При выборе в меню Stresses (Напряжения) опции Plastic points (Точки пластических деформаций) модели шатрового типа (семейства Soft soil (SS) и Hardening soil (HS)) выдают различные картины точек с таким выбором (рис. 1).

Рис. 1. Диалоговое окно выбора параметров отображения характерных точек напряжений (для модели HS)

Напомним, что одна из основ работы моделей грунтов — использование траекторий напряжений, которые удобнее просматривать в кембриджском пространстве $p$–$q$, где $p$ — среднее напряжение, $q$ — девиатор.

Возьмём для примера модель HS и сопоставим траектории напряжений с описанием поведения модели в пространстве $p$–$q$ (рис. 2).

Рис. 2. Траектории напряжений с учётом особенностей поведения модели HS

Эти точки соответствуют изотропному (гидростатическому) обжатию, т. е. траектории в $p$–$q$ координатах, когда $q$ = 0. В этом случае линия траектории направлена горизонтально вправо в пространстве $p$–$q$. Такая траектория приводит к образованию только объемных пластических (полных) деформаций.

Рассмотрим для примера два вида лабораторных испытаний:

1. Одноосное сжатие — нагрузка прикладывается только сверху, бокового обжатия образца нет. Этот тип испытания можно рассматривать как чистое девиаторное нагружение, а деформацию — как сдвиговую $γ$.
2. Всестороннее (объёмное) сжатие, как аналог компрессионных испытаний.

Рис. 3. Траектории одноосного и объёмного сжатия

На рис. 3 показаны три совмещённых графика:

• Слева (первый квадрант) — график одноосных испытаний в виде зависимости сдвиговой деформации от нагрузки (девиатора);
• Справа вверху (второй квадрант) — график, образованный осями $p$–$q$ двух смежных графиков; это график для построения траекторий нагружения. Этот график представлен двумя линиями, которые совпадают с осями.
• Справа внизу (третий квадрант) — график изотропного обжатия в виде зависимости относительной объёмной деформации от давления обжатия (среднее напряжение), частным случаем такого графика является компрессионная кривая.

Синим цветом на $p$–$q$ графике показана траектория нагружения путем объёмного всестороннего сжатия (горизонтальная линия на оси $p$). На компрессионной кривой это часть графика, определяющая объёмные деформации (синяя линия в нижнем правом квадранте). Зелёным цветом на графике $p$–$q$ показана траектория нагружения с приложением только девиаторной составляющей (вертикальная зелёная линия на оси $q$), а на графике одноосного сжатия (квадрант слева) по результатам такого нагружения можно определить соответствующую сдвиговую деформацию.

Однако грунтам присуще другое поведение, описать которое можно трёхосными испытаниями, которые выполняются в две стадии:

1. Объёмное сжатие для приведения образца в состояние, эквивалентное бытовым напряжениям;
2. Девиаторное нагружение, имитирующее приложение нагрузки от сооружения.

Такой вид нагружения можно представить в виде двух линий траектории нагружения в $p$–$q$ координатах: синяя — как и в первом случае, изменение объёма (первая ступень трёхосного испытания); коричневая — повышение вертикальной нагрузки (вторая ступень), которая приводит к росту сдвиговых деформаций (и последующему разрушению), но и одновременно к сжатию образца и частичному его уплотнению, а следовательно, и к упрочнению.

Рис. 4. Траектория трёхосного сжатия