Динамическая неустойчивость грунтов

Вознесенский, Евгений Арнольдович

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Динамическая неустойчивость грунтов
ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Динамическая неустойчивость грунтов"

Вознесенский Евгений Арнольдович ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ГРУНТОВ

Специальность 04.00.07 "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-мннералогнческих паук

МОСКВА 2000 г.

Вознесенский Евгений Арнольдович ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ГРУНТОВ

Специальность 04.00.07 "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогнческих наук

МОСКВА 2000 г.

Работа выполнена на кафедре инженерной и экологической геологии геологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Официальные опноненты:

Доктор геолого-минералогических наук, профессор P.C. Зиангиров Доктор технических наук, профессор В.Д. Казарновский Доктор гсолого-минералогических наук, чл.-корр. РАЕН ГЛ. Кофф

Ведущее предприятие - кафедра инженерной геологии и геоэкологии Московского государственного строительного университета (МГСУ).

Защита состоится 3 марта 2000 г. в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета по гидрогеологии, инженерной геологии и мерзлотоведению (Д.053.05.27) при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: Москва, Воробьевы горы, МГУ, Геологический факультет, аудитория № 415.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ -зона Л главного здания, 6 этаж.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 119899 ГСП, Москва, Воробьевы горы, МГУ, Геологический факультет, ученому секретарю диссертационного совета профессору Л.С. Гарагуле.

Автореферат разослан 3 февраля 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Л.С. Гарагуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Содержание работы заключается в исследовании природы, закономерностей и методов надежной оценки поведения грунтов в условиях динамических нагрузок разного происхождения. В ней на основе собственных исследований автора рассматривается феноменология динамической неустойчивости широкого спектра грунтов с выявлением ряда новых эффектов, анализируется их природа и предлагается новый энергетический подход к оценке динамической неустойчивости грунтов с формулировкой единых количественных критериев, информативность и полезность которых доказывается экспериментально.

Актуальность темы. Несмотря на значительные успехи в области динамики грунтов в целом, проблема надежной оценки динамической неустойчивости грунтов остается чрезвычайно актуальной и даже острой. Это связано со следующими причинами.

1. Рост городов и промышленных комплексов, увеличение транспортных потоков, проявления возбужденной сейсмичности, строительство магистральных трубопроводов, нефтегазодобывающих сооружений на морских акваториях в условиях нерегулярных ветровых и волновых нагрузок и другие виды инженерной деятельности человечества обуславливают постоянный рост как интенсивности динамических нагрузок на геологическую среду, так и их разнообразия. Это усложняет задачу оценю! динамической неустойчивости грунтов в каждом конкретном случае поскольку требует не только точной параметрической оценки часто весьма сложных нагрузок, но и их адекватного моделирования при испытаниях.

2. Сохраняется несоответствие между реальными динамическими нагрузками и возможностями их моделирования в эксперименте, с одной стороны, а также разрыв между установленными закономерностями поведения грунтов и возможностями отражения этих закономерностей в моделях при расчете колебаний сооружений, с другой. Дополнительные сложности создают плохо поддающиеся анализу особенности взаимодействия колеблющегося сооружения с грунтами основания.

3. Общие закономерности проявления различных форм динамической неустойчивости разными грунтами изучены не только недостаточно, но и весьма неравномерно. Так, практически не исследовано влияние параметров природного напряженного состояния грунтов и степени их переуплотнения на поведение при динамических нагрузках; отсутствуют сведения о роли степени асимметрии действующих нагрузок на динамическую устойчивость грунтов, а данные о значимости частоты воздействия очень противоречивы. Динамическая реакция связных грунтов изучена очень слабо по сравнению с песчаными, а слабосвязным, часто весьма чувствительным грунтам, посвящены лишь единичные работы. Но и несвязные грунты охарактеризованы с этой точки зрения неравномерно - значительно меньше работ посвящено закономерностям поведения плотных песков в условиях динамических нагрузок, особенно несейсмического происхождения, а некоторые уже ставшие общепризнанными формы поведения песчаных грунтов при ближайшем рассмотрении оказываются артефактом эксперимента определенной конфигурации.

