За критерий условной стабилизации деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.

При непрерывно возрастающей горизонтальной нагрузке (кинематический режим) скорость среза должна быть постоянной и соответствовать указанной в таблице Е.2. приложения Е. Горизонтальное сдвигающее усилие и деформацию среза фиксируют через 0,25-0,5 мм так, чтобы накопилось 15-20 отсчетов от начала среза до достижения максимальной срезающей нагрузки.

Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени срезающей нагрузки произойдет мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

При проведении среза с постоянной скоростью за окончание испытаний принимают момент, когда срезающая нагрузка достигнет максимального значения, после чего наблюдается некоторое ее снижение или установление постоянного значения, или относительная деформация образца превысит 10% (в зависимости от того, что наступит раньше).

После окончания испытания следует разгрузить образец, извлечь рабочее кольцо с образцом из прибора и отобрать пробы для определения влажности из средней части образца.

2.4.5 Обработка результатов

По измеренным в процессе испытания значениям горизонтальной срезающей и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения и , МПа, по формулам:

; (2.12)

, (2.13)

где Q и F --горизонтальная срезающая и нормальная сила к плоскости среза соответственно, кН;

А -- площадь образца, см².

Определение необходимо проводить не менее чем при трех различных значениях р. Из каждого значения вычитают поправку на преодоление трения подвижной части срезной коробки по заранее построенной тарировочной кривой. При автоматизации хода испытаний в полученную диаграмму среза также вносят поправку на трение в приборе.

По измеренным в процессе испытания значениям деформаций среза l, соответствующим различным напряжениям , строят график зависимости l = f().

За предельное сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение , полученное по графику l = f() или по диаграмме среза на отрезке l_k, где относительная деформация не превышает 10 %.

Если значение возрастает монотонно, то за сопротивление грунта срезу следует принимать значение при деформации l_k, соответствующей относительной деформации образца 10 %.

По полученным значениям строят график зависимости = f().

Угол внутреннего трения и удельное сцепление с определяют как параметры линейной зависимости

= tg + c, (2.14)

где и определяют по формулам (2.12) и (2.13).

Угол внутреннего трения и удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам (2.15) и (2.16), полученным обработкой экспериментальных точек = f() методом наименьших квадратов, или определяют по графику = f(), проводя прямую наилучшего приближения к экспериментальным точкам.

; (2.15)

, (2.16)

где _i -- опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях _i и относящиеся к отдельному монолиту грунта (при n 3) или одному инженерно-геологическому элементу;

n -- число испытаний.

Аналогичным образом определяют параметры остаточной прочности _r и с_r .

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Формирование исходных статистических данных

В основу работы были взяты глинистые грунты с объекта «Реконструкция укрепительных сооружений на автомобильной дороге А-147 Джубга - Сочи - граница с Республикой Абхазия на участках км 163+100 - км 163+150, км 167+374 - км 167+431, км 170+120 - км 170+150, км 172+820 - км 172+950, Краснодарский край». (Участок: КМ 163+100 - КМ 163+150, изыскания выполнены НПО «ГеоИнжПроект»).

Как исходные данные, использовались результаты лабораторных и полевых испытаний: параметры прочности грунтов (сцепление c, кПа; угол внутреннего трения ?, град.) и физические характеристики грунтов (влажность природная, W, д.е; влажность на границе текучести, W_L, д.е.; влажность на границе раскатывания, W_p, д.е; число пластичности, Ip; показатель текучести, I_L; коэффициент водонасыщения, S_r, д.е; плотность частиц грунта, с_s и скелета грунта с_d, гр/см³; коэффициент пористости е и природное напряжение грунта,у_пp). В таблице 3.1 показаны исходные данные.

Основная задача исследований - выбор их числа предикторов (физических характеристик) тех, которые наиболее существенно влияют на зависимую величину (сцепление и угол внутреннего трения), создание регрессионной модели, оценивание предикторов.

