Исторические напряжения (терминология по М. Н. Гольдштейну), обычно называемые «давлением предуплотнения» (см. Давление предуплотнения), приводят к изменению коэффициента бокового давления в состоянии покоя $K_{0}^T$ — Пример расчёта параметров ПНС.

Исторические напряжения (давление предуплотнения) могут иметь разных характер распределения по глубине, поэтому для упрощения ввода используются такие параметры моделей как $OCR$ и $POP$.

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

Общая информация о выборе подходящего параметра есть в Руководстве пользователя программы SiO 2D (F1):

Справочное пособие SiO 2D → 4.1.1. Грунтовые материалы → Параметры: Природное напряжённое состояние

</aside>

В механике грунтов, зная удельный вес грунтов и мощности их слоёв (определяется бурением и лабораторными испытаниями), можно вычислить вертикальные напряжения $\sigma_v$:

$$ 𝜎_𝑣=𝑧⋅𝜌⋅𝑔 $$

где

$z$ — глубина

$𝜌$ — плотность грунта

$𝑔$ — ускорение свободного падения

А вот боковые напряжения вычислить по формуле не получится.

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

Формула $ξ=v/(1-v)$ относится к теории упругости и для грунтов подходит далеко не во всех случаях. Формулы активного и пассивного давления не годятся для оценки давления грунта в покое.

</aside>

Напряжения в грунтовом массиве

Дело в том, что формирование отложений грунтов в ходе геологической истории сопровождалось разными физико-химическими, тектоническими и другими геологическими процессами, что не позволяет однозначно определить боковое давление. Лучшим способом является его прямое измерение в массиве с помощью полевых методов, например, дилатометр и др.

Подробнее о напряжениях рекомендуется почитать в конспекте-лекции Э. В. Калинина (МГЭ) — https://teach-in.ru/file/synopsis/pdf/engineering-geology-kalinin-M.pdf — или в других источниках.

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

Заметим, что термины вертикальные и горизонтальные употреблены условно, поскольку реальное напряжённое состояние характеризуется главными напряжениями, оси которых редко совпадают с вертикальным и горизонтальным направлением, более понятным для человеческого восприятия.

</aside>

Природное напряжённое состояние грунтового массива играет важную роль в проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений. Главной задачей, которую необходимо совместно решить инженеру-геологу и инженеру-геотехнику, является способ задания параметров моделей грунта и настроек расчёта стадии «Начальная» — см. Стадия «Начальная»: выбор способа расчёта.

Цель такого взаимодействия сводится к установлению и заданию в расчёте двух факторов:

1. Исторических напряжений $\sigma'{max}$, то есть максимальных напряжений, которые могли когда-то в прошлом действовать на грунт как прямым (ледник, размытая эрозией возвышенность и т. п.), так и косвенным образом (колебания УГВ, ползучесть на ранних этапах существования и т. п.), но сегодня этих напряжений уже нет. В зависимости от наличия или отсутствия указанных или других подобных воздействий грунты будут разделены на нормально уплотнённые ($OCR$ = 1, $\sigma'{max}$ = $\sigma'{v}$) и переуплотнённые ($OCR$ > 1, $\sigma'{max}$ > $\sigma'_{v}$).
2. Соотношения действующих напряжений, например, вертикальных и горизонтальных, в виде коэффициента бокового давления в покое. В зависимости от состояния грунта коэффициент будет отличаться: для нормально уплотнённых грунтов используется $K_{0}^{NC}$, а для переуплотнённых — $K_{0}^{OC}$.