Метод вращательного среза
Метод вращательного среза (общеупотребительное крыльчатка) — метод измерения прочности на сдвиг связного грунта в недренированном в полевых условиях. Испытание проводят с помощью оборудования, состоящего из стержня с прикрепленными к нему лопастями, который вставляют в землю и вращают. Датчик на вершине стержня измеряет крутящий момент, необходимый для разрушения грунта, и обеспечивает преобразование в прочность на сдвиг.
Используемое оборудование согласно ASTM D2573-01
[править | править код]Срезная лопасть состоит из прямого стержня с четырьмя лопастями на одном конце, расположенных крестообразно, и комбинированной рукоятки/датчика крутящего момента. Стержень вводится в почву на глубину 500 мм и вращается со скоростью от 6 до 12 градусов в минуту. Как только грунт разрушается при сдвиге, датчик показывает максимальный прилагаемый крутящий момент. Датчик отмечен шкалой, которая преобразует крутящий момент в прочность на сдвиг (измеряется в килоньютонах на квадратный метр). Имеются две шкалы для использования с лопастями двух разных размеров — лопасть 150×75 мм применяют для грунтов с сопротивлением сдвигу до 50 кН/м² и лопасть 100×50 мм для более прочных грунтов. В Соединенном Королевстве Великобритании методология регулируется Британским стандартом 1377 (British Standard 1377 Methods of test for soils for civil engineering purposes).[1]
Сдвигающая лопасть представляет собой простое и переносное оборудование.[2] Тест подходит для глинистых почв, классифицируемых как мягкие и твердые. При повторном формовании образца и повторном тестировании также можно определить чувствительность глины.[3] Испытание также использовалось для измерения прочности растворных смесей на сдвиг, где было показано, что она коррелирует со значением усадки бетона.[2]
История и исследования
[править | править код]Тест был впервые проведен Л. Карлсоном и А. В. Скемптоном в 1948 году, с этого года началось его практическое применение. С тех пор велись споры о его точности. Карлсон и Скемптон полагали, что тест обеспечивает более высокое значение, чем Испытания грунта методом одноосного сжатия, и фактически лучше согласовывалось со значениями, ожидаемыми в геотехнической теории. Однако в исследовании 1973 года утверждалось, что испытание на самом деле дало заниженную оценку прочности на сдвиг по сравнению с испытаниями на сжатие, в случае если возможно получить образец хорошего качества, ненарушенной структуры. Несоответствие объяснялось нарушением образца, вызванным введением срезающей лопасти.[3]
Метод использовался по крайней мере с 1967 года для оценки прочности на сдвиг снежных мешков в горах, подверженных риску образования лавин.[4]
Несмотря на свою высокую точность и достоверность для глинистых почв, классифицируемых как мягкие и твердые, долгое время не вводился на территории России официально. Документ регламентирующий тест ГОСТ 20276.5-2020 был введен лишь 1 января 2021 года (ранее введенные ГОСТ регулирующие тест фактически заменялись другими, в которых упоминая теста не было, потом вновь вводились и отменялись).
Примечания
[править | править код]- ↑ Bell, F. G. Foundation Engineering in Difficult Ground : [англ.]. — Elsevier, 2013. — P. 243. — ISBN 9781483102320. Архивная копия от 17 апреля 2022 на Wayback Machine
- ↑ 1 2 Austin, SA. "Workability, shear strength and build of wet-process sprayed mortars" (PDF). Specialist Techniques and Materials for Concrete Construction [Proceedings of the International Congress on Creating with Concrete, Dundee, Scotland, September 1999]: 317—329. Архивировано (PDF) 3 ноября 2018. Дата обращения: 27 сентября 2018.
- ↑ 1 2 Bell, F. G. Foundation Engineering in Difficult Ground : [англ.]. — ISBN 9781483102320. Архивная копия от 17 апреля 2022 на Wayback MachineBell, F. G. (2013). Foundation Engineering in Difficult Ground Архивная копия от 17 апреля 2022 на Wayback Machine. Elsevier. p. 243. ISBN 9781483102320. Retrieved 27 September 2018.
- ↑ Halsegger, M. "Development of a Rotational Shear Vane for use in Avalanche Safety Work (Masters Thesis)" (PDF). Department of Mechanical Engineering University of Canterbury. Архивировано (PDF) 20 января 2022. Дата обращения: 27 сентября 2018.