Прочностные характеристики грунта при проектировании объектов лесной инфраструктуры

Сопротивление грунта сдвигу – одна из ключевых характеристик грунта, влияющих на его несущую способность как при строительстве лесных дорог, так и при устройстве оснований водопропускных сооружений, производственных площадок и т.п. Погрешности в его определении приводят к существенному экономическому ущербу. Завышение экспериментально определяемых значений показателей сдвига ведет к проектным ошибкам, недолговечности оснований и разрушению сооружений, а занижение – к дополнительным расходам при проектировании и строительстве.

В статье рассматриваются вопросы обоснованности применения различных методик определения прочности грунта на сдвиг, точности измерений по данным методикам, интерпретации результатов. Проведен анализ определения показателей сцепления и угла внутреннего трения по методу консолидированно-дренированного среза и неконсолидированного (быстрого) среза. Сравнительные результаты лабораторного определения прочностных свойств разными методами (каждый из которых регламентирован действующими нормативными документами обязательного и добровольного применения) показывают, что сцепление одних и тех же образцов отличается в несколько раз, а также не всегда коррелирует с полевыми значениями. Кроме того, отмечено, что в лабораторных условиях практически невозможно добиться условий «ненарушенной» структуры грунта, т.е. воспроизводимости условий естественного залегания. Особенно существенна разница плотности и влажности лабораторных и полевых проб у песчаных грунтов. При этом отличие в измеренных показателях сцепления у полевых и «подготовленных» образцов составляло в отдельных случаях тысячи процентов, угла внутреннего трения – десятки процентов. Также в статье отражены выявленные несоответствия в размерности применяемого для определения касательного напряжения уравнения Кулона, показаны ошибки определения сдвиговых характеристик, возникающие из-за несоответствия размеров образца (высоты и диаметра) природным условиям. Проанализированы недостатки полевых испытаний грунтов на сдвиг по стандартным методикам.