4. Происходит постоянное повышение сейсмической опасности: и прямое (непосредственно связанное с усилением динамического воздействия), и косвенное, обусловленное: а) строительством уникальных и весьма ответственных сооружений в условиях динамических нагрузок; б) ростом стоимости современных инженерных сооружений; в) все чаще возникающей необходимостью строительства на проблемных, в том числе и динамически малоустойчивых грунтах; г) ненадежностью прогноза места, времени и силы землетрясений, д) быстрым ростом городского населения, особенно в развивающихся странах, где и качество проектов и строительства, и соблюдение строительных норм, и надежность оценки сейсмической опасности очень низки. Но и в

развитых странах, как показывают примеры Кобе (1995) и Нортриджа (1994), землетрясения наносят огромный ущерб современным сооружениям.

Следствием острой актуальности проблемы надежной оценки динамической неустойчивости грунтов и отражением технических сложностей корректного экспериментального моделирования сложных динамических нагрузок является разработка все более сложной, громоздкой и дорогой аппаратуры, а также реализация дорогостоящих совместных проектов между разными организациями и государствами. Все это свидетельствует о назревшей необходимости создания единого методического подхода к проблеме, который позволит учесть все факторы сейсмического эффекта применительно к реакции широкого спектра грунтов.

Цель и задачи работы. Основная цель этой работы заключается в новом решении актуальной проблемы инженерной геологии - надежной оценке динамической неустойчивости грунтов с привлечением разработанного нового энергетического подхода и в выявлении важных закономерностей поведения широкого спектра грунтов при динамичёских нагрузках. Главные задачи, поставленные в работе для достижения этой цели, можно свести к следующим.

1. Изучение и обобщение обширного опубликованного материала по всем аспектам проблемы в основном за последние 40 лет.

2. Разработка энергетического подхода к оценке динамической неустойчивости всего спектра грунтов, включающая: а) рассмотрение энергетики процессов динамического деформирования и разрушения грунтов в общем виде на основе балансовых уравнений, б) формулировка единых энергетических критериев динамической неустойчивости для любых грунтов, в) создание методики экспериментальных исследований грунтов, позволяющих провести надежный расчет предложенных критериев.

3. Разработка технических средств для исследования поведения разнообразных грунтов в широком диапазоне динамических нагрузок.

4. Проведение систематических экспериментальных исследований различных грунтов для выявления закономерностей проявления их динамической неустойчивости.

5. Демонстрация технической возможности получения предложенных энергетических критериев в численном выражении.

6. Доказательство информативности сформулированных энергетических критериев для оценки динамической неустойчивости разных грунтов и исследования закономерностей их поведения при динамических нагрузках.

7. Исследование влияние параметров динамической нагрузки, природного напряженного состояния грунтов и их состава на форму проявления и степень динамической неустойчивости грунтов и формулирование общих требований к методике испытаний для получения однородных и воспроизводимых данных.

8. Анализ и обобщение собранного фактического материала.

Научная новизна работы

1. Впервые приведена обобщенная параметрическая оценка динамических нагрузок разного происхождения с позиции их относительной значимости для грунтов и сооружений и выполнен исчерпывающий анализ современных методов динамических испытаний грунтов.

2. Разработан новый энергетический подход к оценке динамической неустойчивости любых грунтов, основанный на количественных экспериментально определяемых энергетических критериях, доказана его техническая осуществимость и информативность и сформулированы основные методические положения.

3. Разработана новая классификация грунтов по механизму их динамической неустойчивости.

