Сегодня калибровка компрессионной кривой чаще всего выглядит так:

Делается попытка подогнать математику модели под точки эксперимента.

Однако в любом случае образец теряет качество, следовательно, дает искажение относительно свойств грунтового массива. Это означает, что даже точки эксперимента не являются эталоном.

Качество лабораторных образцов

Существуют разные способы корректировки результатов испытаний, которые заключаются в попытке восстановить линию природной компрессии (ЛПК) по линии компрессии лабораторного испытания нарушенного образца. В зарубежной практике разработка этих методов была начата еще в 1950-е, например, метод J. N. Schmertmann (1955) — метод итерационной процедуры восстановления давления переуплотнения по результатам компрессионных испытаний образца с нарушением природной структуры.

Пример метода J. N. Schmertmann (1955)

Подробное описание методов можно найти в статье В. А. Васенина «Экспресс-метод оценки давления переуплотнения с учетом нарушения природной структуры лабораторных образцов на основе статистических зависимостей распределения индекса компрессии», изложенной в трех частях и опубликованной в журнале ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ (Том XIV, № 3/2019 c. 38-57; Том XIV, № 4/2019 c. 24-42; Том ХV, № 1, с. 20–34). Владислав Анатольевич не только сделал подробный анализ зарубежных источников, но и предложил свой собственный метод корректировки компрессионной кривой для образцов низкого качества. Предложенный метод использует идею компенсации потерь эффективных напряжений в скелете с использованием статистических зависимостей изменения индекса компрессии, а также деформационный критерий оценки нарушения природной структуры лабораторного образца.

Приведем цитату из статьи:

В чем суть методов приведения компрессионной кривой к истинному значению наклона $C_C$? Рассмотрим на теоретическом примере. В лаборатории получена компрессионная кривая, которая в полулогарифмических координатах выглядит так:

Из теории известно, что грунт за свое геологическое время существования подвергался самоуплотнению. Упрощенно закон самоуплотнения в полулогарифмической шкале можно представить линией с наклоном $C_C$ (индекс компрессии). См. также: Деформационные характеристики грунтов.

Эту линию называют линией природной компрессии (ЛПК) или линией нормального уплотнения. Подразумевается, что процесс самоуплотнения грунтов от собственного веса протекает нормально, то есть без каких-либо аномалий.

В какой-то момент геологического времени существования слоя при бытовых эффективных напряжениях и соответствующем коэффициенте пористости был произведен отбор образца (точка А на рисунке ниже), что можно показать как разгрузку (траектория А-Б). После в приборе произошло нагружение образца до расчетных давлений. При этом теоретические и практические исследования говорят о том, что компрессионная кривая будет выглядеть, как пунктирная линия от Б к В. Эта линия лабораторного испытания попадет на реальную зависимость пористости от напряжений (ЛПК, линия 1) только при очень больших давлениях. На столько больших, что пористость может составлять около 0,42$е_0$. Такое давление труднодостижимо в обычных приборах.

<aside> ⚠️ Здесь следует отметить, что суть понятия «качество образца» сводится к тому, что извлеченный из действующих в массиве напряжений образец при повторной нагрузке до бытовых напряжений (обратное направление от Б к А) в идеале должен показать нулевые деформации. Это возможно только при замораживании образца и аккуратном его извлечении. На практике это не применяется, поэтому допускается изменение объема не более 1-2%. См. также: Качество лабораторных образцов

</aside>

Для наглядности совместим обе картинки. Окажется, что вычисленный по лабораторной кривой наклон (красная пунктирная линия) вовсе не соответствует действительному наклону ЛПК (1).

Для корректировки такой лабораторной линии и были разработаны специальные методы, например, метод J. N. Schmertmann.