ГОСТ Р 59995—2022
деленные преимущества при использовании в сравнении с более детальными, но и более трудоемкими МКЭ-
расчетамидля случая разреза с мягкими глинами при различной геометрии якорей ирасположением точек крепле
ния якорных линий [293];
8)автоматизированные решения, получаемые на основе этих подходов, в общем случае требуют суще
ственно меньший объем исходных данных по свойствам грунта и значительно менее трудоемки, чем соответству
ющие программы МКЭ. Как результат, они имеют значительное преимущество при проведении параметрических
исследований, а также при реализации итерационных процедур оптимизационного проектирования. Однако, как
было сказано выше, такие оценки не всегда сходятся к правильным результатам по несущей способности якоря
даже при тщательном анализе. Результаты, полученные на основе различных постановок задачи, могут суще
ственно отличаться, поэтому применение приближенных инженерных подходов должно быть должным образом
обосновано в проекте;
с) полуэмпирические методы — расчет сжато-изогнутых элементов:
1) как обсуждается в [233], соответствующие модели являются наиболее приближенными, но в целом они
самые простыедля использования, если отсутствуютэффективные компьютерные программы, реализующие МКЭ,
методы предельного равновесия или расчета по предельным пластическим деформациям. Модели трактуются как
полуэмпирические, поскольку отражают базовые принципы механики работы засасывающейся сваи при нагруже
нии вплоть до разрушения, но при этом включают в себя ряд эмпирических правил для представления сопротив
ления грунта. Эти правила, как правило, более узкие в области своего применения, чем вышеуказанные методы.
Например, они в явной форме не содержат механизмы разрушения грунта, но вместо этого представляют сопро
тивление грунта как меняющееся вдоль границы поверхности раздела «грунт—свая» распределение контактных
усилий. Такие распределения усилий трудно обобщить для широкого диапазона грунтовых профилей, поэтому
конкретное решение может быть ограничено, например, лишь только случаем нормально уплотненных грунтов.
Правила построения указанных распределений усилий обычно основываются на сочетании экспериментальных и
аналитических результатов. В рамках подхода, в котором свая моделируется сжато-изогнутым стержнем, грунт
представляется не взаимодействующими между собой одномерными элементами типа «пружина» с нелинейной
диаграммой деформирования, которые размещаются вдоль боковой поверхности сваи. Модель сжато-изогнутого
стержня может обеспечить получение оценки полной диаграммы «нагружение—перемещение», включая стадию
достижения максимальной несущей способности системы «грунт—свая»;
2) в модели сжато-изогнутого стержня сопротивление грунта задается так называемыми (ру)-графиками,
описывающими в локальном масштабе поведение неразрушенного грунта, а также максимальную несущую спо
собность [294], [295]. В формулах р—у для свай (см. 8.5) на кривых присутствуют участки разупрочнения (т.е.
снижение сопротивления грунта при продолжающемся росте перемещения), отвечающие за учет эффектов цикли
ческого нагружения [176]. В[296], однако высказывается мнение, что оценки предельной несущей способности для
свай всех типов, включая вакуумные сваи, должны основываться на статических кривых р—у, без разупрочнения. В
этой модели определяющие уравнения для модельного стержня, опирающегося на упругое основание (втом чис ле,
с нелинейной диаграммой деформирования) решаются по итерационной схеме, пока для очередного значения
прикладываемой нагрузки не будет достигнуто равновесное решение. Пользователь может постепенно увеличи
вать усилие на каждом последующем шаге, пока решение не перестанет сходиться, при этом соответствующее
значение может быть проинтерпретировано как разрушение;
3) модель сжато-изогнутых элементов используется инженерами-геотехниками на протяжении длительного
времени для расчета свай, подвергаемых боковому нагружению. Поэтому она имеет хорошее практическое обо
снование. На практике применяется большое количество программ по расчету сжато-изогнутых стержней, включая
программы общего назначения, где силы, а также элементы типа пружина с нелинейной диаграммой деформиро
вания могут быть заданы влюбой точке сваи. Кроме того, существуют специализированные версии расчетных про
грамм, в которых нелинейная диаграмма нагружения элемента-пружины генерируется автоматически на основе
ограниченной по объему входной информации по характеристикам грунта. Таким образом, существует обоснован
ная тенденция по применению этих программ для расчета вакуумных свай. Однако необходимо учитывать, что эти
программы имеют серьезные ограничения. Как указано в [233], основными ограничениями стандартных моделей
сжато-изогнутых элементов являются следующие:
- игнорирование фактов, что элементы сопротивления зависят от скорости деформации ичто элементы со
противления в общем случае связаны между собой, а это может приводить кбольшим погрешностям при расчетах, в
первую очередь для относительно коротких свай;
- отсутствие независимых компонентов бокового сопротивления сдвигу на активной и пассивной стороне
сваи для корректного учета при моделировании отличающихся по величине относительных сдвиговых перемеще
ний грунта по свае с двух сторон;
- отсутствие взаимосвязи между компонентами горизонтальной и вертикальной реакции грунта вдоль боко
вых сторон сваи, что не позволяет корректно описывать эффект наклонной силы, приложенной к якорю. Связыва
ние этих компонентов (кривые р—у и t—z) возможно, но это было реализовано только вотдельных случаях [297];
- наличие в составе входных данных величин, которые в реальности не участвуют в оценке несущей спо
собности, например изгибная жесткость свай ихарактеристики грунта в неразрушенном состоянии, а также пред
сказание моделью в качестве результата выходных данных, не представляющих особого интереса с точки зрения
131