В статье приводится информация о принципе опорного модуля деформации (как компрессионного, так и трехосного), который используется в модели HardeningSoil и ее производных. Этот принцип основан на теории расчета осадок Янбу и описании зависимости между напряжениями и деформацией на основе постоянной – модуля Янбу (этот метод мало известен в нашей стране).
Принцип опорного модуля позволяет на основе несложной обработки лабораторного испытания получить опорные значения модулей деформации (которые могут не иметь отношения ни к бытовым, ни к суммарным напряжениям) и, отталкиваясь от них, определять измененное значение модуля деформации для конкретного (любого) напряженного состояния.
Напомним, что в статье рассматриваются исключительно математические принципы работы модели грунта hs. Правомерность использования этих принципов на практике должна быть определена на основе правильно проведенных испытаний грунтов квалифицированным специалистом инженером-геологом.
Специалистам известно, что в модели HardeningSoil и ее производных используется принцип опорного модуля деформации (как компрессионного, так и трехосного). Этот принцип основан на теории расчета осадок Янбу и описании зависимости между напряжениями и деформацией на основе постоянной – модуля Янбу (этот метод мало известен в нашей стране).
Принцип опорного модуля позволяет на основе несложной обработки лабораторного испытания получить опорные значения модулей деформации (которые могут не иметь отношения ни к бытовым, ни к суммарным напряжениям) и, отталкиваясь от них, определять измененное значение модуля деформации для конкретного (любого) напряженного состояния.
Рис. 1. Графическое представление принципа опорного давления в компрессионных испытаниях
Рис. 3. Принцип выбора опорного давления
Из рисунка следует, что опорное давление Pref не привязано к глубине отбора образца, поскольку вертикальные и горизонтальные напряжения на одной глубине в большинстве случаев не равны между собой. Для трехосного испытания (стабилометр) справедливо σ3=Pref (давление обжатия до начала девиаторного нагружения), а для компрессионных испытаний (одометр) σ1=Pref. Сопоставление испытаний показано на следующих примерах.
Пример 1. Грунт с
Рис. 4. Графическая интерпретация понятия опорная жесткость (Pref=100 кПа)
Из рисунка видно, что для песчаного грунта с параметрами, приведенными на рисунке 5, условие равенства
Рис. 5. Параметры модели для примера 1
По формулам (1) и (2) модель производит вычисления для пересчета жесткости, соответствующей текущему уровню напряжений. В графической форме результаты показаны на рисунке 6 в виде трехосных испытаний уже при давлении всестороннего обжатия σ3=300 кПа.
Рис. 6. Совмещенные графики испытаний для давления 300 кПа
Для наглядности на рисунке 7 показаны все четыре испытания в одной координатной сетке. В правой части рисунка, на выноске линий секущих модулей, видно,
что опорные
модули (
Рис. 7. Сопоставление опорной жесткости и жесткости при другом напряжении
Таким образом, из рисунка 7 следует, что модель HS учитывает возрастание как сдвиговой, так и объемной жесткости грунта при увеличении действующих напряжений (например, с глубиной). При этом равенство жесткостей в модели сохраняется.
Пример 2. Грунт с
Рис. 8. Параметры модели для примера 2
На рисунке 9 показаны совмещенные результаты испытаний при опорном давлении Pref=100 кПа. Принцип единого значения опорного давления сохраняется.
Рис. 9. Пример для грунта с
Линии секущих модулей, показанные в правой части рисунка, иллюстрируют факт различия одометрического и трехосного модуля. Модель позволят прогнозировать поведение грунтов как с равными жесткостями, так и с различными, это зависит от результатов лабораторных испытаний.
Заключение
В этом обзоре показано, что современная модель грунта HardeningSoil использует переменное значение модуля деформации, а при проведении испытаний грунта в лаборатории не требует информации о нагрузках от сооружения, т.е. представляет собой универсальный механизм автоматизированного вычисления деформаций.
В следующей части будет рассмотрен принцип выбора (назначения) опорного давления и сопоставительные примеры.
наверх
Поделиться
Поделиться
Скопировать ссылку
Оформить подписку