Механические процессы в грунтах.

Рассмотрим механические процессы, возникающие в грунтах при действии местной постепенно возрастающей нагрузки. Пусть на поверхность грунта через жесткий штамп ограниченных размеров прикладывается нагрузка и все время производятся наблюдения за осадками штампа.

В рассматриваемом случае механические процессы будут значительно более сложными, чем, например, описанные ранее при компрессионном сжатии, когда наблюдаются только затухающие деформации, так как любой элемент грунта в компрессионном приборе испытывает только нормальные напряжения без возможности бокового расширения.

При действии же местной нагрузки произвольно выделенный элемент грунта испытывает кроме нормальных и касательные (сдвигающие) напряжения, которые при достижении определенного значения могут вызвать появление местных необратимых скольжений (сдвигов). Поэтому при действии местной нагрузки могут иметь место как затухающие деформации уплотнения, так и (при определенном значении внешней нагрузки) незатухающие деформации сдвига, переходящие при соответствующих условиях в пластическое течение, выпирание, просадку и т. п.

На рис. 4.1, а приведена типичная кривая деформаций грунта при действии на его поверхность местной, возрастающей ступенями нагрузки. Рассмотрим ее несколько подробнее.

Если ступени нагрузки малы и грунт обладает связностью, то первые участки на кривой деформаций будут почти горизонтальны (риг. 4.1,б) где начальный участок дан в увеличенном масштабе), т. е. пока не превзойдена структурная прочность, грунт будет испытывать только незначительные упругие деформации и осадка штампа будет полностью восстанавливаться при разгрузке.

При последующих ступенях нагрузки (или даже при первой, когда будет превзойдена структурная прочность грунта) возникает уплотнение грунта под нагрузкой, т. е. уменьшение пористости грунта в некоторой его области под нагруженной поверхностью.

Рис 4.1 Зависимость между деформациями и давлением при возрастании на-грузки на грунт. а — кривая деформаций при ступенчатом загружении, б — начальный участок кривой деформации

Важно отметить, что, как покидывают результаты непосредственных опытов, всегда существует некоторая величина внешнего давления, при котором грунт лишь уплотняется и приобретает большую сопротивляемость внешним силам.

I фаза II фаза

S=кр S=кⁿр

Теория линейной Теория предельного