Научные основы прогнозирования физико-механических свойств мерзлых торфяных грунтов

Эмпирический метод, широко используемый с целью определения основных функциональных закономерностей деформирования мерзлых грунтов различной структуры, не всегда приводит к необходимым результатам и, кроме того, относится к весьма трудоемким видам исследования. Следует учесть, что на основе полученных эмпирических зависимостей значительно труднее решить проблему прогнозирования напряженнодеформированного состояния изучаемых структур находящихся при иных внешних условиях. Применяющийся в настоящей работе метод с использованием единиц измерения нагрузки, деформации, диаметра отпечатка штампа, давления и пр. Применение метода к обобщению значительного экспериментального материала позволило установить общность в процессах деформирования как неупрочняющихся сплошных сред на основе мерзлых грунтов различной природы, так и упрочняющихся сред, к которым относятся металлы и некоторые другие материалы. Располагая громадными территориями, периодически подвергаю
щимися промерзанию, а также пространствами, находящимися в вечно мерзлом состоянии, Российская Федерация без глубоких исследований функциональных закономерностей деформирования мерзлых грунтов в процессе прессования, изменения структурного состава, сушки и пр.


В задачах сжатия среды сферическим штампом с переходным участком в металлах не считаться нельзя ввиду того, что он существует всегда, так как вызывается совсем другими силами, чем при растяжении образцов, имеет одинаковую протяженность и определяет многие процессы минимум коэффициента трения, силы трения и износа, минимальное значение адгезионной составляющей коэффи
циента, потери энергии при ударе и пр Тем более нельзя его отбросить в грунтах, в которых упругие деформации занимают незначительный интервал нагрузок, в то время как в условиях эксплуатации промышленных конструкций силовое воздействие приводит, в основном, к двум видам НДС среды ограниченной пластичности следующему после фазы упругого нагружения и пластическому. Причем чем ниже температура, тем больше вероятность того, что деформация мерзлого грунта будет происходить на участке ограниченной пластичности, и наоборот, при повышении температуры деформации грунта становятся пластическими. При циклическом изменении температуры в ту и другую сторону, МГ деформиру тся то в области локальной пластичности, то на участке ограниченной пластичности. Наличие одного и того же участка в мерзлых грунтах и металлах означает, что,несмотря на серьезное отличие в структуре этих материалов, упругие взаимодействия между частицами среды приводят к похожим эффектам, и давление изменяется по одним и тем же законам. Проявление упругости материала грунта, переведенного в пластическое состояние силовым воздействием штампа, объясняется тем, что пластичность имеет локальный характер, пластически деформированный материал среды занимает ограниченную область, непосредственно примыкающую к штампу, ограниченную со всех сторон массивом упругой среды. Только выбор оптимальных моделей обеспечивает достаточную степень учета реальных особенностей деформирования торфа и потребует минимальных, затрат времени на численную реализацию.