Основные используемые модели грунтов позволяют разделять упругое и упругопластическое поведение:

• Упругое поведение означает, что прикладываемая нагрузка вызовет только упругие деформации, а после её снятия все деформации будут обратимыми.
• Упругопластическое поведение при нагружении приведёт к большим значениям перемещений, поскольку деформации включают в себя как упругие, так и остаточные. После снятия нагрузки упругие деформации исчезнут, но остаточные деформации останутся.

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

Иллюстративные примеры:

Упругая и линейно-деформируемая модели

</aside>

Таким образом, грунт может иметь два основных состояния:

• уплотнённое, в котором проявляется упругое поведение
• обычное, соответствующее упругопластическому поведению

Для обозначения указанных состояний в механике грунтов часто используются другие термины:

• переуплотнённое состояние, когда грунт ранее был подвержен нагрузке, и действующая или новая нагрузка не превысит первоначальную; в этом случае можно говорить об упругом поведении
• нормально уплотнённое состояние, означающее, что при нагружении любая нагрузка будет больше, чем действовавшая ранее, и уплотнение (сжатие) грунта будет происходить обычным образом, то есть с остаточными деформациями после снятия нагрузки (упругопластическое поведение).

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

Нормальное уплотнение в целом означает, что процесс уплотнения грунта происходит естественным образом от собственного веса (без проявления специфических особенностей, как, например, у иольдиевых глин) или под нагрузкой по закону сжимаемости, определяемому ветвью первичного нагружения.

</aside>

В этой заметке рассмотрим, как изменяются прочностные и деформационные свойства в зависимости от состояния грунта и что является границей перехода из одного состояния в другое.

Деформационные свойства (жёсткость)

Рассмотрим испытание компрессионного сжатия с разгрузкой и повторным нагружением. Обычно это испытание представляют в графическом виде как зависимость между давлением и коэффициентом пористости.

Компрессионное испытание

Как правило, интерпретацию деформационных характеристик в такой постановке производят на основании угла наклона линии в расчётном диапазоне напряжений и последующем определении коэффициента сжимаемости $m_0$, который далее можно перевести в модуль деформации. Это можно найти в учебниках по механике грунтов.

На рисунке ниже показаны линии на ветви первичного нагружения и на линии разгрузки и повторного нагружения. Линии проведены в диапазоне напряжений $∆𝜎$.

Выделение линейного участка на двух ветвях в выбранном диапазоне напряжений

Условно каждая линия подписана своим модулем:

• деформации — при первичном нагружении