Величины касательного и нормального напряжений в момент разрушения грунта

Координаты точки касания определенной прямой к кругу предельных напряжений характеризуют величины касательного и нормального напряжений в момент разрушения грунта, а угол а - положение площадки скольжения в этот момент. Параметры сопротивления сдвигу определяют испытаниями грунтов в приборах на срез или трехосное сжатие.

Для реальных грунтов предельная огибающая имеет криволинейное очертание, поэтому применяемая для расчетов параметров прочности наклонная прямая является удобной аппроксимацией, а получаемые параметры сопротивления сдвигу отражают условия проведения испытания.

Теория прочности Мизеса-Шлейхера-Боткина. Согласно этой теории, материал разрушается при определенном соотношении действующего на октаэдрической площадке касательного напряжения и октаэдрического нормального напряжения.

Теория прочности Гриффитса, или теория хрупкого разрыва, учитывает наличие в теле механически ослабленных мест в виде множества мелких эллиптических трещин. Когда такое тело подвергается простому растяжению, вокруг концов этих трещин, ориентированных нормально к оси растяжения, происходит концентрация напряжений. Длина этих трещин начнет лавинообразно увеличиваться, если скорость высвобождения энергии упругой деформации превысит скорость образования поверхностной энергии в результате образования новых поверхностей при росте трещин. Развитие трещин приводит к взрывному (сопровождаемому шумом) разрушению хрупкого тела.

Иными словами, все процессы разрушения материала определяются интенсивностью поля напряжений в области, окружающей кончик трещины, и характеризуются коэффициентом интенсивности напряжений. Поэтому роль этого коэффициента является определяющей в механике разрушения.

Стремление учесть различный механизм разрушения грунтов, особенно скальных, привело к созданию модифицированной теории Гриффитса, удовлетворительно согласующейся с экспериментальными данными.