристики, графика на зависимостта на специфичната адхезия и ъгъла на вътрешно триене от влажността (фиг. 2.25).
Фиг.2.24. Зависимости на пределното съпротивление на срязване на почвата
от влажност (а) и от налягане (б)
Фиг.2.25. Зависимост на ъгъла на вътрешно триенеи силите на сцеплениеcот влажносттаw
2.6.2. Устойчивост на почвата на срязване при триаксиален натиск
Съществуват методи за определяне на показателите за устойчивост на срязване на почвата, базирани на раздробяване на почвени проби в триаксиално компресионно устройство - стабилометър, при условия на всестранно налягане. В този случай изместването на почвата не се извършва по предварително фиксирани равнини, както при устройство за срязване, а по платформи, върху които действат напрежения на срязване, които могат да преодолеят устойчивостта на почвата на срязване.
Хоризонталното налягане върху почвената проба 2 се създава от течността, запълваща устройството, а вертикалното налягане 1 се създава от външния товар от щампата на инструмента. Постепенно довеждайки почвата до разрушаване, се откриват показатели, характеризиращи граничното състояние на почвата. В този случай хоризонталните и вертикалните напрежения са основните напрежения, като знаете големината на които можете да намерите напреженията на срязване, които са причинили изместванетопочва на места, разположени под ъгъл от 45 ° -
Изпитването на почвата за триаксиално компресиране се извършва съгласно стандартния метод (виж Фигура 2.11): цилиндрична проба от почва 1, затворена в гумена обвивка 2, е предварително подложена на цялостен натиск, равен на 2 = 3, след което, след като деформацията от всестранното налягане е потушена, се прилага аксиално натоварванеPна нарастващи стъпки, докато пробата се разруши ed или губи своята стабилност.
Въз основа на резултатите от изпитването е възможно да се определят стойностите на ефективните напрежения в момента на разрушаване на образеца
Познавайки основните напрежения в момента на разрушаване на образеца, се изграждат окръжностите на напрежението на Мор (фиг. 2.26).
Фиг.2.26. Кръгове на Мор, изградени според резултатите от тестове на почвени проби за компресия в стабилометър:
а - рохкави почви;
б - кохезионни почви
Големината на напреженията на срязване не може да надвишава граничната стойност, определена от уравнения (2.39) или (2.40) и съответстваща на появата на непрекъснато плъзгане (срязване) на една част от почвата върху друга:
.
Тези стойности на напреженията на граничната линия съответстват на някаква експериментална точкаM, която трябва едновременно да принадлежи към кръга на граничните напрежения на Мор. Това е възможно само ако права линияom(виж фиг. 2.26, а) илиo1m(виж фиг. 2.26, б) ще бъде допирателен към кръга на напрежението, тоест, той ще направи ъгъл от 90 ° с радиуса на кръга в точката на контакт и ще премине през произхода на координатитеO <5 илиO/
Познавайки стойностите на основните напрежения 1 и 2 и като вземем предвид, че триъгълницитеOMSилиО/MCса правоъгълни на кривата на срязване, получаваме за рохкави почви
За кохезионни почви
Уравнения (2.42) и (2.43) са математически израз на условието за гранично равновесие (условие за якост на Мор) съответно за рохкави и кохезионни почви. Тези уравнения се използват широко при определяне на крайното натоварване върху почвата, при изчисляване на стабилността на почвените маси и при изчисляване на натиска на почвата върху огради.
Освен това, според данните от изпитването в стабилометъра, се определя стойността на относителната надлъжна деформация
къдетоSiе тягата за всяка степен на натоварване;h– начална височина на почвената проба.