Другой взгляд
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЗЕРНИСТОЙ СРЕДЕ , В ТОМ ЧИСЛЕ АРМИРОВАННОЙ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИМИ МАТЕРИАЛАМИ
В статье рассмотрены особенности распределения вертикальных напряжений в армированном слое зернистого материала . Представлен сравнительный анализ данных полученных экспериментальным путем и аналитическим на основе теории зернистых сред и теории упругости . Предложен новый подход к аналитическому учету особенностей формирования структуры армированного слоя на разных этапах его уплотнения при помощи промежуточных коэффициентов распределительной способности . Даны общие рекомендации по перспективным направлениям в изучении эффективности армирования слоев зернистого материала . редакция журнала « ТГ »
Введение
Эффективность армирования геосинтетическими материалами слоёв из зернистого материала проверена и доказана многочисленными экспериментальными работами в полевых и лабораторных условиях . Но , к сожалению , на сегодняшний день нет расчетной модели и математического аппарата , достаточно полно описывающих природу армированного слоя зернистого материала для целей расчетно-теоретического обоснования проектных решений .
В теории деформации слой сыпучего материала рассматривается как сплошной и изотропный , а связь между вертикальными и горизонтальными напряжениями выражается через коэффициент бокового давления грунта , зависящий от коэффициента Пуассона , не учитывающего всех особенностей природы дискретной среды . Эпюры распределения по глубине горизонтальных напряжений по боковым граням модели представлены на рисунке 1 . При этом наличие армирующих прослоек никак не влияет на характер распределения горизонтальных напряжений от собственного веса грунта ( рис . 1 а ). В случае б ) разница обуславливается перестройкой сетки модели при добавлении армирующего элемента .
Согласно [ 1 ] горизонтальные напряжения связаны с вертикальными в общем виде тоже через коэффициент бокового давления , но изменяющийся по глубине . Это связано с тем , что в массиве частицы не имеют одинаковой геометрической формы , « упакованы » друг относительно друга случайным образом и между ними возникают силы трения разные по величине . Таким образом , частица передает усилия не на две нижележащие частицы , а на их большее количество . Очевидно , что при учете особенностей структуры зернистого слоя эпюра горизонтальных напряжений будет выглядеть иначе ( рис . 3 ). На рисунке 2 представлена компьютерная модель зернистой среды , выполнен-
Рис . 1 . Распределение горизонтальных напряжений на границах модели ( на основе моделирования в программном комплексе Plaxis 2D ): а ) – до приложения нагрузки ; б ) – после приложения нагрузки
Территория геотехники № 1 / 2016 21