Прочность грунтов

Изменение свойств грунтов при повторных воздействиях напряжений малой амплитуды, приближающихся к пределу упругости, удобно рассмотреть в координатах касательное напряжения т - деформация сдвига v при крутильных испытаниях.

При первом нагружении получают график зависимости, который может быть охарактеризован следующими параметрами: при величине сдвиговой деформации, стремящейся к нулю, получим максимальный (касательный) модуль сдвига G, который будет характеризовать упругие свойства грунта. При больших деформациях, свидетельствующих о начале необратимых, сдвиговых перемещений, процесс будет отражаться секущим модулем сдвига G, величина которого будет уменьшаться с ростом у, т. е. G = G(у). Таким образом, в разупрочняющемся при сдвиге грунте при данном значении касательного напряжения получим деформацию, которая будет представлять сумму упругой и пластической деформации.

Способность грунтов деформироваться под действием внешних усилий без разрыва сплошности или накопления недопустимо больших деформаций называется прочностью. При определенной величине напряжений в грунте накапливаются значительные деформации и он разрушается. В этом случае говорят о потере прочности грунтом в результате сдвига или разрыва. При сдвиге одна часть грунта смещается относительно другой под действием касательных напряжений, которые преодолевают силы трения и сцепления грунта вдоль площадок скольжения. Необходимые для сдвига величины деформации зависят от вида грунтов и могут измеряться от нескольких миллиметров для скальных грунтов до десятков сантиметров для глинистых.

Разрушение грунта путем разрыва происходит под действием нормальных растягивающих напряжений при малых деформациях, близких по величине к упругим.

Для оценки прочности грунтов пользуются результатами испытаний образцов на сдвиг, растяжение, сжатие и кручение, а для того чтобы судить о прочности массива грунта - теориями прочности, которые также называются теориями предельных напряженных состояний.