Теория упругости Гука — это самая распространённая теория деформирования сплошной среды. Вспомним: между напряжениями и деформацией принята линейная зависимость.
На рисунке ниже в графическом виде показано, что линейная зависимость имеет наклон, определяемый как модуль Юнга или модуль упругости $E_{el}$. Чем больше модуль упругости, тем жёстче материал и меньше деформации.
Модули упругости
Модуль упругости определяет величину только упругой части деформаций. Это означает, что деформации обратимы. Нагружение от точки 0 до точки А и последующая разгрузка до точки 0 показывают полное отсутствие остаточных деформаций. Такое поведение не свойственно грунтам, поэтому в механике грунтов используется понятие модуля общей деформации.
Однако в ряде инженерных задач допускается упругое поведение грунта: дорожные одежды, балластная призма, слои уплотнённых насыпей и дамб и т. п. В этом случае допускается использование упругого поведения.
Упругое поведение может быть задано в наборе свойств грунта или в конкретной стадии расчёта. В первом случае только для конкретного слоя, а во втором — для всей расчётной схемы.
Способы задания упругого поведения в SiO 2D: слева — в свойствах грунтовой модели справа — в настройках расчётной стадии
<aside> <img src="/icons/light-bulb_purple.svg" alt="/icons/light-bulb_purple.svg" width="40px" />
Следует учитывать, что полностью упругое поведение в SiO 2D исключает использование критериев прочности. Расчёты по первой группе предельных состояний — устойчивость, несущая способность и пр. — невозможны.
Кроме того, исключается влияние областей локального предельного состояния (отображается в результатах в виде красных точек) с исчерпанной несущей способностью. См. также: Упругая и линейно-деформируемая модели.
Особенно аккуратно следует моделировать различного рода тонкие слои или покрытия, которые в упругом поведении могут оказывать сильное влияние на расчёты устойчивости.
</aside>
Табличные данные по модулю упругости песчаных и глинистых (разной консистенции) грунтов можно найти в ГОСТ Р 71404-2024. Похожая таблица есть в Пособии по проектированию аэродромных покрытий. Минстрой РФ, М.: 2020.
Модули упругости песчаных грунтов в зависимости от влажности по данным ВСН 26-90 (не действует):
В дорожном строительстве при отсыпке насыпей на торфяные грунты необходимо оценивать упругую осадку. После прохода поезда или автомобиля упругий подъём может приводить к расстройству рельсовой колеи или к образованию трещин в дорожном покрытии.
<aside> <img src="/icons/light-bulb_purple.svg" alt="/icons/light-bulb_purple.svg" width="40px" />
Это касается только торфяных грунтов (внимательно с СП 238.1326000). Погребённые торфы будут сжиматься и квазиупруго подниматься после прохода транспорта. В глинистых грунтах такого поведения нет.
</aside>
Для предварительного назначения модуля упругости погребённого торфа можно воспользоваться Пособием по проектированию автомобильных дорог на слабых грунтах (Росавтодор, 20004):