4. Впервые доказано, что циклическая подвижность является универсальной типом динамической неустойчивости песков любой плотности и характерна для слабосвязных грунтов в отсутствие инверсии знака напряжений, продемонстрированы разные формы ее проявления в зависимости от степени плотности песка и характера воздействия, а также установлено определяющее влияние асимметрии цикла динамической нагрузки на поведение песков разной плотности и даже возможность изменения типа поведения грунта при ее вариациях.

5. Впервые продемонстрировано влияние частоты динамической нагрузки на поведение всего спектра дисперсных грунтов в широком частотном диапазоне и объяснена природа установленных эффектов в зависимости от типа грунта и условий нагруже-ния.

6. Впервые установлено существенное влияние параметров природного напряженного состояния связных и слабосвязных грунтов на энергоемкость их деформирования при динамических нагрузках.

7. Впервые предложена методика экспериментального определения энергии активации структурных связей грунта и получены ее значения для связных грунтов на единицу их объема и на реальную площадь межчастичных контактов грунта в природном сложении.

В. Впервые показано, что тиксотропный потенциал дисперсных фунтов практически функционально зависит от их удельной поверхности, отражающей влияние как количества тонкодисперсной составляющей, так и ее физико-химической активности, а анализ этой зависимости позволил отнести к дилатангно-тиксотропным системам грунты с удельной поверхностью в диапазоне от 10 до 25 м2/г.

9. Впервые обоснована возможность усталости низкого энергетического уровня в грунтах с жесткими структурными связями при динамических нагрузках, не превышающих предела усталости, которая не приводит к разрушению, но снижает их прочность в начальных циклах нагружения, что обусловлено "сработкой" части первичных концентраторов напряжений.

Практическое значение работы заключается:

• В детальном и всестороннем освещении проблемы динамической неустойчивости грунтов в ее современном состоянии.

• В разработке нового энергетического подхода к оценке динамической неустойчивости любых грунтов на основе количественных экспериментально измеряемых критериев, обладающего рядом существенных преимуществ и позволяющего повысить надежность такой оценки в условиях любых динамических нагрузок;

• В выявлении целого ряда факторов, определяющих степень проявления динамической неустойчивости разных грунтов, которые должны учитываться для корректной оценки их поведения при динамических нагрузках;

• В разработке методики определения удельной энергии активации структурных связей грунта по результатам динамических испытаний, что открывает возможность использования этого параметра для разработки принципиально новых расчетных моделей поведения грунтов и определения для них критического уровня динамической нагрузки;

• В установлении частотных эффектов динамического деформирования и разрушения фунтов в практически значимом диапазоне частот.

Результаты исследования нашли практическое применение при оценке устойчивости фунтов оснований в связи с обустройством нефтегазовых месторождений Западной Сибири (Самотлорское, Бованенковское, Приобское, Лугинецкое), проектированием городских зданий (Москва), использованием техногенных фунтов (Иркутск,

Владивосток) в качестве оснований, при оценке сейсмической устойчивости лессовых грунтов в условиях увлажнения (Таджикистан) и при разработке мер безопасной транспортировки грунтов и других сыпучих материалов северным морским путем.

Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 80 работах, в том числе в одной монографии (без соавторов), двух учебных пособиях и 25 статьях в отечественных ("Вестник Московского университета", "Инженерная геология", "Геоэкология", "Бюллетень МОИГГ') и международных (Canadian Geotechnical Journal, Soil Dynamics and Earthquake Engineering) журналах. По материалам работы получено одно авторское свидетельство. Книга "Поведение грунтов при динамических нагрузках" (1998) отмечена премией Московского университета им. И.И. Шувалова 2-ой степени (1999 г.).