Таблица 3.1 - Исходные данные

3.2 Предварительный анализ данных

3.2.1 Исследование взаимосвязи между сцеплением и физическими характеристиками грунтов

Для исследования была произведена обработка данных, приведенных в таблице 3.1 (77 значений).

Результаты статистической обработки зависимости сцепления от физических характеристик (W, W_L, W_p, Ip; I_L; S_r, , с_s с_d, е у_пp), отраженные в таблицах 3.2, 3.3 показали высокую связь значений с от I_p (число пластичности), S_r (коэффициент водонасыщения).

Таблица 3.2 - Окно результатов Multiple Regression Results

Таблица 3.3 - Результаты Summary regression results:

Регрессионная модель (уравнение) для расчета сцепления выглядит следующим образом:

с = 0,005365 + 0,079586* I_p + 0,020212* S_r (3.1)

Подставив в формулу (3.1) значения числа пластичности и коэффициента водонасыщения получим расчетные значения сцепления. В таблице 3.4 приведено сравнение экспериментальных и расчетных значений.

Таблица 3.4 - Сходимость расчетных и экспериментальных значений

На рисунке 3.1 изображен график сходимости экспериментальных и расчетных значений сцепления.

Рисунок 3.1 ? График сходимости расчетных и экспериментальных значений

3.2.2 Исследование взаимосвязи между углом внутреннего трения и физическими характеристиками грунтов

Результаты статистической обработки зависимости угла внутреннего трения от физических характеристик (W, W_L, W_p, Ip; I_L; S_r, , с_s с_d, е, у_пp), приведенные в таблицах 3.5, 3.6, показали высокую связь значений ? от I_p (число пластичности), с_s (плотность частиц грунта), I_L (показатель текучести).

Таблица 3.5 - Окно результатов Multiple Regression Results

Таблица 3.6 - Результаты Summary regression results:

Регрессионная модель (уравнение) для расчета сцепления выглядит следующим образом:

? = -9,6417 - 22,7195* I_p + 11,9943* с_s - 1,8455* I_L (3.2)

Подставив в формулу (3.2) значения числа пластичности, плотности частиц и показателя текучести получим расчетные значения угла внутреннего трения. В таблице 3.7 приведено сравнение экспериментальных и расчетных значений.

Таблица 3.7 - Сходимость расчетных и экспериментальных значений

На рисунке 3.2 изображен график сходимости экспериментальных и расчетных значений углов внутреннего трения.

Рисунок 3.2 ? График сходимости расчетных и экспериментальных значений

3.3 Статистическая обработка результатов

3.3.1 Сцепление

Как показывает рисунок 3.3, данные соответствуют нормальному закону распределения. Регрессионный анализ может корректно применяться.

Рисунок 3.3 - График распределения остатков

Наиболее влияющим предиктором является число пластичности, р-level которого равен 0,000807. Второй важной переменной является коэффициент водонасыщения, его р-level равен 0,016048.

Анализ регрессионной модели позволяет утверждать, что с увеличением и числа пластичности, и коэффициента водонасыщения сцепление в грунте увеличивается.

Исходя из таблицы 3.8, критерий Дарбина-Уотсона имеет небольшое значение при положительной сериальной корреляции. Это говорит о некоторой зависимости наблюдений и подтверждает, что коэффициенты В имеют положительные значения.

Таблица 3.8 - Критерий Дарбина-Уотсона и значение сериальной корреляции

Графическое сравнение предсказанных программой значений отклика и наблюдаемых значений изображено на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Графическое сравнение предсказанных программой значений отклика и наблюдаемых значений

3.3.2 Угол внутреннего трения

Рисунок 3.5 показывает, что данные соответствуют нормальному закону распределения. Регрессионный анализ может применяться корректно.

Рисунок 3.5 - График распределения остатков

Наиболее влияющим предиктором является число пластичности, р-level которого равен 0,003416. Менее значимыми переменными яв...