идет загрузка...
искать
Вход/Регистрация
Геотехника

Сопоставление различных методик определения входных параметров модели HSS

Авторы
Тишин Никита РомановичРуководитель проекта DigitRock АО МОСТДОРГЕОТРЕСТ
Озмидов Олег РостиславовичПрезидент АО «Мостдоргеотрест», к.г.-м.н., д.ф.-м.н, академик РАЕН, Москва
Чипеев Сергей СергеевичНачальник отдела динамической устойчивости грунтов АО «МОСТДОРГЕОТРЕСТ»
Христенко Олеся Сергеевнаинженер-программист
Геотехническая лаборатория АО "МОСТДОРГЕОТРЕСТ"Спонсор «ГеоИнфо»

В статье изложены выводы после проведенного в геотехнической лаборатории АО «МОСТДОРГЕОТРЕСТ» сравнения результатов выполненных опытов для получения параметров, используемых в модели HSS. Сделано заключение о том, что предпочтительнее использовать резонансную колонку или, в крайнем случае, динамический стабилометр, а такие приборы, как Simple Direct Shear дают слишком большую погрешность и не удовлетворяют требованиям по точности.

 

На данный момент одной из самых перспективных моделей в программных комплексах PLAXIS, Midas и их аналогах является модель HSS. Эта модель является уточнением модели HS. Дополнительными входными параметрами HSS являются
и
, о технологии определении которых далее пойдет речь.

 

Для определения
и
необходимо получить лабораторными методами значения модуля сдвига G при нескольких значениях сдвиговой деформации
в переделах
(режим microstrain), после чего аппроксимировать полученные данные малоамплитудных динамических испытаний кривой Гардина-Дрневича с целью получения искомых коэффициентов.

Для построения зависимости модуля сдвига от сдвиговой деформации было проведено три испытания на образцах-близнецах с использованием трех приборов: резонансной колонки (Рис.1), динамического стабилометра (Рис.4) и прибора простого прямого сдвига (Simple Direct Shear) (Рис.7).

Первое испытание проводилось на резонансной колонке. Данный прибор позволяет зафиксировать нижний штамп образца, а на верхний подать крутящий момент, измеряя при этом сдвиговую деформацию. При изменении амплитуды момента прибор находит резонансную частоту образца, после чего пересчитывается модуль сдвига G по формуле распространения поперечной упругой волны.

 

Рис. 1. Резонансная колонка
Рис. 1. Резонансная колонка

 

На рисунке 2 можно видеть снижение резонансной частоты при увеличении амплитуды крутящего момента, а на рисунке 3 – полученные опытные данные и результат аппроксимации кривой Гардина-Дрневича.

 

Рис. 2. Резонансная кривая
Рис. 2. Резонансная кривая

 

Рис. 3. Данные опыта на резонансной колонке и кривая Гардина-Дрневича
Рис. 3. Данные опыта на резонансной колонке и кривая Гардина-Дрневича

 

В результате получаем:
133.4 МПа, 
= 5.09

 

Следующий вариант проведения опыта – последовательное циклическое девиаторное нагружение при изменяющийся амплитуде. На каждом значении амплитуды возможно рассчитать секущий модуль деформации
по петле нагружения, после чего пересчитать модуль сдвига
по формуле (1), а также значение сдвиговой деформации по формуле (2).

 

(1),
(2)

 

Опыт проводился на приборе Wille Geotechnik 13-HG/020:001.

 

Рис. 4. Wille Geotechnik 13-HG/020:001
Рис. 4. Wille Geotechnik 13-HG/020:001

 

Рис. 5. Зависимость относительной вертикальной деформации от девиатора напряжений
Рис. 5. Зависимость относительной вертикальной деформации от девиатора напряжений

 

Рис. 6. Данные опыта на динамическом стабилометре и кривая Гардина-Дрневича
Рис. 6. Данные опыта на динамическом стабилометре и кривая Гардина-Дрневича

 

В результате получаем:
111.1 МПа, 
= 2.27

Третий способ получения искомых параметров – опыт с использованием прибора Simple Direct Shear производства Geomation-ПрогрессГео. Данный прибор позволяет задавать касательные напряжения, фиксируя при этом сдвиговую деформацию.

 

Рис. 7. Simple Direct Shear Geomation-ПрогрессГео
Рис. 7. Simple Direct Shear Geomation-ПрогрессГео

 

Рис. 8. Данные опыта Simple Direct Shear и кривая Гардина-Дрневича
Рис. 8. Данные опыта Simple Direct Shear и кривая Гардина-Дрневича

 

В результате получаем:
65.7 МПа, 
= 30.94
. Как видно из результата, данный опыт показывает существенно более низкое значение
, а при уровне сдвиговой деформации ниже
увеличение сдвиговой жесткости практически не отслеживается.

 

Сравнение результатов показано в таблице.

 

Таблица. Сравнение результатов испытаний в разных приборах

 

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что для определения параметров
предпочтительно использовать Резонансную колонку или, в крайнем случае, динамический стабилометр, а такие приборы, как Simple Direct Shear дают слишком большую погрешность и не удовлетворяют требованиям по точности.

Список литературы

Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. Издательство МГТУ им Баумана 1999, с. 103-108.

ГОСТ 56353-2015.    Грунты. Методы лабораторного определения динамических свойств дисперсных грунтов.

ASTM D6528 - 17 - Standard Test Method for Consolidated Undrained Direct Simple Shear Testing of Fine Grain Soils

Отправить сообщение, заявку, вопрос

Отправить заявку на посещение мероприятия

Отправить заявку на участие как экспонент

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению