8.2.1. Сопротивление мерзлых грунтов сдвигу Сопротивление грунта действию местной нагрузки характеризуется условиями предельного равновесия и зависит от сопротивления сдвигу. На сопротивление мерзлых грунтов сдвигу влияют род грунта, его температура, внешнее давление и продолжительность действия нагрузки. Мерзлые грунты, как показывают соответствующие эксперименты, можно рассматривать как переуплотненные в процессе промерзания породы, и для них зависимость 2 между сопротивлением сдвига τ (кгс/см ) и нормальным напряжением 2 p (кгс/см ) в общем случае нелинейна, но для практических целей с небольшой погрешностью эта зависимость может приниматься по уравнению Кулона τ = c+tg φ p , (8.66) где c – сцепление, кгс/см ; φ – угол внутреннего трения, град. Эти характеристики для мерзлых грунтов непостоянны и могут сильно изменяться в зависимости от их текстурных особенностей, температуры охлаждения, продолжительности испытания и других факторов. Природа сил трения и сцепления в грунтах и методы определения этих характеристик различными авторами трактуются по-разному. Н. А. Цитович считает, что обычное принимаемое в механике грунтовое разделение общей величины сопротивления сдвигу на внутреннее трение и сцепление является условным, так как природа этих сил принципиально одинакова и обусловлена силами молекулярного взаимодействия. Однако в случае трения эти силы проявляются в сближении агрегатов и частиц грунта, происходящем только в процессе действия нормального давления, что и выражается в увеличении сопротивления сдвигу. Вторая составляющая сопротивлению сдвигу (сцепление) обусловлена молекулярными связями, присущими грунту в данном его состоянии и не зависит от нормального давления. Если же действие нормального давления на грунт изменяет его физическое состояние, обуславливая его уплотнение и упрочнение, то при этом необратимо изменяется и сцепление. Согласно изложенному под трением понимается та часть сопротивления сдвигу, которая непосредственно зависит от нормального давления, а под сцеплением – часть сопротивления сдвигу, которая не зависит непосредственно от нормального давления и изменяется только в связи с изменением физического состояния грунта при его обжатии. В настоящее время имеют распространение три основные методики определения сопротивления сдвигу с последующим разделением на сцепление и трение. Применение той или иной из них обусловливается физическим состоянием испытываемого грунта. 2 75