Материалы исследований докладывались на следующих 15 отечественных и международных конференциях, симпозиумах и семинарах: Всесоюзная научно-практическая конференция "Повышение эффективности инженерных изысканий для строительства в нефтегазоносных районах Западной Сибири" (Тюмень, 1983, 1987), 5-й Международный Конгресс МАИГ (Буэнос-Айрес, 1986), Всесоюзное совещание "Инженерная геология лессовых пород" (Ростов-на-Дону, 1989), XVIII научной конференции молодых ученых геологического факультета МГУ (Москва, 1991), Семинар кафедры инженерной геологии и охраны геологической среды (1991), 29-й Международный геологический конгресс (Киото, 1992), Семинар кафедры геотехники Университета Британской Колумбии (Ванкувер, 1993), 3-я Международная конференция по последним достижениям в динамике фунтов и сейсмостойком проектировании (Сент-Луис, 1995), Ломоносовские чтения (Москва, 1995), Семинар строительного факультета Норвежского геотехнического института (Тронхейм, 1996), Научная конференция "Новые идеи в инженерной геологии" (Москва, 1996), 8-я Международная конференция по динамике грунтов и сейсмостойкому проектированию (Стамбул, 1997), 8-й Международный Конгресс МАИГ (Ванкувер, 1998), 6-я конференция Британского общества сейсмической и строительной динамики "Практика сейсмостойкого проектирования в следующем столетни" (Оксфорд, 1998).

Кроме того, результаты исследований представлены в трудах еще 14 отечественных и международных конференций: "Глины, глинистые минералы и их использование в народном хозяйстве" (Алма-Ата, 1985), Международная конференция "Подземные воды и эволюция литосферы" (Москва, 1985), Всесоюзная конференция "Инженерно -геологические изыскания в области вечной мерзлоты" (Благовещенск, 1986), "Техногенные факторы и проблемы прогноза сейсмического эффекта" (Ташкент, 1990), 7-й Международный Конгресс МАИГ (Лиссабон, 1994), XIII Европейская конференция по минералогии и петрологии глин (Прага, 1994), Научная конференция "Проблемы сейсмологии и инженерной геологии" (Ташкент, 1995), Международный симпозиум МАИГ "Инженерная геология и окружающая среда" (Афины, 1997), 2-я Международная конференция по управлению состоянием окружающей среды (Воллон-гонг, 1998), 11-я Европейская конференция по сейсмостойкому проектированию (Париж, 1998), Международная конференция "Природные опасности-98" (Чания, 1998), 9-я Международная конференция по динамике грунтов и сейсмостойкому проектированию (Берген, 1999), Международная конференция по сейсмической опасности и риску в Средиземноморье (Никосия, 1999).

Структура работы, фактический материал и личный вклад автора. Диссертационная работа состоит из введения, 10 глав, объединенных в 3 части (обзорную, методическую и представляющую результаты исследования), выводов и списка цитированной в тексте отечественной и зарубежной литературы из 520 наименований. Текст работы сопровождается 12 таблицами и 135 рисунками.

Основные положения работы и ее выводы основываются на результатах экспериментальных исследований, выполненных на образцах более чем 300 разностей дисперсных и скальных грунтов, и проведенных по ним расчетам. Общее количество проведенных испытаний составляет около десяти тысяч, общее количество индивидуальных расчетов - несколько десятков тысяч. Теоретическая, экспериментальная и аналитическая части исследования выполнены лично автором на кафедре инженерной и экологической геологии МГУ им. М.В. Ломоносова, а также в лабораториях кафедр геотехники Университета Британской Колумбии (Ванкувер) и Норвежского Технологического университета (Тронхейм). В последние годы в экспериментальных исследованиях по этой теме участвовали студенты и аспиранты, работавшие под научным руководством автора, которым он выражает свою признательность за добросовестность и проявленный научный интерес к работе.

