Voor het uitvoeren van ongedraineerde stabiliteitsanalyses c.q. voor de schuifsterkte van slecht doorlatende grondlagen wordt gebruik gemaakt van ongedraineerde schuifsterkte eigenschappen. Uitgaande van de SHANSEP-werkwijze zijn dit de ongedraineerde schuifsterkte ratio S, de sterkte toename exponent m en de overconsolidatieratio OCR of grensspanning σ’_vy.

In de eerste stap van het stapsgewijs bepalen van de sterkteparameters wordt meestal uitgegaan van standaardwaarden, zie: Stapsgewijs bepalen ongedraineerde schuifsterkteparameters. Zo ook voor de ratio S.

Een meer toegespitste ongedraineerde schuifsterkte ratio S (stap 3) wordt in het laboratorium bepaald op ongestoorde grondmonsters met ongedraineerde triaxiaalproeven met anisotrope consolidatie of met direct simple shear proeven. De triaxiaalproeven zijn toepasbaar voor klei; voor veen zijn direct simple shear proeven het beste alternatief. Voor het bepalen van de ongedraineerde schuifsterkteratio S bestaan verschillende procedures. Zij maken gebruik van normaal geconsolideerde monsters, of van overgeconsolideerde monsters, of gaan uit van monsters met een opgelegde OCR Overconsolidatieratio [-]. Die laatste methode wordt ontraden. Zie verder Normaal geconsolideerde ongedraineerde schuifsterkte ratio S Normaal geconsolideerde ongedraineerde schuifsterkteratio [-].

Voor het bepalen van de sterkte toename exponent m en de overconsolidatieratio OCR of grensspanning σ’_vy wordt verwezen naar de artikelen Sterktetoename-exponent m en Bepalen grensspanning, POP en OCR uit schuifsterkteparameters.

Voorbeelden

Aan de hand van een aantal figuren wordt aangegeven hoe de triaxiaalproeven en direct simple shear proeven worden geïnterpreteerd om te komen tot een ongedraineerde schuifsterkte ratio.

Triaxiaalproeven op zware klei

In figuur 1 is de ratio t_d Halve deviatorspanning (σ’₁ – σ’₃) / 2 [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] uit triaxiaalproeven op Gorkum klei uitgezet tegen de axiale rek ε_a Axiale rek [%]. Hierin is t_d Halve deviatorspanning (σ’₁ – σ’₃) / 2 [kN/m²] = s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] = (σ’_v Verticale effectieve spanning [kN/m²] - σ’_h Horizontale effectieve spanning [kN/m²])/2 en σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] is de consolidatiespanning voor de betreffende proef. Daarmee is t_d Halve deviatorspanning (σ’₁ – σ’₃) / 2 [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] gelijk aan s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²]. Een andere veel voorkomende aanduiding is f_undr Frequent gebruikt alternatief symbool voor de ongedraineerde schuifsterkte s_u [kN/m²]. Voor f_undr Frequent gebruikt alternatief symbool voor de ongedraineerde schuifsterkte s_u [kN/m²] geldt dat dit ook gelijk is aan t_d Halve deviatorspanning (σ’₁ – σ’₃) / 2 [kN/m²] en aan s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]_. Dit geldt ook bij anisotroop geconsolideerde proeven.

Bij het interpreteren van de laboratoriumproeven is het in de eerste plaats van belang onderscheid te maken tussen normaal geconsolideerde proeven en overgeconsolideerde proeven. De proeven 59D, 56C en 91D in figuur 1 zijn normaal geconsolideerde proeven (geconsolideerd bij een verticale spanning ruim hoger dan de grensspanning σ’_vy Grensspanning [kN/m²], zodat de overconsolidatieratio OCR Overconsolidatieratio [-] = 1,0). OCR Overconsolidatieratio [-] is het quotiënt van de grensspanning σ’_vy Grensspanning [kN/m²] en de in situ verticale effectieve spanning σ’_vi In situ verticale effectieve spanning [kN/m²].

De overige proeven zijn proeven op overgeconsolideerde monsters (geconsolideerd bij de in situ effectieve verticale spanning σ’_vi In situ verticale effectieve spanning [kN/m²] en OCR Overconsolidatieratio [-] > 1,0). De overconsolidatieratio OCR Overconsolidatieratio [-] kan worden afgeleid uit CRS-testen. De OCR Overconsolidatieratio [-] van de overgeconsolideerde proeven is in dit voorbeeld kleiner dan 2,0. Bij waarden van OCR Overconsolidatieratio [-] groter dan 2,0 vertoont grond dilatant gedrag.

De ligging van de spannings-rek-verlopen van de proeven in de grafiek is in overeenstemming met de mate van overconsolidatie van de monsters. De normaal geconsolideerde waarde van de ratio s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] in de grafiek is 0,25. Dit is de waarde van t_d Halve deviatorspanning (σ’₁ – σ’₃) / 2 [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] bij 25% axiale rek bij de normaal geconsolideerde proeven 59D, 56C en 91D.

In figuur 2 is de ongedraineerde schuifsterkte s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] uit dezelfde negen triaxiaalproeven op Gorkum klei, zie figuur 1, uitgezet tegen de consolidatiespanning σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] van de triaxiaalproeven. De regressielijn door de resultaten van de drie normaal geconsolideerde proefstukken heeft de richtingscoëfficiënt 0,25. Deze waarde van de normaal geconsolideerde ongedraineerde schuifsterkteratio (s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²])_nc van deze klei komt overeen met de waarde in Figuur 1, waarin s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] is uitgezet tegen de axiale rek ε_a Axiale rek [%]. De resultaten van de overgeconsolideerde triaxiaalproeven liggen iets boven de regressielijn van de normaal geconsolideerde proefresultaten.

Direct simple shear proeven op Hollandveen

Voor Hollandveen volgt een zelfde serie grafieken als voorbeeld. Het betreft hier resultaten van direct simple shear testen.

In figuur 3 is de ratio τ_h In een direct simple shearproef opgelegde schuifspanning [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] ofwel s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] uit de direct simple shear proeven op Hollandveen uitgezet tegen de schuifrek γ Schuifrek [-]. De proeven 98C en 99D zijn normaal geconsolideerde proeven. De overige proeven zijn overgeconsolideerde proeven. De normaal geconsolideerde waarde van de ratio s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] volgens de resultaten van de direct simple shear proeven is 0,33.

In Figuur 4 is de ongedraineerde schuifsterkte s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²] uit de direct simple shear proeven op Hollandveen uitgezet tegen de consolidatiespanning σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] van de direct simple shear proeven. De regressielijn door de resultaten van de acht normaal geconsolideerde direct simple shear proeven heeft de richtingscoëfficiënt 0,36. Deze waarde van de normaal geconsolideerde ongedraineerde schuifsterkteratio (s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²])_nc van veen komt ongeveer overeen met de waarde in figuur 3, waarin s_u Ongedraineerde schuifsterkte [kN/m²]/σ’_vc Verticale effectieve consolidatie-spanning [kN/m²] is uitgezet tegen de schuifrek γ Schuifrek [-]. De resultaten van de overgeconsolideerde proeven liggen weer iets boven de regressielijn van de normaal geconsolideerde proefresultaten.