Механические модели грунтов hardening soil и soft soil

Постоянное усложнение инженерных задач строительства, а также условия рыночной экономики требуют от профессионального сообщества постоянного совершенствования методов проектирования оснований сооружений. Разрабатываются новые механические модели, позволяющие выполнять достоверные расчеты самых сложных объектов и получать экономически выгодные решения.
Вместе с тем, та же рыночная экономика приводит к тому, что за сложные геотехнические расчеты берутся организации, которые не в состоянии их выполнить, не обладая ни необходимым оборудованием, ни достаточными знаниями.

Модель упрочняющегося грунта
Модель упрочняющегося грунта является наиболее универсальной и подходит для моделирования многих разновидностей грунтов оснований. Главной особенностью модели HS является принятая гиперболическая зависимость между вертикальной относительной деформацией σ1 и девиатором напряжений (σ1 - σ3) при первичном трехосном нагружении. При этом при разгрузке и повторном нагружении эта зависимость принимается линейной

Модель упрочняющегося грунта при малых деформациях
В модели упрочняющегося грунта предполагается, что изменение жесткости происходит только при первичном нагружении. При разгрузке или повторном нагружении модель HS ведет себя по линейно-упругому закону. При необходимости учета нелинейности деформаций на ветви разгрузки/повторного нагружения используется модификация модели HS – модель упрочняющегося грунта при малых деформациях (Hardening Soil Small-strain – HSS), в которой устанавливается дополнительная гиперболическая зависимость между напряжениями и деформациями при малых относительных деформациях ( ε1<10-3)

Модель слабого грунта
Модель слабого грунта (Soft Soil – SS) основана на хорошо известной модели Кэм-клэй (Cam-Clay), но основана на объемной деформации, а не на изменении коэффициента пористости, что более удобно с точки зрения механики. Основной идеей модели SS является использование логарифмической зависимости между объемной деформацией и средним эффективным напряжением p’.

Модель слабого грунта с учетом ползучести
При строительстве на слабых основаниях либо при передаче значительных нагрузок на переуплотненные грунты осадки вследствие ползучести могут быть значительными и требуют прогноза. С этой целью была разработана модификация модели SS, учитывающая ползучесть (Soft Soil Creep – SSC). Принципиальное отличие модели SSC заключается во введении дополнительного параметра μ* – модифицированного индекса ползучести. В остальном она не имеет отличий от описанной выше модели SS.

Однако,при обработке данных испытаний,необходимо выполнить дополнительные действия.
По горизонтальной оси откладываются не вертикальные напряжения,а средние.

График компрессионного сжатия

Рассматриваемый вес в первичном или повторном напряжении

График достижения исторического давления

Разгрузка модели до достижения исторического давления
Входными параметрами моделями являются модуль деформации при разгрузке повторного напряжения и коэффициент Пуассона при разгрузке повторного напряжения