Модель Generalized Hardening Soil (GHS) представляет собой симбиоз таких проверенных и апробированных моделей как Hardening soil (HS) и Hardening soil small (HSS). Отличительная особенность модели — возможность выбора поведения модели GHS для определённых условий по типу HS или HSS, т.е. модель GHS может вести себя как HS, или как HSS, а может и комбинированно. C версии PLAXIS 2D/3D CE V20 модель добавлена в базу материалов.
Необходимость создания этой модели связана с повышением точности расчёта напряжений и упругих деформаций при разгрузке. Одним из характерных примеров является задача поднятия дна котлована. Как известно, модель HSS, благодаря двум дополнительным параметрам (начальной сдвиговой жёсткости $G_0$ и 70% величине сдвиговых деформаций $γ_{0,7}$), обеспечивает построение кривой деградации жёсткости и даёт возможность более точно определить деформации в зоне малых напряжений, что позволяет модели определять сжимаемую толщу и выполнять оценку влияния. Дополнительно можно посмотреть в Вебинар «Расчёты котлованов и оценка влияния. Исходные данные для расчёта» и ответы на вопросы (26.11.2020).
Однако, несмотря на это, модель HSS не учитывает, что грунт ниже дна котлована ведёт себя более жёстко при разгрузке. После откопки часть вертикальных напряжений уменьшается, однако снижение параметров жёсткости $E_{ur}$ происходит не так интенсивно, как предполагает формула модели HSS. Поэтому в новой модели GHS введена возможность выбора пользователем закона изменения упругого модуля при разгрузке с учётом давления предуплотнения ($P_c$).
Ещё один вариант применения модели GHS — динамические расчёты, когда требуется оценить снижения прочности глинистых грунтов. Модель учитывает процесс деградации модуля жёсткости во время циклических нагрузок.
Параметры модели аналогичны модели HSS. Есть дополнительные параметры — переключатели четырёх параметров:
Рис. 1 Опциональные параметры модели GHS
Эта опция предполагает две позиции:
0 — модель не учитывает зависимость при малых деформациях и ведёт себя как HS модель;
1 — учитывается область малых деформаций и модель ведёт себя как HSS.
Возможны три позиции:
0 — отсутствие зависимости модуля упругости от напряжений $E_{ur}$ = const (или $m$ = 0);
1 — изменение модуля упругости $E_{ur}$ производится по выбранной зависимости (см. ниже), но только в начале каждой фазы (в ходе расчёта фазы модуль упругости остаётся постоянным и вычисленным в начале текущей фазы). Этот вариант может быть использован, например, при расчёте устойчивости, когда в ходе снижения прочностных характеристик не требуется пересчёт жёсткости.
2 — изменение модуля упругости $E_{ur}$ производится по выбранной зависимости (см. ниже), пересчет производится для каждого шага расчетной фазы.
Возможны три позиции:
0 — стандартная формула модели HSS, не учитывающая давление предуплотнения:
1 — зависимость модуля упругости от напряжений на основе горизонтального главного напряжения $σ_3$:
2 — зависимость модуля упругости от напряжений на основе среднего эффективного напряжения $P'$ = ($σ_1$ + $σ_2$ + $σ_3$)/3: