А знаете ли Вы, что? слоев установкой динамического нагружения( УДН).
ОБ УГЛЕ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ
В механике грунтов, положенной в основу зарубежных программ типа Plaxis и ГЕО5 МКЭ, для нормально уплотненных грунтов считается, что сцепление равно нулю, а угол внутреннего трения зависит от типа грунта( увеличивается с уменьшением числа пластичности) [ 1 ]. Такое положение не увязывается с представлениями, принятыми в отечественной механике грунтов для инженеров транспортного строительства: глина всегда имеет сцепление.
Все дело в том, что при испытании на срез стандартная интерпретация результатов основана на использовании пиковой прочности( максимальной), а предельная прямая определяется известными параметрами прочности с’, φ’( прямая 1 на рис. И4 справа). Пиковая прочность соответствует малым деформациям( менее 1-5 %) и не характерна для высокопластичных глин( с влажностью на границе текучести более 50 %). Для таких грунтов используется критическая прочность и соответствующий угол трения φcr [ 1 ].
Критическая прочность применяется при расчете напряженно-деформированного состояния грунтовых оснований с помощью семейства моделей Cam-Clay [ 1 ]. На нижнем графике рисунка 1 критическая прочность показана линией 2. Также стоит отметить, что прочность, определяемая пиковым значением при малых величинах напряжений, не имеет линейного характера( на рис. 1 сверху показано пунктирной линией). Поэтому некоторые программы по расчетам устойчивости( например, SLOPE / W) предоставляют пользователю возможность кусочно-линейной аппроксимации или использование не касательного, а секущего угла внутреннего трения.
Помимо критической прочности выделяют остаточную( φrest). Эта прочность остается одинаковой при любом эффективном давлении для нормально уплотненных и переуплотненных глин, она не зависит от истории нагружения и может рассматриваться как фундаментальное свойство глинистых грунтов. Остаточную прочность рекомендуется применять при расчете склонов, уже имеющих определенные подвижки. Список литературы 1. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса. Пенза: ПГУАС, 2008. каждой частицей давления окружающей воды, равнодействующая сила направлена вверх. Таким образом, осуществляется полное взвешивание грунта.
В случае глинистых грунтов их нельзя считать имеющими точечные контакты между частицами, как в песках. Скорее эти контакты в виде площадок, по которым гидростатическое давление не передается. Таким образом, давление окажется меньше, чем в песчаных грунтах, и эффект взвешивания проявится в меньшей степени.
В. А. Флорин предложил учитывать взвешивание для всех грунтов, за исключением плотных глинистых разностей, считается, что в таком случае погрешности расчета идут в запас прочности.
Учет взвешивания грунтов приводит к уменьшению напряжений от собственного веса и снижению устойчивости. При взвешивании грунтов увеличивается мощность активной зоны, вследствие чего возрастает осадка [ 1 ].
Для тех, кто впервые столкнулся с программой Plaxis или начал осваивать ГЕО5, первый вопрос, который вызывает серьезные затруднения, – как задать показатель γsat или удельный вес водонасыщенного грунта. Вся проблема в том, что в классическом представлении( механика грунтов, описываемая Н. А. Цытовичем [ 2 ]) расчет осадки осуществляется для ее конечного состояния, то есть без порового давления и консолидации, а время реализации осадки – отдельная задача. Такой вариант предполагает относительно медленное возведение зданий на не полностью водонасыщенных грунтах( водонасыщенные грунты требуют свайного фундамента). Поэтому расчет напряжений от внешней нагрузки ведется в эффективных значениях, а для этого необходимо знать такую величину как γsb. Программы Plaxis и ГЕО5
МКЭ решает задачу путем определения порового давления, полных и эффективных напряжений, поэтому им требуется такой показатель удельного веса, чтобы можно было все эти расчеты выполнить, а именно γ sat
: где γ s – удельный вес частиц грунта; γ w
– удельный вес воды; n – пористость грунта,
где γ d – удельный вес скелета грунта,
УДЕЛЬНЫЙ ВЕС ГРУНТА γ sat и γ unsat
Водонасыщенные грунты, имеющие в порах свободную воду и минимальную площадь контактов всех частиц, характеризуются восприятием где γ – удельный вес грунта ненарушенной структуры( γ unsat
),
Территория геотехники № 1 / 2016 29