Wpływ prędkości ścinania na kształtowanie się parametrów wytrzymałościowych gruntów z obszaru karpackiego

Abstract

The results of shear-strength tests performed on cohesive soils taken from landslide prone's areas from Chalakówka (Pogórze Wielickie), Krynica (Beskid Sądecki Mts.), Ropica Polska (Beskid Mały Mts.) and Targanice (Beskid Mały Mts.) are presented in the paper. The aim of the tests was determination of influence of shearing speed on maximum and minimum shear strength of tested soils. The tests were carried out in a standard direct shear apparatus of dimensions of the box 60x60 mm on soils on materials without grains coarser than 2 mm. The samples were formed directly in the box of the apparatus at the natural moisture content. Shear speed were equal to 0.1; 1.0 and 10 mm/min. Each sample were sheared three times up to obtain the relative horizontal displacement of 20%. During shearing the sliding surface was watering. On the basis of the obtained results, one can state that the watering of shearing surface cause decrease of initial (maximum) shear strength of soils up to 80%. The another important factor controlling shear resistance of soils is shearing speed. Increase of shearing speed caused increase maximum shear strength of tested soils. On the other hand, increase of shearing speed caused decrease of minimum shear strength (obtained during third shearing at large horizontal displacement).

W artykule przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ścinanie gruntów spoistych pochodzących z sąsiedztwa obszarów osuwiskowych w Chalakówce (Pogórze Wielickie), Krynicy (Beskid Sądecki), Ropicy Polskiej (Beskid Mały) i Targanic (Beskid Mały). Celem pracy było określenie wpływu prędkości ścinania na wartości maksymalnych i minimalnych parametrów wytrzymałościowych badanych gruntów. Badania przeprowadzono w aparacie bezpośredniego ścinania produkcji o wymiarach skrzynki 60x60 mm na materiale pozbawionym ziaren grubszych od 2 mm. Próbki formowano bezpośrednio w skrzynce aparatu przy wilgotności naturalnej i ścinano przy trzech prędkościach 0,1, 1,0 i 10 mm/min. Każda próbka była ścinana 3-krotnie do uzyskania odkształceń względnych 20%, a w trakcie badań woda miała możliwość penetracji w obręb płaszczyzny ścięcia. Wykazano, że zawodnienie wytworzonej w trakcie ścinania gruntów powierzchni poślizgu prowadzi do zmniejszenia ich początkowej wytrzymałości na ścinanie w skrajnych przypadkach nawet o 80%. Istotnym czynnikiem wpływającym na kształtowanie się oporu na ścinanie gruntów jest prędkość odkształceń. Większe wartości maksymalnego oporu na ścinaniu badanych gruntów otrzymano przy większych prędkościach ścinania. Z kolei w zakresie dużych odkształceń mniejsze wartości wytrzymałości na ścinanie odnotowano przy większych prędkościach ścinania.