<aside> <img src="/icons/list_gray.svg" alt="/icons/list_gray.svg" width="40px" /> Содержание
</aside>
Что нужно знать о недренированной прочности:
Недренированная прочность или недренированное сопротивление сдвигу обозначается в программе SiO 2D как $c_u$: нижний индекс $u$ от англ. undrained «недренированный». В других программах и литературных источниках встречается обозначение $s_u$, что можно считать одним и тем же.
Недренированная прочность $c_u$ — это характеристика, определяющая прочность грунта в виде обобщённого сцепления, при этом недренированный угол трения равен нулю: $φ_u$ = 0, то есть можно записать, что $𝜏$ = $c_u$.
В задачах расчётов и проектирования дорожных насыпей, гидротехнических дамб и других сооружений, возводимых на слабых грунтах, недренированная прочность используется только для оценки нестабилизированного состояния, то есть до начала фильтрационной консолидации и упрочнения грунтов. По смыслу эту прочность можно представить как грунт, не имеющий внутреннего трения. Силы трения снимаются за счёт наличия избыточного порового давления при нагружении.
Для оценки прочности специфических грунтов в виде жирных глин, илов и других подобных использование недренированной прочности предпочтительно, поскольку в таких грунтах силы трения с глубиной могут проявляться весьма слабо. Расчёты устойчивости при использовании недренированной прочности показывают достаточно глубокие и вытянутые (протяжённые) поверхности скольжения, что связано с отсутствием влияния сил трения.
Недренированная прочность для слабых грунтов означает мгновенное нагружение, то есть отсутствие консолидации и упрочнения. Для сооружений относительно высоких, которые в действительности возводятся какое-то время, такой подход является консервативной (надёжной) оценкой, поскольку пренебрегается ростом прочности в процессе начавшейся консолидации при строительстве. С другой стороны, условия фильтрации могут быть такими, что консолидация не начнётся — в таком случае расчёт по недренированной прочности будет обычной оценкой надёжности.
В задачах расчёта ограждений котлованов или причальных стен на слабых основаниях эта характеристика позволяет оценить текущее состояние грунтового слоя и его текущую прочность, то есть без учёта каких-либо изменений или упрочнения, как это происходит в задачах нагружения.
Недренированная прочность — это характеристика в полных напряжениях. Это означает, что, используя $c_u$, необходимо оперировать полными, а не эффективными напряжениями.
Получить недренированную прочность можно по результатам полевых испытаний: крыльчатка по СП 11.105-97 Часть III или из статического зондирования путём корреляций. Необходимо получить профиль недренированной прочности по глубине.
В лаборатории $c_u$ получают из испытаний на трёхосное сжатие по неконсолидированно-недренированной (НН) схеме (ГОСТ 12248.3-2020) и в приборе простого сдвига (многоплоскостной срез) по ГОСТ Р 71042-23. В этом случае также нужно получить профиль по глубине слоя или массива за счёт нескольких образцов с разных глубин.
<aside> <img src="/icons/light-bulb_blue.svg" alt="/icons/light-bulb_blue.svg" width="40px" />
Прибор одноплоскостного среза, широко применяемый в РФ, не позволяет получить недренированное сопротивление сдвигу из-за конструктивных особенностей. Получение таких характеристик, как $c_{нач}$ и $φ_{нач}$ (по схеме быстрого сдвига), использовавшихся в прошлом столетии для оценки слабых грунтов, исключили в действующем сегодня ГОСТ 12248.1-2020.
</aside>
Недренированное сопротивление сдвигу у нормально уплотнённых грунтов растёт с глубиной. В геотехнике используется понятие коэффициента недренированного сдвига в виде отношения $c_u/σ'v$ . Относительно типичное значение этого показателя 0,3 означает прирост сопротивления сдвигу на 0,3⋅($γ{sat}$−10) на каждый метр глубины.
Для переуплотнённых грунтов сопротивление сдвигу повышается. Анализ измерения полевыми методами по глубине может показывать постоянное значение $c_u$ на глубину до нескольких метров, что связано с переуплотнением.
В геотехнике недренированная прочность играет важную роль и благодаря взаимозависимостям с другими показателями позволяет получать, например, величину осадки. Основополагающей теорией является теория SHANSEP: Stress History and Normalized Soil Engineering Properties.
Подробно про полевые методы можно прочитать в книге Г. Г. Болдырева:
Книги и методические пособия по испытанию грунтов, механических и динамических свойств