|
=== Wytrzymałość na ścinanie ===
{{main|Wytrzymałość na ścinanie}}
Większość problemów w geotechnice np. [[nośność]] płytkich i głębokich posadowień, stateczność skarp, projektowanie ścian oporowych, upłynnienie gruntu itd., jest związanych z wytrzymałością gruntu na ścinanie. Wartości wytrzymałości na ścinanie są wykorzystywane dla rozwiązywania tych problemów inżynierskich przez metody analityczne i numeryczne.
[[Wytrzymałość]] na ścinanie w gruntach jest efektem oporu na przesuwanie na kontaktach pomiędzy cząsteczkami wynikającego z zazębiania się i wzajemnego blokowania cząsteczek, fizycznych wiązań (takich jak oddziaływanie sił atomowych, co następuje gdy atomy na powierzchniach cząsteczek dzielą wspólne elektrony) czy [[wiązanie chemiczne|wiązań chemicznych]] (to znaczy cementacji, co może następować w wyniku [[krystalizacja|krystalizacji]] [[minerał|minerałów]] np. [[węglan wapnia|węglanu wapnia]]).
Do określenia punktu "zniszczenia" na krzywej naprężenie-odkształcenie dla danego materiału zastosowane mogą być rozmaite kryteria. Zniszczenie i poddanie się materiału nie powinny być mylone. Nie ma jednej doskonałej metody określania zniszczenia. Dla pewnych materiałów zniszczenie może być uznane w punkcie poddania. Często przyjmuje się jednak, że dla gruntów zniszczenie następuje pomiędzy 15% a 20% ścinania. Taka deformacja zazwyczaj wskazuje, że funkcja danej budowli, np. posadowienie [[most]]u może być naruszona, ale nie jest uszkodzona. Zniszczenie gruntu nie oznacza zniszczenia systemu. W tym sensie, wytrzymałość na ścinanie gruntu może być zdefiniowana jako maksymalne naprężenie przyłożone w każdej płaszczyźnie w gruncie, uważane za zniszczenie.
Istnieją różne kryteria definiowania zniszczenia. Kryterium Coulomba-Mohra jest najbardziej empirycznym w mechanice gruntów. W kontekscie naprężenia efektywnego kryterium Coulomba-Mohra jest podawane jako:
:<math> \tau_f = c' + \sigma_f ' \tan \phi '\,</math>
gdzie <math>\tau_f \,</math> to wytrzymałość na ścinanie, <math>c' \,</math> to efektywna kohezja, <math>\sigma_f '\,</math> to efektywne naprężenie, <math>\phi '\,</math> to efektywny [[kąt tarcia wewnętrznego]], parametryzacja średniego wskaźnika tarcia wewnętrznego <math>\mu</math> na płaszczyznach ścinania to <math>\mu = tan \phi '\,</math>.
Relacja natężenie-odkształcenie w gruntach a przez to wytrzymałości na ścinanie jest uzależniona od:
*Rodzaju gruntu: (podstawowy materiał) [[mineralogia|mineralogii]], uziarnienia i rozkładu uziarnienia, kształtu ziarn, rodzaju płynów porowych i ich zawartości, jonów na ziarnach i cieczy w porach.
*Stanu (początkowego): określonego poprzez wskaźnik porowatości, pionowe naprężenie efektywne i naprężenie ścinające (historia obciążenia). Stan może być także opisany poprzez takie określenia jak: luźny, zagęszczony, przekonsolidowany, normalnie skonsolidowany, półzwarty, miękkoplastyczny, kurczliwy, pęczniejący itp.
* Struktury: Odnosi się to do ułożenia cząsteczek w obrębie gruntu i sposobu, w jaki cząsteczki są upakowane oraz takich elementów jak warstwowanie, cios, zuskokowanie, pustki, cementacja itp. Struktura gruntu jest zazwyczaj opisywana jako: naruszona, nienaruszona, zagęszczona, scementowana, równoziarnista, warstwowana, laminowana, jednorodna i niejednorodna.
* Warunków obciążenia: Naprężenie efektywne - drenowane, niedrenowane i rodzaj obciążenia - wielkość, rodzaj (statyczne i dynamiczne) oraz historia (niezmienna, cykliczna).
W rzeczywistości, przy obliczeniach całkowitej wytrzymałości na ścinanie powinny być brane pod uwagę wszystkie te elementy.
=== Badania laboratoryjne ===
| 