Rozciąganie w gruncie jego wytrzymałość oraz ujemna spójność
Spis treści
Rozciąganie w gruncie jego wytrzymałość oraz ujemna spójność gruntów spoistych ze względu na kryterium Coulomba-Mohra.
Zakres stosowalności kryterium Coulomba - Mohra
Kryterium Coulomba Mohra jest jednym z wielu kryteriów wytrzymałościowych dla gruntów, podstawowym i najprostszym. Dobrze nadaje się do opisu zachowania typowych gruntów niespoistych w typowych sytuacjach inżynierskich, oraz prostych sytuacji dotyczących gruntów spoistych. W przedstawionej w niniejszym poradniku kryterium Coulomba – Mohra nie jest w stanie opisać zachowania gruntu po zlokalizowaniu odkształceń ani wielu innych, istotnych aspektów zachowania gruntów.
Dodać należy, że kryterium Coulomba Mohra może być stosowane nie tylko do opisu gruntów, ale także skał czy betonu. Takie materiały będą charakteryzowały się bardzo wysokimi wartościami spójności c i niskimi kątami tarcia wewnętrznego φ. Ponadto przedstawione tutaj badania w aparacie trójosiowego ściskania i bezpośredniego ścinania mogą być także wykonywane na próbkach skał i betonu, przy znacznie wyższych poziomach naprężeń niż dla gruntu.
Dodatkowo typowe badanie wytrzymałości betonu jednoosiowe ściskanie próbek walcowych można analizować jak badanie trójosiowego ściskania przy σ3 = 0.
Rozciąganie gruntu
Na początku zostało powiedziane, że grunt niespoisty nie przenosi naprężeń rozciągających, natomiast grunt spoisty jest w stanie je przenieść w niewielkim zakresie. Wytrzymałość na rozciąganie gruntu jest więc związana z jego spójnością. Na poniższym rysunku widzimy, że teoretycznie wytrzymałość gruntu na rozciąganie może być znaczna, szczególnie, jeśli kąt tarcia wewnętrznego gruntu będzie niski.
Ograniczenie sztucznie wysokiej wytrzymałości na rozciąganie gruntu o niskim kącie tarcia wewnętrznego.
W praktyce nie jest to prawdą i jest to jedno z ograniczeń kryterium Coulomba – Mohra. Należy pamiętać, że wytrzymałość na rozciąganie gruntu nie może być większa od jego spójności, x ≤ c. Zabieg polegający na “sztucznym” obcięciu obwiedni Coulomba – Mohra w literaturze nazywany jest tension cut-off.
Ujemna spójność
Parametry wytrzymałościowe gruntu powinny być wyznaczane z serii badań na wielu próbkach tego samego gruntu. Do wyznaczenia średnich wartości φ i c można zastosować aproksymację metodą najmniejszych kwadratów. Na poniżej przedstawiono wyniki z czterech badań w aparacie bezpośredniego ścinania, które po uśrednieniu wskazują na ujemną spójność gruntu, co oczywiście nie jest możliwe.
Błędna aproksymacja czterech badań w aparacie skrzynkowym sugerująca nie fizyczną spójność.
Koniecznie należy pamiętać o osobistej, a nie automatycznej interpretacji każdego wyniku.
W podanym przykładzie prawidłowym rozwiązaniem problemu byłoby przyjęcie c = 0 [kPa].
