Po co mierzyć małe odkształcenie
Ostatnie prace pokazują raczej zaskakujące odkrycia, że grunty mogą być równie kruche jak skały oraz że zrozumienie ich zachowania się przy odkształceniach ścinających na poziomie poniżej 0,05 % jest bardzo ważne. Wielkość K-zero (K0) dla normalnie skonsolidowanych glin może w aparacie trójosiowym osiągnąć wytrzymałość szczytową przy odkształceniach osiowych już na poziomie 0,1 %. Co więcej, nawet gdy próbka nie wykazuje kruchego zachowania, odkształcenia przed uplastycznieniem są zwykle bardzo małe (j.w.).
Po co mierzyć odkształcenie lokalnie na badanej próbce?
W konwencjonalnym badaniu trójosiowym, między niesmarowanymi końcami badanej próbki a płytami dociskowymi aparatu pomiarowego powstaje tarcie powierzchniowe. Końce są zatem utwierdzone bocznie, a zatem również i pionowo. Badana próbka odkształca się wobec tego nierównomiernie i gradient odkształcenia osiowego i promieniowego wynosi na końcach zero, a w środku osiąga maksimum.
Powszechnie sądzi się, że próbki do badań trójosiowych, których wysokość jest dwa razy większa od średnicy wykazują strefy skrajne, które będą mniej lub bardziej utwierdzone, natomiast środkowa, jedna trzecia część próbki będzie mniej lub bardziej nieutwierdzona. Jest zatem bardzo pożądane, aby odkształcenia promieniowe i osiowe mierzone były w tym obszarze lokalnie, gdyż tylko wtedy wyznaczane moduły odkształcenia będą miały rzeczywiste wartości.
Pomiar odkształcenia osiowego wykonany w oparciu o względny ruch między kopułką a podstawką obarczony jest błędami dopasowania. Błędy te wynikają z trudności uzyskania na próbce trójosiowej idealnie płaskich, równoległych i gładkich końców. Kopułka spoczywa na chropowatościach badanej próbki lub styka się z nią niedokładnie, być może na krawędzi próbki. Na skutek tego 'punktowego' efektu obciążania próbki wystąpi taka sytuacja, że w trakcie wczesnej fazy ściskania, tj. dopóki kopułka nie zostanie właściwie osadzona, nastąpi szybkie odkształcenie próbki.
