<на главную>

В SiO 2D можно использовать особое поведение при разгрузке и повторном нагружении. На рисунке показаны два характерных параметра сжимаемости грунтов:

1. Модуль общей деформации $E_0$ — наклон линии, осредняющей кривую сжимаемости, при этом учитываются и упругие $ε_e$, и остаточные $ε_0$ деформации. Отсюда название «модуль общей деформации».
2. Модуль упругости, обозначаемый индексом «ur» (unloading-reloading) — модуль разгрузки и повторного нагружения, описывающий только упругие деформации $ε_e$.

Рис. 1. Параметры сжимаемости грунта на кривой нагружения и разгрузки

По наклону линий $E_0$ и $E_{ur}$ можно судить, что модуль первичного нагружения или модуль деформации, меньше, чем модуль повторного нагружения или модуль упругости:

$$ E_0<E_{ur} $$

<aside> <img src="/icons/light-bulb_purple.svg" alt="/icons/light-bulb_purple.svg" width="40px" />

При повторном нагружении формируется так называемая петля гистерезиса, которая в этой заметке не рассматривается.

</aside>

Широко используемое в расчётах по методу конечных элементов решение смешанной задачи теории упругости и теории пластичности требует минимального объёма исходных данных: $E$, $v$, $c$, $φ$ и $γ$. Однако такая модель, показанная на рисунке 2 слева (см. ниже), обеспечивает поведение только при первичном нагружении (0-1) и предельном состоянии (1-2). При разгрузке или повторном нагружении (2-3 и 3-4) расчёт будет некорректным. Это связано с тем, что упругие деформации значительно меньше остаточных (полных), а использование только одного модуля не позволяет модели правильно показать упругую разгрузку и повторное нагружение.

Правильное поведение показано на рисунке 2 справа, где разгрузка (2-3) и повторное нагружение (3-4) происходят по более крутому наклону линии, то есть по модулю упругости $E_{ur}$.

Рис. 2. Поведение модели упругого идеальнопластического деформирования для варианта с одним модулем (слева) и с двумя модулями (справа)

Чтобы задать упругое поведение, необходимо в SiO 2D в окне материалов и свойств для грунтовой модели активировать опцию «Упругая разгрузка/нагрузка» и задать соответствующее значение модуля упругости:

Рис. 3. 3адание второго модуля упругости

Сравним работу двух моделей. На рисунке ниже показан расчёт котлована (экскавация грунта) для обычной модели с одним модулем — модулем деформации $E_{def}$.

Рис. 4. Условный пример работы модели с одним модулем