Jak ocenić wartość wytrzymałości gruntu na ścinanie?

Wytrzymałość gruntu na ścinanie określa maksymalną siłę lub opór, jaki grunt stawia siłom ścinającym, działającym wzdłuż określonej powierzchni. Przekroczenie tej wartości prowadzi do znacznej deformacji plastycznej lub zniszczenia gruntu. Jakie metody są stosowane do oceny wytrzymałości gruntu na ścinanie?

Metody terenowe

Metody terenowe polegają na wykonaniu badań bezpośrednio w miejscu występowania gruntu, np. poprzez pobieranie próbek, wykonywanie odwiertów lub sondowań. Mają tę zaletę, że odzwierciedlają rzeczywiste warunki gruntowe i uwzględniają wpływ czynników, takich jak wilgotność, ciśnienie wody porowej czy obciążenia. Przykładami metod terenowych są:

• sondowanie statyczne – na podstawie siły sondowania można obliczyć wartość oporu stożkowego, który jest miarą wytrzymałości gruntu na ścinanie;
• sondowanie dynamiczne – na podstawie liczby uderzeń potrzebnych do wbicia sondy o określoną głębokość można obliczyć wartość oporu dynamicznego, który jest miarą wytrzymałości gruntu na ścinanie;
• sondowanie ciśnieniowe – na podstawie ciśnienia sondowania można obliczyć wartość oporu ciśnieniowego, który jest miarą wytrzymałości gruntu na ścinanie.

Ograniczeniem wykorzystania metod terenowych dostępność miejsca, koszt i czas wykonania badań oraz możliwość zakłócenia struktury gruntu podczas pobierania próbek.

Metody laboratoryjne

Metody laboratoryjne mają tę zaletę, że pozwalają na dokładną kontrolę warunków badania i pomiaru wielu parametrów geotechnicznych. Przykładami metod laboratoryjnych są:

• próba ścinania bezpośredniego – na podstawie pomiaru siły stycznej i przemieszczenia górnej płyty można obliczyć wartość naprężenia stycznego i kąta tarcia wewnętrznego, które są miarami wytrzymałości gruntu na ścinanie;
• próba ścinania pośredniego – na podstawie pomiaru siły stycznej i przemieszczenia pierścienia można obliczyć wartość naprężenia stycznego i kąta tarcia wewnętrznego, które są miarami wytrzymałości gruntu na ścinanie;
• próba triaksjalna – na podstawie pomiaru siły osiowej i przemieszczenia górnej części próbki można obliczyć wartość naprężenia osiowego i bocznego, które są miarami wytrzymałości gruntu na ścinanie.

Metody laboratoryjne są ograniczone przez możliwość zmiany właściwości gruntu podczas transportu i przechowywania próbek oraz przez konieczność uwzględnienia skali próbki i maszyny badawczej.