•не требуется проводить анализ истории нагружения для определения эквива­ лентного количества циклов воздействия при заданном уровне напряжений или деформаций;

•энергетические критерии практически независимы от формы волны нагру­ жения, а поэтому нет необходимости для воспроизведения в эксперименте нерегулярных или иных сложных воздействий, что часто связано со значи­ тельными техническими сложностями, и простое гармоническое возбуждение может использоваться во всех случаях;

•энергия — скалярная величина, что упрощает ее использование по сравне­ нию, например, с ускорением: это — вектор, одна из компонент которого часто игнорируется в ущерб надежности результата;

•энергетические критерии не зависят от типа эксперимента и конструкции

установки, что упрощает сравнение результатов испытаний, проведенных в разных лабораториях и на различном оборудовании.

Однако, для широкого использования энергетического подхода в области динамики грунтов и, главное, получения сравнимых результатов в разных лабора­ ториях и на разном оборудовании необходимо:

1.Продемонстрировать техническую возможность получения предложенных энергетических критериев в численном выражении.

2.Показать информативность сформулированных энергетических критериев для оценки динамической неустойчивости разных грунтов и исследования законо­ мерностей их поведения при динамических нагрузках.

3.Выявить основные факторы, влияющие на величину используемых энер­ гетических критериев динамической неустойчивости грунтов, что позволит сфор­ мулировать общие требования к методике испытаний для получения однородных

ивоспроизводимых данных.

4.3.Феноменология динамической неустойчивости грунтов

Все наблюдаемое многообразие реакций грунтов на динамическую нагрузку может быть в целом сведено всего к нескольким вариантам, представленным в виде схемы на рис. 49, а. Однако это чисто феноменологическая классификация, не рас­ крывающая природы явлений. С точки же зрения энергетических превращений, определяющих механизм динамической неустойчивости грунтов, существует ее пять основных видов (рис. 49, б).

В настоящее время в грунтоведении общепринято деление всех грунтов на грунты с жесткими структурными связями (скальные и полускальные) и без них (дисперсные). Характерным механизмом динамической неустойчивости первых является усталость, для дисперсных же грунтов варианты более разнообразны. Здесь прежде всего различаются связные и несвязные грунты. Кроме того, из целого ряда исследований (Аккерман, 1958; Горькова, 1961; Аслибекян, 1986; Ishihara, 1985; Вознесенский, Вердина, 1993; Voznesensky et al., 1994) напрашивается вывод о целе­ сообразности обособления группы грунтов, занимающих некоторое промежуточное между ними положение как по проявлению, так и по механизму динамической не­ устойчивости. Я бы назвал их «слабосвязными» грунтами. Например, им могут быть свойственны как легкая разжижаемость, часто сопровождающаяся некоторым уплот­ нением, так и слабовыраженные тиксотропные эффекты, что вызвано присутствием определенного количества тонкодисперсных частиц, способных к формированию структурных контактов коагуляционного типа. Группа слабосвязных грунтов не име­ ет отчетливых физически обоснованных границ по дисперсности и может включать

а

ВОЗМОЖНЫЕ ВАРИАНТЫ РЕАКЦИИ ГРУНТОВ НА ДИНАМИЧЕСКОЕ НАГРУЖЕНИЕ

Частичное Разжижение разупрочнение (полная потеря

прочности)

МЕХАНИЗМЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ГРУНТОВ

Рис. 49. Классификация динамической неустойчивости грунтов:

а — по форме проявления; б — по механизму энергетических превращений

обычно существенно пылеватые гранулометрические разности от пылеватых песков до легкого суглинка. Выделение такой группы грунтов позволяет проанализировать более широкий спектр вариантов динамической неустойчивости грунтов. Перейдем теперь к рассмотрению того, как единый механизм динамической неустойчивости реализуется в разных группах грунтов.