Основи грунтознавства (стр. 3 из 3)
Таблиця 8 Дані для розрахунку міцнісних властивостей ґрунту
| № з/п | Нормальне навантаження Р, 1·105Па | |||||
| Р1=4 | Р2=8 | Р3=12 | ||||
| Q, 1·105Па | ∆l, мм | Q, 1·105Па | ∆l, мм | Q, 1·105Па | ∆l, мм | |
| 1 | 1,0 | 0,47 | 2,0 | 0,77 | 3,0 | 0,87 |
| 2 | 1,7 | 1,25 | 3,0 | 1,50 | 4,5 | 1,84 |
| 3 | 2,2 | 2,31 | 3,7 | 2,11 | 5,2 | 2,37 |
| 4 | 2,4 | 3,05 | 4,2 | 2,54 | 5,7 | 2,89 |
| 5 | 2,5 | 3,69 | 4,4 | 2,79 | 6,2 | 3,70 |
| 6 | 2,6 | 4,41 | 4,6 | 3,02 | 6,5 | 4,52 |
| 7 | 2,7 | 5,49 | 4,8 | 3,31 | 6,8 | 6,20 |
| 8 | 2,8 | 6,98 | 5,0 | 3,73 | 6,9 | 8,85 |
| 9 | 2,9 | ∞ | 5,2 | 4,15 | 7,0 | ∞ |
| 10 | 5,4 | ∞ | ||||
На підґрунті отриманих даних (за даними 3 кілець) розраховують середні значення основних характеристик фізичних властивостей ґрунту, що досліджується, до проведення досліду.
Таблиця 9 Розрахунок показників характеристик фізичних властивостей ґрунту
| № з/п | Найменування показників | Позначення та розрахункові формули | Числові значення показників |
| 1 | Вологість ґрунту, % |  | 16,3 |
| 2 | Щільність часток ґрунту, г/см3 | ρS | 2,67 |
| 3 | Щільність ґрунту до досліду, г/см3 | ρ=  | 2,01 |
| 4 | Щільність скелета ґрунту, г/см3 | ρd=  | 1,73 |
| 5 | Повна вологоємність, д.о. | Wn=  | 0,20 |
| 6 | Пористість, % | n=Wnρd | 34,6 |
| 7 | Коефіцієнт пористості, д.о. | e=Wnρs | 0,534 |
| 8 | Ступінь вологості, д.о. | Sr=  | 0,82 |
За отриманими в процесі випробування значеннями нормального навантаження Р обчислюємо нормальні напруження σ за формулою:
де Р – нормальна сили до площини зрізу (зразка), 1×105 Па;
n – кратність важеля, що дорівнює 1:10;
F – площа зрізу (зразка), 40 см2
= 
=1×105Па=0,1МПа 
= 
=2×105Па=0,2МПа 
= 
=3×105Па=0,3МПаТаблиця 10 Значення нормального напруження σ і дотичного напруження τ при проведенні досліду на зріз
| № з/п | Нормальне напруження σ, МПа | |||||
| σ1=0,1 | σ2=0,2 | σ3=0,3 | ||||
| Q, 1·105Па | τ, 1·105Па | Q, 1·105Па | τ, 1·105Па | Q, 1·105Па | τ, 1·105Па | |
| 1 | 1,0 | 0,25 | 2,0 | 0,50 | 3,0 | 0,75 |
| 2 | 1,7 | 0,43 | 3,0 | 0,75 | 4,5 | 1,13 |
| 3 | 2,2 | 0,55 | 3,7 | 0,93 | 5,2 | 1,30 |
| 4 | 2,4 | 0,60 | 4,2 | 1,05 | 5,7 | 1,43 |
| 5 | 2,5 | 0,63 | 4,4 | 1,10 | 6,2 | 1,55 |
| 6 | 2,6 | 0,65 | 4,6 | 1,15 | 6,5 | 1,63 |
| 7 | 2,7 | 0,68 | 4,8 | 1,20 | 6,8 | 1,70 |
| 8 | 2,8 | 0,70 | 5,0 | 1,25 | 6,9 | 1,73 |
| 9 | 2,9 | ∞ | 5,2 | 1,30 | 7,0 | ∞ |
| 10 | 5,4 | ∞ | ||||
За отриманими в процесі випробування значеннями дотичного навантаження Q обчислюють дотичні напруження τ за формулою:
де Q – дотична сили до площини зрізу (зразка),1×105 Па;
n – кратність важеля, що дорівнює 1:10;
F – площа зрізу (зразка), 40 см2.
За опір ґрунту зрізу приймають максимальне значення τ, яке одержане за графіком Δl=ƒ(τ) на відрізку Δl, який не перевищує 5 мм. Якщо τ зростає монотонно, то за опір ґрунту слід приймати τ при Δl=5 мм.
Кут внутрішнього тертя φ та питоме зчеплення с визначають методом найменших квадратів за формулами:
tgφ=
=0,7400Кут φ=
с=
=0,045МПаДля оцінки розкиду експериментальних даних та виявлення помилок випробування будують графік залежності τ =ƒ(σ) і показники зрізу ґрунту визначають графоаналітичним способом. На осі абсцис відкладають значення нормального напруження σ(МПа), а на осі ординат відповідні дотичні напруження τ(МПа). Через одержані точки проводять пряму і продовжують її до перетину з віссю ординат. Відрізок, що відсікається по прямій на осі ординат, виражає питоме зчеплення ґрунту с(МПа), а тангенс кута нахилу цієї прямої до осі абсцис (tg φ) є коефіцієнтом внутрішнього тертя φ (в нашому випадку с= 0,045МПа та φ=28˚).