background image

Akademia Górniczo-Hutnicza  

im. Stanisława Staszica w Krakowie 

 

 

 
 

 

 

Oznaczanie wytrzymałości na ścinanie gruntu ścinarką 

obrotową 

 

 

 

 

                                                         

 

                                                            

 

 

Michał Burtan 

Przemysław Bochenek 

Bartłomiej Więcek 

 

Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu 

Kierunek Górnictwo i Geologia 

Rok studiów II 

Rok akademicki 2011/2012 

background image

1.  Wstęp teoretyczny. 

Badanie Ścinawką obrotową jest bardzo proste i podobne do wgłębnego badania 
spójności gruntu przez ścinanie krzyżakiem. Zasada pomiaru polega więc na badaniu 
siły potrzebnej do wykonania obrotu zagłębionej w gruncie końcówki skrzydełkowej 
ścinarki. Pomiary ścinarką obrotową można przeprowadzić jednak tylko na 
powierzchni gruntu, na ścianach i w dnach wykopów, na próbkach o strukturze 
nienaruszonej. Ścinarkę obrotową można stosować do badań gruntów spoistych 
charakteryzujących się oporem na ścinanie w granicach 0-250 kPa. 

 

2.   Dobór sprzętu: 

Ścinarka ma 3 wymienne koncówki skrzydełkowe (kształtki łopatkowe): TV1- mała, 
TV2-normalna, TV3—duża. Końcówki dobiera się w zależności od stanu gruntu 
warunkującego opór ścinania. Dla gruntów półzwartych i twardoplastycznych stosuje 
się końcówkę małą, dla gruntów w stanie twardoplastycznym i plastycznym końcówkę 
średnią, dla gruntów w stanie miękkoplastycznym i płynnym końcówkę dużą. 
 

 

 

3.  Przebieg zadania. 

 

Wyrównuje się powierzchnię gruntu 

 

W przypadku badania próbek w laboratorium wymiary powierzchni tych 
próbek powinny być nie mniejsze niż podwójna średnica stosowanej 
końcówki. Wyjątek mogą stanowić grunty miękkoplastyczne i płynne, których 
próbki mogą mieć wymiar tylko o 2cm większy niż średnica koncówki. 

 

Wskazówkę na tarczy pomiarowej ścinarki ustawia się w pozycji 0 

 

Ustawiając końcówkę prostopadle do powierzchni gruntu wciska się ją na 
głębokość równą wysokości skrzydełek 

 

Obraca się wolno i równomiernie pokrętłem w kierunku zgodnym z ruchem 
wskazówek zegara, z szybkością około 1 działki na sekundę, aż do ścięcia 
gruntu(moment uzyskania największego oporu) 

 

Według wskazań wskazówki na tarczy górnej ścinarki odczytuje się wartość 
momentu granicznego M

f

 

 

 

background image

4.  Obliczenia: 

Wartość oporu na ścinanie otrzymuje się przez pomnożenie odczytu na tarczy przez 
odpowiednią wartość współczynnika K

TV

, zgodnie ze wzorem 

 

τ

max

=M

f

K

TV

 

gdzie: 
τ

max

 – wytrzymałość na ścinanie (kG*cm

-2

M

– moment graniczny (kG*cm, N*m) 

K

TV

- współczynnik przeliczeniowy = 

  

 

 

 

 

    

 

w którym: D- średnica końcówki(cm) 
                  H-wysokość skrzydełek (cm) 
 

  Pomiar 1. 

 

τ

max

=1,05*1=1,05 [kG*cm

-2

  Pomiar 2. 

 

τ

max

=0,2*1=0,2 [kG*cm

-2

  Pomiar 3. 

 

τ

max

=0,075*2,5=0,188 [kG*cm

-2

  Pomiar 4. 

 

τ

max

=0,125*2,5=0,313 [kG*cm

-2

  Pomiar 5. 

Opór gruntu był za duży i nie byliśmy w stanie go ściąć. 

 

 

5.  Wnioski 

 

Uzyskane przez nas wyniki czterech pomiarów różnią się między sobą. W 

przypadku pomiaru 1. wynik znacząco odbiega od pozostałych. Może to być 
spowodowane niedokładnym umieszczeniem próbki w pierścieniu. Dodatkowo, po 
każdym ścięciu gruntu nie możliwe jest umieszczenie go ponownie w pierścieniu 
identycznie jak przed ścięciem 

 
Jeśli chodzi o wyniki 2,3,4 można przyjąć że z pewnym błędem są one zgodne. 

Wytrzymałość na ścinanie dla badanej przez nas próbki waha się w granicach ~0,2-0,3 
kG*cm

-2

 
Pomiar 5 dokonywany był sprawdzająco przy użyciu końcówki do gruntów w 

stanie miękkoplastycznym, natomiast nasz grunt był w stanie twardoplastycznym i nie 
byliśmy w stanie go ściąć.