Odtworzenie drogi obciążenia

W laboratoriach technicznych do określenia parametrów wytrzymałościowych gruntu stosuje się w zasadzie dwa typy aparatów: aparat bezpośredniego ścinania i aparat trójosiowego ściskania. Nawet najnowsze wersje wspomnianych aparatów mimo szeregu udoskonaleń technicznych nie są wolne od wad wynikających z samej idei tych aparatów (program uprawnienia budowlane na komputer). W polskich laboratoriach używane są głównie starsze rozwiązania konstrukcyjne. Nowe rozwiązania cechuje możliwość regulacji prędkości obciążenia, atomatyzacja rejestracji wyników itp. Umożliwiają one szersze programy badań, jednak uzyskane w nich wyniki nie są wolne od zakłóceń wspomnianych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Odtworzenie drogi obciążenia w przestrzeni naprężeń jak wiadomo z rozdziału 4 determinuje wybór aparatu. Dla rzeczywistych warunków brzegowych wymuszających płaski stan odkształceń należałoby więc przeprowadzić badania w aparacie bezpośredniego ścinania, w którym trzy główne naprężenia normalne mają różne wartości. W przypadku zagadnień cechujących się obrotową symetrią gdzie dwa z naprężeń głównych są sobie równe poprawniejsze wydaje się użycie aparatu trój osiowego ściskania (uprawnienia budowlane).

Odtworzenie historii obciążenia w czasie jest zagadnieniem znacznie kłopotliwszym w warunkach laboratoryjnych. Praktyka inżynierska pozwoliła jednak na wyróżnienie trzech uproszczonych schematów postępowania pozwalających na częściowe jej odtworzenie. Uwzględniają one stosunek obciążeń eksploatacyjnych do obciążeń pierwotnych oraz względną prędkość obciążenia gruntu obiektem. Nie odtwarza się więc rzeczywistej prędkości obciążenia gruntu, ale bierze pod uwagę problem czy obciążenie eksploatacyjne może spowodować konsolidację gruntu w danych warunkach (program egzamin ustny).

Pomiar ciśnienia wody

W standardowych badaniach laboratoryjnych wyróżnia się więc następujące systemy badań. System I. Badanie przeprowadza się na próbce nieskonsolidowanej i bez możliwości konsolidacji podczas obciążenia niszczącego próbkę. Nosi ono nazwę badania szybkiego bez konsolidacji. Schemat ten należy stosować w przypadku gdy czas wznoszenia obiektu jest krótszy od czasu pełnej konsolidacji gruntu, a stosunek obciążeń eksploatacyjnych do obciążeń pierwotnych jest znacznie większy od jedności (opinie o programie).

System II. Badanie przeprowadza się na próbce skonsolidowanej lecz bez możliwości konsolidacji podczas obciążenia niszczącego próbkę. Nosi ono nazwę badań szybkich po konsolidacji. Schemat ten odpowiada przypadkom kiedy obciążenie eksploatacyjne jest rzędu pierwotnych obciążeń geologicznych i gdy czas wznoszenia obiektu jest krótszy od czasu konsolidacji gruntu.

System III. Badanie przeprowadza się na próbce skonsolidowanej i przy umożliwieniu konsolidacji podczas obciążenia niszczącego. Nosi ono nazwę badań powolnych. Badania według tego schematu należy stosować w takich przypadkach gdy obciążenie podczas zniszczenia gruntu nie przewyższa obciążeń pierwotnych (stateczność zboczy przy wykopach) oraz dla tych przypadków obciążeń eksploatacyjnych przewyższających obciążenia pierwotne dla których czas konsolidacji gruntu jest krótszy od czasu wznoszenia obiektu (segregator aktów prawnych).

Wymienione systemy badań można w pełni zrealizować jedynie w aparacie trójosiowego ściskania. Natomiast w aparacie bezpośredniego ścinania badania według schematów I i II są niewykonalne w przypadku gruntów pylastych i piaszczystych. Poprzez termin obciążenia rozumie się we wszystkich wspomnianych wypadkach wartość pierwszego niezmiennika stanu naprężenia występującą w danych warunkach przed i po obciążeniu obiektem gruntu. Wychodzi się bowiem z przybliżonego założenia, że za konsolidację gruntu jest odpowiedzialny przede wszystkim I niezmiennik stanu naprężenia. W skład pełnego zestawu badawczego przedstawionego wchodzi aparat trójosiowego ściskania i przyrząd do pomiaru ciśnienia wody w porach gruntu (promocja 3 w 1).