Сопротивление грунта сдвигу.

Грунт обладает на откосе значительной потенциальной энергией. Она переходит в кинетическую энергию движения грунта под действием многих факторов, главным из которых является предельное равновесие. Предельное равновесие представляет собой переход грунта из устойчивого состояния в неустойчивое.

Уравнение предельного равновесия, предложенное физиком Ш.О. Кулоном, взять за основу во многие методы расчета устойчивости откосов.

Согласно закону Кулона состояние предельного равновесия наступает тогда, когда сила Т, препятствующая движению грунта вдоль плоскости аа (Т=N*tgφ+е*A), равна сдвигающей силе S (рис.1), где

N- удерживающая сила (составляющая веса грунта Р, действующая перпендикулярно плоскости аа);

S- сдвигающая сила (составляющая веса грунта Р, действующая параллельно плоскости аа);

φ- угол внутреннего трения;

е- удельное сцепление;

А- площадь плоскости сдвига.

При совершенно чистом песке с=0 и уравнение Т=N*tgφ

При лабораторном исследовании с и φ в сдвиговом приборе или стабилометре уравнения делят на площадь А исследуемой пробы грунта, и тогда записывают через напряжения.

τ=Ϭ*tgφ+c или τ=Ϭ*tgφ

Рис. 7.1. Схема сил, действующих в массиве грунта при сдвиге: аа- плоскость отсекающая часть откоса с весом Р; ψ- угол наклона плоскости сдвига; α- угол естественного откоса.

 

В чистых песках α=φ, для смешанных пылевато-песчаных и тем более глинистых грунтов угол α никогда не равен углу φ.

Ударные и вибрационные нагрузки от поезда снижают сдвиговые свойства грунта. Рекомендуется снижать эти свойства путем деления на коэффициент динамического разупрочнения. R_g, который колеблется в пределах 1,25… 1,80.