Более ранние попытки экспериментального определения величины установившегося (в состоянии покоя) бокового давления грунтов

Так называемые классические теории давления грунта Кулона и Ренкина — Резаля, описанные в предыдущих параграфах, не касались оценки величины деформации, которая необходима, чтобы полностью мобилизовать сопротивление грунта сдвигу и состояние грунта в покое перевести в активное или пассивное. Эти классические теории исходят просто из предположения, что оба указанных предельных состояния достигаются после того, как произошло некоторое перемещение стенки в боковом направлении. Кулон не определяет его величину, тогда как Ренкин считает ее бесконечно малой. В то же время современные исследования показали, что сопротивление всех грунтов сдвигу является функцией величины таких деформаций. Поэтому стало необходимым изучение зависимости между боковым давлением грунта и величиной смещения подпорных сооружений в боковом направлении.

В качестве первого шага в этом направлении Терцаги провел экспериментальное исследование с целью определения величины коэффициента установившегося давления грунта (или в состоянии покоя), т. е. величины коэффициента К при условии отсутствия боковой деформации грунта. На рис. 10.5 показан прибор, который он использовал для этой цели.

Две тонкие металлические ленты закладывались внутрь компрессионных приборов. В один из этих приборов (опыт I) лента укладывалась горизонтально, в другом (опыт II) располагалась в грунтовой массе вертикально. Конечно, испытания могли проводиться только с песками или глинами с полностью нарушенной структурой. После уплотнения грунта под нормальной нагрузкой металлические ленты из приборов вытягивались, причем измерялось необходимое для этого усилие. Считалось, что отношение усилий Ph/Pv представляет собой величину коэффициента давления грунта в состоянии покоя Kn. Были получены следующие величины Kn: для песков 0,42, для глин 0,7—0,75 (перемятых и вторично уплотненных).

До сих пор еще часто ссылаются на эти величины. Однако более поздние исследования показали, что приведенная величина Kn для песка в некоторых случаях слишком мала и что значения, указанные для глин, слишком высоки. Следует заметить, что эти величины относятся только к межчастичным давлениям, т. е. они являются коэффициентами Ks, смысл которых разъяснен далее. Возможное объяснение того, что эти величины Kn так высоки, может заключаться в следующем. В период консолидации глины при опыте I глина в зоне ниже горизонтально расположенной ленты у стенок компрессионного прибора (зона b на рис. 10.5). была только частично уплотнена из-за вероятного прогиба ленты, показанного на рисунке в искаженном масштабе пунктиром. Это обстоятельство оказало влияние на уменьшение величины Pv и, следовательно, привело к значению Kn выше действительного. Прилипание глины к ленте в обоих опытах оказывало бы подобное же действие.

Выражение давление грунта в состоянии покоя было введено Донатом, сделавшим первые попытки оценить величину этого давления.