Геотехнические расчёты, как правило, начинаются с определения природного напряжённого состояния (ПНС). Для этого используется стадия с условным номером 0 — «Начальная».

Все объекты и атрибуты расчётной схемы при первом переходе на вкладку «Стадии» на стадии «Начальная» деактивированы:

Пример проекта после перехода в режим «Стадии»: на стадии «Начальная» все объекты и атрибуты не активны

Формирование поля начальных напряжений требуется в большинстве геотехнических задач. Для грунтовых массивов начальные напряжения считаются природными, сформированными за длительное геологическое время. Задача пользователя — смоделировать ПНС, которое характеризуется начальным вертикальным эффективным напряжением $σ^{'}{v,0}$ и связанным с ним начальным горизонтальным напряжением $σ^{'}{h,0}$.

Соотношение вертикальных и горизонтальных напряжений определяется коэффициентом бокового давления в состоянии покоя $K_{0}$. Величина коэффициента бокового давления $K_{0}$ зависит от степени литификации грунтов, которая определяется коэффициентом переуплотнения $OCR$ по разделу 9 СП 22.13330; СП 23.13330 и другим документам.

В текущей версии SiO 2D параметр $OCR$ пока не используется, поэтому для переуплотнённых грунтов рекомендуется задавать коэффициент бокового давления $K_{0}$ по имеющимся исходным данным напрямую. Подробнее: Параметры: Природное напряжённое состояние.

<aside> <img src="/icons/report_blue.svg" alt="/icons/report_blue.svg" width="40px" /> Рекомендуется сначала выполнить расчёт генерации начальных напряжений, проанализировать полученный результат и только после приступать к выполнению основного расчёта.

</aside>

Формирование напряжённого состояния грунтовых массивов происходит под воздействием разнообразных факторов. Все эти факторы и их влияние должны быть согласованы с инженером-геологом перед выполнением расчёта, и совместно принято решение о варианте моделирования природных напряжений. В ряде случаев может потребоваться создать дополнительные стадии расчёта до основных, чтобы сформировать требуемое напряжённое состояние.

<aside> <img src="/icons/arrow-right_blue.svg" alt="/icons/arrow-right_blue.svg" width="40px" /> При необходимости расчёт «Начальной» стадии может быть произведён с уже существующими сооружениями, чтобы создать необходимое поле распределения напряжений. В таких случаях нужно использовать тип расчёта «Деформации и напряжения», а также проверить выполнение условия равновесия: минимум красных точек предельного состояния (SiO 2D Viewer: Напряжения → «Точки состояния») и достаточный запас устойчивости по коэффициенту запаса на стадии «Предельное состояние» (Расчёт «Предельное состояние»).

</aside>

Для расчёта напряжений на стадии «Начальная» предусмотрены два варианта:

Напряжения по $K_{0}$

Расчёт горизонтальных напряжений производится с использованием заданного пользователем коэффициента бокового давления $K_{0}$. При этом деформации не определяются, а напряжения строго вертикальные и горизонтальные. Касательные напряжения отсутствуют.

Вариант подходит только для относительно ровных поверхностей и слоёв без перепада, а также для УГВ, близких к горизонтальным (субгоризонтальное залегание грунтовых вод).

Подробнее: Расчёт «Напряжения по K0».

Деформации и напряжения

Позволяет рассчитать горизонтальные напряжения в зависимости от вертикальных или рассчитать соотношение главных напряжений при наличии касательных через коэффициент бокового давления, который определяется по коэффициенту поперечного расширения $v$.

<aside> <img src="/icons/report_blue.svg" alt="/icons/report_blue.svg" width="40px" />

В этом варианте расчёта параметр $K_{0}$ из набора свойств для грунтовых моделей не используется.

</aside>

Вариант подходит только для случаев с $K_{0}$<1, так как большие значения требуют задания $v$>0.5.

Подробнее: Расчёт «Деформации и напряжения».