Сравним поведение двух моделей: упругой модели Мора-Кулона (МС) и упругопластической модели SoftSoil (SS). Упругая модель MC не имеет взаимной связи между объёмными и сдвиговыми деформациями:

• Изменение среднего напряжения $P$ генерирует только объёмные деформации $ε_v$, но при этом нет сдвиговых деформаций $γ_s$.
• Изменение девиаторного напряжения $q$ приводит к проявлению только сдвиговых деформации $γ_s$, но при этом нет объёмных деформаций $ε_v$.

В грунтах проявляются как объёмные, так и сдвиговые деформации.

Тестовый пример

Рассмотрим модели МС и SS на примере испытания в приборе истинного трёхосного сжатия General test:

Испытание по схеме чистый сдвиг

Последовательность:

1. Анизотропное (−40 кПа) обжатие, чтобы вывести траекторию выше горизонтальной оси графика $p-q$ и увидеть последующие изменения.
2. Приложение траектории чистого сдвига (увеличение вертикального давления при пропорциональном снижении бокового) — по вертикали добавляется 20 кПа. Боковые напряжения уменьшены в два раза (10 кПа).

Необходимо построить дополнительный график зависимости объёмной и сдвиговой деформации:

Построение дополнительного графика

Как видно по графику, модель МС (1) при чистом сдвиге реализует только сдвиговые деформации ($ε_{q}$ ≠ 0; $ε_{v}$ = 0), а модель SS (2), кроме того, и объёмные ($ε_{q}$ ≠ 0; $ε_{v}$ ≠ 0), что видно по отклонению зелёной линии (2) влево.

Зависимость объёмных и сдвиговых деформаций для траектории чистого сдвига: 1 — модель Мора-Кулона; 2 — модель SoftSoil.

Аналогичным образом можно проверить поведение при объёмном сжатии.

Испытание по схеме объёмное сжатие

Последовательность:

1. Анизотропное обжатие;
2. Изотропное обжатие.

Как видно на рисунке ниже, ситуация аналогичная: модель МС отражает только объемные деформации ($ε_{q}$ = 0; $ε_{v}$ ≠ 0), в то время как модель SS учитывает как объёмные, так и сдвиговые.