Испытания шариковым штампом

Н.А. Цытовичем был предложен метод шариковой пробы для определения сцепления связных грунтов. Существо метода заключается в том, что с помощью шарика диаметром d на грунт передаётся усилие F и измеряется осадка штампа s (рис. 3.23.а).

Рис. 3.23. Схема испытаний шариковым штампом (а) и кривая длительной прочности грунта (б).

Тогда в соответствии с решением акад. А.Ю. Ишлинского сцепление можно определить по формуле

(3.58)

при .

Полученное таким образом значение сцепления соответствует определённому в сдвиговых испытаниях для вязких очень малоуплотняющихся грунтов при (жирные глины, мёрзлые грунты и т. п.). При большем значении угла внутреннего трения грунта В.Г. Березанцев рекомендует в правую часть уравнения (3.58) вводить понижающий коэффициент М. Так, при ; при ; при ; при .

Метод шариковой пробы удобен для определения изменения прочностных свойств грунтов в зависимости от времени действия нагрузки. Поскольку осадка s с течением времени увеличивается, в соответствии с выражение (3.58) шариковое сцепление будет уменьшаться. Это позволяет (рис. 3.23.б) ввести понятия мгновенной прочности с_о, прочности, соответствующей некоторому времени действия нагрузки t – c_t и предела длительной прочности с_∞, к которому будет стремиться сцепление при очень продолжительном времени действия нагрузки. Очевидно, что если необходимо оценить прочность грунта при воздействии мгновенной нагрузки (например, удар при посадке самолёта), то следует исходить из величин, близких к мгновенной прочности. Для обеспечения же длительной устойчивости, например горных склонов, сложенных мёрзлыми или глинистыми грунтами, следует принимать в расчёт предел длительной прочности. Метод применяют как в полевых, так и в лабораторных условиях.

З.Г. Тер-Мартиросян показал, что при малых величинах стабилизированных осадок методом шариковой пробы можно также определить величину модуля деформации грунта по формуле

(3.59)

При .