Linearyzacja krzywej ściśliwości

Nie przedyskutowano zagadnień z zakresu obciążeń dynamicznych. Problemy te są tematem specjalistycznych monografii. Ponadto rozważania zostaną przeprowadzone przy założeniu, że w żadnym punkcie podłoża nie nastąpiło przekroczenie warunku równowagi granicznej ośrodka. W mechanice gruntów jak dotąd nie ma ściśle zdefiniowanych związków fizycznych, tj. zależności naprężenie-odkształcenie. Linearyzacja krzywej ściśliwości jest bowiem możliwa jedynie w wąskich przedziałach obciążeń i odkształceń i to tylko dla gruntów odznaczających się stosunkowo dużą wytrzymałością. Praktycznie również nie można mówić o odwracalności związków fizycznych (program uprawnienia budowlane na komputer).

Założenie to jednak jest czynione w celu umożliwienia przybliżonej analizy ilościowej, podanej w następnych punktach rozdziału 5 i w rozdziale 6. Podobnie założenia nieskończenie małych odkształceń tak pomocne w wytrzymałości materiałów i klasycznej teorii sprężystości jest możliwe tylko w przypadku gruntów o znacznej wytrzymałości. Trudno je natomiast stosować do gruntów spoistych o konsystencji odpowiadającej wartości stopnia plastyczności S_p < 0,20, czy do gruntów nasypowych, gruntów pochodzenia organicznego (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Inne trudności w analizie naprężenia w ośrodku gruntowym powodują typowe dla mechaniki gruntów zagadnienia brzegowe. Podkreśla to szczególnie G. E. Yanden Berg mówiąc, że w mechanice gruntów mamy zawsze do czynienia z ośrodkiem półnieskończonym przynajmniej w jednym z kierunków. Pociąga to za sobą niemożliwość występowania prostych, liniowych rozkładów naprężenia (uprawnienia budowlane).

Dla przypomnienia zostaną przytoczone podstawowe równania teorii sprężystości. Zawierają one wszystkie zasadnicze założenia klasycznej teorii, a więc izotropię i jednorodność ośrodka, liniowość i odwracalność związków fizycznych, małe odkształcenia, związki nierozdzielności odkształceń. Pojęcia izobar i izochron mają istotne znaczenie w mechanice gruntów. Porównując bowiem izobary, czy izochrony uzyskane drogą doświadczeń z otrzymanymi teoretycznie można wnioskować o stosowalności dla danego ośrodka gruntowego zasady de Saint-Venanta oraz o jego ewentualnych właściwościach anizotropowych (program egzamin ustny).

Mechanika gruntów

Mechanika gruntów, jako dziedzina techniczna i stosowana, mająca do czynienia z ośrodkiem bardzo pod względem własności fizycznych złożonym, wymaga weryfikacji doświadczalnej dla swych rozwiązań teoretycznych. W przypadku doświadczalnej analizy rozkładu naprężenia w ośrodku gruntowym napotyka się jednak na szereg poważnych trudności (opinie o programie).

Badania modelowe są zazwyczaj prowadzone na sztucznie formowanych ośrodkach gruntowych. Badania w skali technicznej i półtechnicznej również wymagają naruszenia struktury i jednorodności gruntu przy rozmieszczeniu czujników pomiarowych. Stąd wynika konieczność ostrożności i powściągliwości w interpretacji wyników doświadczalnych. Dodatkową trudność stanowi realizacja w badaniach doświadczalnych znanego i jednorodnego stanu naprężenia. Nawet powszechnie stosowane przyrządy badawcze nie spełniają idealnie postulatów jednorodności stanu naprężeń, czy odkształceń (segregator aktów prawnych).

Ogólnie metody badawcze stosowane przy doświadczalnej analizie stanu naprężenia można podzielić z uwagi na sposób pomiaru naprężeń na następujące grupy:

1. metody dynamometryczne (z użyciem czujników dynamometrycznych),
2. metody fotografii rentgenowskiej i elastooptyczne,
3. metody korzystające z pomiaru odkształceń.

Z uwagi zaś na skalę doświadczeń można wyróżnić badania:

1. modelowe (w skali kilkakrotnie zredukowanej),
2. techniczne (w pełnej skali dla konkretnych obiektów lub modeli w pełnej skali) (promocja 3 w 1).

Badania modelowe przeprowadza się na ośrodkach utworzonych z gruntów naturalnych, lub w przypadku badań elastooptycznych na utworzonych ze specjalnych żywic epoksydowych. Badania w skali technicznej przeprowadza się na ośrodkach formowanych sztucznie, jak i na złożach naturalnych. Poniżej zostaną podane przykłady typowych rozwiązań dla każdej z grup metod badawczych wymienionych wyżej.