Начинаю серию публикаций о моделях грунта, применяемых в численных геотехнических расчётах. Первой рассмотрим модель Мора—Кулона — одну из самых простых моделей, доступных в PLAXIS. Это линейно-упругая, идеально пластическая модель. До достижения предела прочности грунт работает с постоянной жёсткостью, а после возникают пластические деформации без упрочнения. Условие прочности записывается так: τ = c′ + σ′ · tan φ′ Модель включает пять основных параметров. 1. Модуль Юнга E, МПа Определяет жёсткость грунта на упругом участке. Ориентировочный порядок величин: • слабые глинистые и илистые грунты — 2–15 МПа; • пески — 10–80 МПа, от рыхлых до плотных; • плотные гравийные грунты — около 100–200 МПа; • ненарушенные образцы скальных пород — примерно 0,6–112 ГПа в зависимости от литологии. Это не готовые значения для расчёта. E зависит от напряжений, состояния грунта и метода испытания. Модуль из отчёта об изысканиях нельзя автоматически переносить в модель без анализа способа его определения. Для скального массива нельзя использовать модуль ненарушенного образца без учёта трещиноватости. 2. Коэффициент Пуассона ν, безразмерный По таблице 5.10 СП 22.13330.2016 ориентировочно: • крупнообломочные грунты — 0,27; • пески и супеси — 0,30–0,35; • суглинки — 0,35–0,37; • глины — 0,20–0,45 в зависимости от показателя текучести. Значение ν = 0,5 соответствует полной несжимаемости и непосредственно в конечно-элементной модели обычно не задаётся. 3. Удельное сцепление c′, кПа Для чистого нецементированного песка эффективное сцепление должно быть близко к нулю. В приложении А СП 22 для песков приведены табличные значения 0–8 кПа, для глинистых грунтов — ориентировочно 12–81 кПа. Значение зависит от состава, состояния и режима испытания. Для скальных массивов эквивалентное сцепление может измеряться в МПа, но линейная аппроксимация должна соответствовать рассматриваемому диапазону напряжений. 4. Угол внутреннего трения φ′, градусы Ориентиры из приложения А СП 22: • пески — 26–43°; • супеси — 18–30°; • суглинки — 12–26°; • глины — 7–21°. Прочностные характеристики c и φ определяют одноплоскостным срезом по ГОСТ 12248.1-2020 или трёхосным сжатием по ГОСТ 12248.3-2020. Нормативные и расчётные значения получают статистической обработкой по ГОСТ 20522-2012. 5. Угол дилатансии ψ, градусы Описывает изменение объёма грунта при сдвиге. Для нормально уплотнённых глинистых грунтов и рыхлых песков часто принимают ψ = 0°. Для плотных кварцевых песков руководство PLAXIS приводит ориентир: ψ ≈ φ′ − 30°. Обычно это около 0–15°. Недостаток модели в том, что положительная дилатансия сохраняется при дальнейшем пластическом деформировании. Удельный вес, фильтрационные характеристики, тип дренирования, начальное напряжённое состояние и параметры контакта с конструкциями также нужны для расчёта, но не относятся к пяти основным параметрам модели. Модель Мора—Кулона подходит для первичной оценки, поиска механизмов потери устойчивости и сравнения вариантов. Её возможностей часто недостаточно для точного прогноза осадок, моделирования разгрузки котлованов, повторного нагружения, консолидации, ползучести и зависимости жёсткости от напряжений. Простая модель требует не меньше внимания к исходным данным: каждый параметр должен соответствовать грунту, способу испытания и расчётной ситуации. В следующей публикации разберу модель Hardening Soil и объясню, зачем в ней используются разные модули жёсткости. Примеры расчётных задач: https://geotehnic.tilda.ws/ #геотехника #механикагрунтов #PLAXIS #проектирование #строительство