Об аппроксимации зависимости сопротивления грунта сдвигу от нормального давления

Сопротивление грунтов сдвигу, зависит от их физического и напряженного состояния, и относится к основным прочностным характеристикам, определяющим мероприятия по защите от таких опасных процессов, как сели, размыв и разрушение коренных и аллювиальных пород берегов под воздействием прибоя и руслового потока, оползней и обвалов, а также используется при проектировании любых зданий и сооружений. В связи с этим получение расчетных величин прочностных свойств грунтов имеет весьма важное значение. Определение предельных нагрузок базируется на экспериментальной зависимости между давлением и сопротивлением грунтов сдвигу. Согласно нормативной документации, эта зависимость принята линейной, а определение касательного сопротивления сдвигу используемых при лабораторных исследованиях грунтов выполняется при нормальном давлении, чаще всего принимаемом равным 0,1, 0,2 и 0,3 МПа. Учитывая, что большинство существующих и проектируемых зданий и сооружений, в том числе сооружений инженерной защиты, имеют невысокую нагрузку на основание (менее 0,1 МПа), исследование образцов грунта было проведено не только в рекомендованном диапазоне нормального давления 0,1-0,3 МПа, но и при меньших его значениях. В случае стандартных, рекомендованных ГОСТ, нагрузок зависимость сопротивления грунта сдвигу от нормального давления вполне можно аппроксимировать прямой линией. Но в области относительно малых давлений эта зависимость является нелинейной. Указанная закономерность подтвердилась при всех многочисленных лабораторных испытаниях на образцах как связных, так и несвязных грунтов, подготовленных согласно соответствующей нормативной документации, а также на пробах монолитов связного грунта, отобранного непосредственно из береговых обнажений. Подобные результаты ранее получал и один из основоположников отечественного грунтоведения Н.А. Цытович. Однако в более поздних работах он перевел акцент именно на линейную составляющую исследуемой зависимости. Подбор наиболее подходящей функции для ее аппроксимации, выполненный в данной работе, показал, что она является степенной.