Моделирование на эквивалентных материалах

Учитывая, что относительные деформации в натуре и модели должны быть равны между собой, а напряжения отличаются, диаграмма деформируемости е (а) для модельного материала должна повторять диаграмму реального материала с ординатами, уменьшенными.

При моделировании трещиноватых слоистых или блочных скальных массивов необходимо воспроизвести не столько деформируемость скального материала, сколько деформируемость массива в целом. Однако выполнить сразу оба условия практически невозможно, так как размер трещин в натуре и модели не может быть смоделирован в соответствии с геометрическим масштабом и не может быть выдержана интенсивность трещиноватости в пределах отдельных скальных блоков, что неизбежно приводит к искажению их деформируемости. В каждом конкретном случае необходимо определить главный фактор и стремиться к его более точному воспроизведению.

Если складывать модель из блоков различного размера, изготовленных из одного и того же материала, то в каждом случае будет получаться различная деформируемость модельного основания в зависимости от размеров и ориентации блоков. С точки зрения наибольшего приближения к натуре представляется целесообразным иметь блоки возможно меньшего размера, однако это весьма усложняет работу, так как число блоков растет в кубической пропорциональности и затрудняется установка контрольно-измерительной аппаратуры в самих блоках и между ними.

В то же время укрупнение блоков, во-первых, может привести к искажению общей картины деформируемости, а во-вторых, может проявиться влияние масштабного эффекта (в зависимости от относительных размеров блоков по сравнению с опорной поверхностью сооружения). Как показывают исследования, для снижения этого влияния размер блока в основании не должен превосходить 0,1 ширины пяты сооружения и его подошвы.

Если изучается напряженное состояние сооружения, а не его скального основания, то моделирование последнего целесообразно выполнять из сплошных материалов соответствующей деформируемости, так как в этом случае воспроизведение блочного строения основания вызовет неоправданное усложнение модели.