модуль сдвига при малых деформациях.

Www.buroviki.ru/modul_deformacii_gruntov.html

Определение модулей деформации грунтов

В качестве основных дефомативных характеристик грунтов в отечественной и мировой практике используются характеристики, соответствующие параметрам линейно-деформируемой среды: модуль деформации и коэффициент Пуассона (поперечной деформации). В монографии Т. Лунна и др. обращается внимание на то, что модуль деформации реальных грунтов (особенно глинистых) зависит от большого числа факторов, в том числе истории уплотняющих нагрузок (недоуплотненные, нормально уплотненные, переуплотненные грунты), стадии работы грунтов основания, условий дренирования, направлений действия напряжений. В соответствии с этим в мировой практике чаще всего выделяют:

- модуль деформации при дренированном нагружении,

- модуль деформации при недренированном (обычно быстром) нагружении,

модуль сдвига при малых деформациях.

Наряду с этими характеристиками может использоваться коэффициент сжимаемости функционально связанный с модулем деформации при дренированном нагружении. При необходимости определения скорости и продолжительности развития осадок используется коэффициент консолидации. В расчетах оснований гибких фундаментов часто используется «коэффициент постели», отражающий не только деформативность основания, но и особенности надземных или подземных конструкций, особенности расчетной схемы и проч., в связи с чем он устанавливается не изыскателем, а проектировщиком непосредственно в ходе проектирования.

Коэффициент поперечной деформации как в отечественной, так и зарубежной практике инструментально определяется редко (стабиломстром), в большинстве случаев он устанавливается косвенно, по таблицам, без специальных испытаний.

Определение модуля деформации Е при дренированном нагружении является наиболее важной задачей, так как для проектирования большинства объектов достаточно знание именно такого модуля деформации. В отечественной изыскательской практике при оценке деформативности грунтов статическое зондирование используется, как правило, только для оценки «дренированного» модуля деформации, так как необходимость определения модуля упругости или модуля сдвига возникает крайне редко. Тем не менее в зарубежной практике зондирование иногда используется для определения и модуля упругости, и модуля сдвига, а при наличии пьезоконусов определяются коэффициенты консолидации, что будет рассмотрено ниже.

Эмпирические зависимости, связывающие результаты зондирования с модулем деформации, отличаются особым многообразием. Как уже отмечалось в разделе, число таких зависимостей исчисляется десятками. Каждая эмпирическая зависимость представляется достаточно надежной лишь в определенном диапазоне грунтовых условий, причем общепринятых критериев разграничения таких диапазонов пока не выработалось. В России и странах СНГ явное предпочтение отдается генетическим признакам (например, четвертичные аллювиальные, флювиогляциальные, элювиальные; юрские и т.д.). Зарубежные специалисты обычно не отрицают и используют подобный подход, но чаще ориентируются на более очевидные признаки, например на территориальное положение грунтов (глины Северного моря, береговые норвежские глины и т.д.), на состав грунта, сосредоточиваясь на его специфике (опесчаненные или пылеватые супеси, чувствительные глины, заиленные пески и т.д.). Очень большое внимание уделяется истории уплотнения грунта, т.е. действовавшим в процессе геологической истории природным давлениям (грунты нормально уплотненные, переуплотненные и т.д.)- Для песков часто в качестве критерия выступает не только гранулометрический, но и минералогический состав (кварц, полевой шпат и т.д.).

Многообразию эмпирических формул способствует недостаточная определенность самой величины модуля деформации, которая при различных испытаниях получается различной. Например, модули деформации, получаемые при испытании в одометре (компрессионном приборе), оказываются, как правило, в несколько раз меньше получаемых при полевых испытаниях штампом. При этом параметры используемого испытательного оборудования тоже могут влиять на получаемые результаты (например, размеры штампа). В отечественной практике определения модуля деформации грунта в качестве эталона принимаются результаты, получаемые штампом площадью 5000 см2. По ним корректируются результаты других испытаний, в первую очередь лабораторных испытаний в одометре. Для объектов пониженного уровня ответственности (третий уровень ответственности) российские нормы допускают корректировку компрессионных модулей табличными коэффициентами без проведения штамповых испытаний. Естественно, что эмпирические формулы, основанные на сопоставлении сопротивлений зондированию с модулями деформации, получаемыми разными методами, могут существенно различаться.

В отечественной и мировой практике до настоящего времени наиболее распространенным методомопределения модуля деформации остаются компрессионные испытанияв одометре, которые по своей простоте превосходят другие методы испытаний. Корректировка компрессионных модулей, являющаяся согласно СП 11-105-97 обязательной в РФ, в зарубежной практике обязательной не является и проводится не всегда. По этой причине за рубежом компрессионным модулям уделяется значительное внимание, проведено много работ по выявлению эмпирических зависимостей между такими модулями и сопротивлениями зондированию.