При выполнении расчётов с использованием геосинтетических материалов следует учитывать не только их механические параметры, но и контактное взаимодействие с грунтом. Для этого используется специальный элемент «Интерфейс».

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

Более подробно об элементе «Интерфейс»: Руководство пользователя SiO 2D (F1) → Справочное пособие SiO 2D → 6. Режим «Модель»: Создание модели → 6.4. Атрибуты → 6.4.1. Интерфейс. Контактное взаимодействие.

</aside>

Параметры контактного взаимодействия должны быть заданы пользователем в зависимости от вида материала и грунта. Если предполагается, что будет контактировать песок и тканый текстиль, то лучше задать только трение через параметры $c$ и $φ$. Если ячеистый материал уложен в гранулированном слое с соответствующими размерами ячейки и частиц, то можно задать коэффициент снижения прочности на контакте $R_{int}$.

Рис. 1. Варианты задания контакта на поверхности геосинтетической прослойки

Рис. 1. Варианты задания контакта на поверхности геосинтетической прослойки

Пример определения параметра $R_{int}$ для тканого текстиля по данным испытаний [The interaction of Stabilenka reinforcing fabrics with engineering soil/ prof. Ingold T.S., Barker D.H.].

Были выполнены сдвиги песка по песку и песка по геотекстилю под разными нагрузками для нескольких видов прочности полотна. Пример прибора для такого теста показан ниже:

Рис. 2. Прибор для определения трения грунта по материалу [https://doi.org/10.1007/978-3-319-63570-5_1]

Рис. 2. Прибор для определения трения грунта по материалу [https://doi.org/10.1007/978-3-319-63570-5_1]

По результатам испытаний получены графики:

Рис. 3. Результаты испытаний по определению коэффициента взаимодействия грунта и геосинтетического материала

Рис. 3. Результаты испытаний по определению коэффициента взаимодействия грунта и геосинтетического материала

<aside> <img src="/icons/light-bulb_purple.svg" alt="/icons/light-bulb_purple.svg" width="40px" /> Коэффициент трения $f$ — это тангенс угла внутреннего трения φ.

</aside>

Трение песка по песку составляет $f$ = tg 38° = 0,78.

Коэффициент трения песка по материалу с прочностью 200 кН/м составляет $f$ = tg 33° = 0,649. Отношение коэффициентов трения даёт коэффициент снижения прочности или:

$$ R_{int}=\frac{tg δ}{tgφ}=\frac{tg 33}{tg38}=0,83 $$

Несвязные грунты, как правило, задаются с низкими значениями сцепления. Поэтому если в параметрах окружающего грунта сцепление низкое (на усмотрение пользователя) или нулевое, то можно задать $R_{int}$ = 0,83. Если необходимо полностью исключить сцепление, то можно задать $c$ = 0 кПа и $φ$ = 33°.

Рис. 4. Варианты учёта контактного взаимодействия: слева — с учётом сил сцепления справа — без их учёта

Рис. 4. Варианты учёта контактного взаимодействия: слева — с учётом сил сцепления справа — без их учёта

Такие испытания можно делать в обычных приборах одноплоскостного среза (с песком) или в специальных приборах, выпускаемых ООО НПП «Геотек» (npp-geotek.com) для среза скальных грунтов или щебня.

Рис. 5. Прибор для испытаний щебня (ООО НПП «Геотек»)

Рис. 5. Прибор для испытаний щебня (ООО НПП «Геотек»)

Испытания допускается производить по ГОСТ 20276.4-2020.