Tensometry elektrooporowe

Wadą wszystkich wspomnianych dynamo metrów są ich stosunkowo duże wymiary. Wprowadzenie dynamometrów elektrooporowych w konstrukcji których wykorzystano tensometry elektrooporowe jako zasadniczy element pomiarowy umożliwiło ich znaczną miniaturyzację. Przykładem takiego rozwiązania są na przykład czujniki Z. Gergowicza [9] których wymiary zewnętrzne wynoszą: długość 50 mm, szerokość 37 mm i wysokość 6 mm (program uprawnienia budowlane na komputer).

Interesujące dynamometry skonstruowano na Uniwersytecie Stanu Michigan (G. E. Van den Berg [28]), które pozwalają mierzyć naciski panujące w gruncie w różnych kierunkach w rozpatrywanym punkcie. Metody dynamometryczne są używane zarówno w badaniach w skali technicznej, jak i w badaniach modelowych (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Metoda fotografii rentgenowskiej i metoda elastooptyczna. Fotografię rentgenowską zastosowali w pracach badawczych W. H. Soechne, W. J. Chancellor, R. A. Schmidt [23]. Metodą elastooptyczną posłużył się np. L. Barden [3] przy analizie naprężeń w strefie kontaktowej. Obydwie metody wymagają skali modelowej i specjalnie przygotowanego podłoża modelowego (uprawnienia budowlane).

Metodę obserwacji i pomiaru odkształceń stosował w swych badaniach W. Pogany [19] w laboratorium Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Podłoże gruntowe było przedzielone w regularnych odstępach warstewkanń barwionymi i zmieszane z suchym cementem. Po obciążeniu i odkształceniu nastąpiło zwilżenie podłoża i jego zeskalenie. Na podstawie odkształceń barwionych warstewek można było wnioskować o rozkładzie naprężeń (program egzamin ustny).

Warunki brzegowe

Soechne [23] i Vanden Berg [28] wykazali, że rozkład naprężeń w przestrzeni gruntowej zależy głównie od geometrii zadanego obciążenia czyli od warunków brzegowych. Stwierdzenie to ma doniosłe znaczenie, gdyż wskazuje na stosowalność zasady de Saint-Venanta w przypadku analizy naprężeń w ośrodku gruntowym dla większości gruntów spotykanych w praktyce inżynierskiej. Stąd równanie Laplace’a jest wystarczającym narzędziem analizy matematycznej. Reasumując, założenie o liniowości związków geometrycznych jest w mechanice gruntów w większości przypadków dopuszczalne (opinie o programie).

Drugim istotnym spostrzeżeniem wypływającym z badań doświadczalnych jest występowanie anizotropii ośrodka. Pierwszy zwrócił na to uwagę O. K. Fróhlich [8] już w roku 1934. Zauważył on, że w gruntach piaszczystych naprężenia bardziej .,koncentrują” się w pobliżu osi pionowej obciążenia niż by na to wskazywało rozwiązanie teoretyczne. Potwierdzenie tych obserwacji można znaleźć także w pracach A. E. Cummingsa [7], Stacji Badań Doświadczalnych Dróg Wodnych - Korpus Saperów Armii St. Zj. [27] i R. J. All- wooda (segregator aktów prawnych).

Zasadniczą przyczyną tej anizotropii jest nieliniowość związków fizycznych. Można by ją nazwać anizotropią wtórną gdyż jest efektem działania naprężeń w gruncie, który przed obciążeniem był izotropowy. Grunt taki w procesie obciążania wykazuje wzrost modułu ściśliwości proporcjonalny do rozkładu naprężeń głównych a_R. Natomiast H. Borovicka [5] uzyskała zupełnie podobny obraz rozkładu naprężeń normalnych a_z dla ośrodka wykazującego wzrost modułu ściśliwości z głębokością. W tym przypadku metoda wprowadzenia zastępczego modelu anizotropowego byłaby zawodna.

Na występowanie anizotropii w gruntach spoistych o konsystencjach zwartej i półzwartej wskazują prace H. H. Westergaarda’a [30], W. H. Warda, S. G. Samuelsa i M. E. Butlera [29] oraz Tan Tjong Kje (promocja 3 w 1). Dotyczy to szczególnie gruntów o strukturze warstwowej, a więc głównie iłów. Tutaj obserwuje się szybszy niż według teorii Boussinesqa zanik naprężeń normalnych pionowych, co wskazuje na to, że moduł ściśliwości w kierunku poziomym jest, większy od modułu ściśliwości w kierunku pionowym. Anizotropię tego typu należałoby nazwać anizotropią .strukturalną jako, że wynika ona z budowy i genezy gruntu, a nie z nieliniowości związków fizycznych.