Базовые данные
Для всех материальных моделей задают базовые (исходные) параметры грунта.
Объёмная сила тяжести (удельный вес) γ - задаётся объёмная сила тяжести грунта выше уровня грунтовой воды, а объёмная сила тяжести грунта под У.Г.В. программой рассчитывается по другим параметрам, задаваемым в секции «Подъёмная сила».
Модуль упругости E
Модуль упругости описывает жёсткость материала, постоянную во всём диапазоне нагружения. В случае грунтов однако это предположение справедливо только в диапазоне небольших деформаций (упругих деформаций). У нелинейных моделей после удовлетворения условия- пластичности (изменения вязкости грунта) на поведение грунта не имеет модуль упругости E существенного влияния.
Вопрос который из модулей подходит данной материальной модели (начальный, касательный, секущий ) и каково его значение не имеет однозначного ответа. Для выбора типа модуля необходимо знать поведение грунта в данной геомеханической задаче, а для определения величины - итоги трёхосного испытания для соответствующей траектории напряжения. Тем не менее ориентировочные рекомендации определять можно.
Эпюра идеализированной кривой деформации грунта и выведение отдельных типов модулей
За модуль упругости E можно в материальных моделях подставить:
- мгновенный модуль E0 при расчётах небольших нагрузок (предполагается линейная зависимость деформация /напряжение) мгновенной осадки
- секущий модуль E50 предназначен для эталонного напряжения равного 50% напряжения при разрушениях (применяется напр., для расчёта фундаментов неглубокого заложения)
- модуль деформации Edef определяется из кривой нагружения нагружающего испытания, необходим у модифицированной линейной модели (которая различает разное поведение грунта при нагружении и при снятии нагрузки) - при использовании этого модуля в случае расчёта снятия нагрузки на грунт (напр., подземные сооружения, подъём дна котлована) будут получены деформации побольше, чем при использовании модуля упругости Eur, полученного из кривой снятия нагрузки r - действует приближённое отношение:
- одометрический модуль Eoed, который зависит от напряжения в грунте следовало бы подставлять в зависимости от ожидаемого диапазона напряжения в грунте - перевод между модулем деформации Edef и одометрическим модулем Eoed описан отношением:
где: | ν | - | Коэффициент Пуассона |
Edef | - | Модуль деформации |
- модуль упругости Eur выведенный из разгружающей кривой назначен для расчёта при разгрузке грунта (выемки) - его следует задавать в случае модифицированной эластичной модели.
Значения модулей упругости лучше всего определять с помощью триаксиала. При использовании других методов (пенетрационные испытания, прессиометры и т.п.), необходимо применить коэффициенты корреляции, описание которых дано в специальной литературе.
При самом моделировании рекомендуется выполнить расчёт сперва с помощью эластичной материальной модели и проверить величину деформаций - согласно закона Гука деформации прямо пропорциональны нагрузке и заданной модели упругости. При нереально больших деформациях рекомендуем пересмотреть величину заданного модуля упругости.
Коэффициент Пуассона ν - или коэффициент поперечного сжатия в случае упругой однородной материи, к которой приложена нормальная нагрузка в одном направлении описан отношением:
где: | εy | - | Вертикальная относительная деформация |
εx | - | Горизонтальная относительная деформация |
Коэффициент Пуассона можно определить сравнительно точно. Задавать можно с помощью встроенной в программу базы данных грунтов. При расчётах небольших нагрузок и подставке в расчёт начального модуля упругости E0, необходимо учитывать тоже коэффициент Пуассона ν0, определённый для начальной нагрузки.