Задание параметров модели для крупнообломочных грунтов — одна из проблем, которая часто встречается у пользователей SiO 2D.

Основными характеристиками, требуемыми для расчётов, являются плотность, сжимаемость и сопротивление сдвигу. Учитывая особенность таких грунтов, получение параметров в первую очередь должно производиться полевыми методами.

Плотность сложения грунтов определяют методом замещения объёма по ГОСТ 28514-90. Извлекая грунт из определённого объёма (лунка), получают его массу путём взвешивания, а объём определяется наливом воды в лунку в непроницаемом материале.

Сжимаемость определяют испытанием статической нагрузкой штампом. При этом рекомендуется использовать большие металлические штампы с площадью не менее 5000 см², а в скважинах — не менее 600 см².

Сопротивление сдвигу таких грунтов определяют методами:

• обрушения и выпирания в шурфах и откосах котлованов
• сдвига и раздавливания больших монолитов в шурфах
• сдвигом в специальных больших сдвижных приборах и стабилометрах (трёхосное сжатие)

Следует отметить, что испытания в стабилометрах (приборах трёхосного сжатия) требуют большого размера камер, а диаметр образца должен соответствовать величине включений. Для сдвижных приборов рекомендуется соотношение размера обломков к диаметру образца не более 1:5. В целом, для таких грунтов используются специальные крупноразмерные приборы.

Подробная информация приведена в статье А. Ю. Мирного и И. Х. Идрисова.

Получить их характеристики в лаборатории достаточно сложно. Есть такие приборы (например, во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева), диаметр которых более 1 метра, и выполняется условие, что размер камеры должен превышать в 5–6 раз размер крупного включения. Но стоимость таких испытаний очень высока и может быть оправдана для объектов с высоким уровнем ответственности. Что делать в обычных случаях?

Косвенными способами получения параметров прочности являются:

• обратные расчёты устойчивости после обрушения склонов и откосов
• выявление естественных предельных откосов (метод природных аналогов)

Распространённый подход — использование методики ДальНИИС Госстроя СССР, которая позволяет на основании соотношения крупнообломочных частиц и глинистого заполнителя определить прочностные и деформационные характеристики. Сопоставление результатов этой методики и испытаний в крупноразмерных стабилометрах, по данным А. Ю. Мирного, показывает достаточно большой разброс, как в запас, так и в сторону переоценки величин угла трения и/или сцепления.

По данным исследований Э. М. Доброва [Добров Э. М. и др. Крупнообломочные грунты в дорожном строительстве //М.: Транспорт. – 1981. – Т. 180. – С. 7.] влияние крупной фракции на механическое поведение зависит от процентного содержания:

Когда для выполнения расчётов никаких данных не предоставлено, в качестве предварительной оценки с получением приближенных результатов можно воспользоваться литературными источниками.

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

Напомним, что следует разделять характер приложения нагрузки:

• первичное нагружение — когда давление прикладывается на грунт в первый раз — с использованием модуля деформации
• повторное нагружение — когда грунт уже был подвержен действию давления (как правило, уплотнение техникой) — с использованием модуля упругости </aside>

Рассмотрим несколько источников, позволяющих получить примерные значения характеристик.