Автор глубоко благодарен своему учителю - В.Т. Трофимову, пробудившему у него интерес к этой проблематике в самом начале научной биографии, за его постоянную поддержку, внимание и сотрудничество при работе на всех ее этапах. Автор искренне признателен своим друзьям и коллегам за многолетнюю помощь и заинтересованность в этой работе, за полученные профессиональные уроки, техническое содействие и плодотворные дискуссии: E.H. Самарину, Й.П. Взйду, С. Нордалу, Л. Гранде, Р. Сандвену, С.А. Рыбаку, В.Л. Шипкову, Ю. Финсету. Светлая память тем из них, кто уже не сможет прочесть этой благодарности: В .Я. Калачеву, М. Новаку и ИВ. Дерга-леву. Автор также выражает свою признательность всем сотрудникам геологического факультета МГУ, помогавшим ему на разных стадиях выполнения этой работы.

В последнее время исследования автора по этой проблеме поддерживаются грантами РФФИ (98-05-64896) и INTAS (Open 97-1493), в которых он является руководителем и соруководителем, соответственно.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ЧАСТЬ I. ДИНАМИЧЕСКАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ ГРУНТОВ КАК АКТУАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА СОВРЕМЕННОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Первая - обзорная - часть работы состоит из трех глав и доказывает актуальность проблемы динамической неустойчивости грунтов. В первой главе рассматривается динамическая неустойчивость грунтов как понятие и предмет исследования и характеризуются основные этапы развития междисциплинарного научного направления - динамики грунтов.

Под динамической неустойчивостью в работе понимается увеличение деформируемости и снижение прочности, а в более широком смысле - повышение вероятности разрушения грунта при динамическом нагружении по сравнению со статическими условиями. В такой постановке динамическая неустойчивость грунтов как проблема инженерной геологии охватывает все задачи, связанные со снижением жесткости и прочности грунтов при динамических нагрузках разного происхождения.

Интерес к этой проблематике возник, в первую очередь, в связи с развитием в начале XX века техники вообще и строительством железных и автомобильных дорог в особенности, когда стали важными вопросы работы насыпей и земляного полотна под действием динамических нагрузок и разработки методов их динамического уплотнения. В 30-50-х годах нашего столетия в тесной связи с успехами механики грунтов после выхода в свет книги К. Терцаги и преимущественно в послевоенный период происходит становление динамики грунтов - междисциплинарного научного направления на стыке инженерной геологии, геотехники и строительного дела, вызванного к жизни тем, что работа фундаментов инженерных сооружений в условиях динамических на-

грузок определяется тремя группами взаимосвязанных факторов: свойствами грунтов основания; параметрами динамической нагрузки и схемой ее передачи сооружению; материалом, конструкцией и характером сопряжения фундамента с основанием.

Определяющее влияние на развитие динамики грунтов в нашей стране в это время оказали работы Д.Д. Баркана (1948), О.Я. Шехтер (1948,1953) и O.A. Савинова (1955, 1959), заложившие теоретические основы расчета фундаментов сооружений в условиях динамических нагрузок. В них впервые исследовалось влияние вибраций разной интенсивности на компрессионную сжимаемость грунтов оснований, вводилось понятие "критического ускорения". Для решения задач о колебаниях жестких массивных фундаментов на сжимаемых основаниях эти авторы использовали упруго-линейные модели поведения грунтов. В этот же период после выхода в свет книги Г. Фрейндлиха (1935) появился ряд работ (Roeder,1939; Moretto,1948; Boswell,1949; Berger, Gnedinger, 1949; Skempton, Northey,1952; Krynine,1958; Аккерман,1958, Seed, Chan, 1957), заложивших основы изучения тиксотропии в связных грунтах.

Начало 1960-х годов ознаменовалось заметным прогрессом как в изучении закономерностей поведения грунтов, так и расчета колебаний сооружений в условиях динамических нагрузок. Наиболее значительные успехи в области исследования динамической реакции дисперсных грунтов связаны с работами H.H. Маслова (1959,1961), Б.М. Гуменского (1961, 1965), И.М. Горьковой (1961,1964), П.Л. Иванова (1966,1968) и Н.М. Ньюмарка (1965). Важнейшим шагом к современному уровню методов анализа колебаний фундаментов стало сформулированное Т.К. Сай (Hsieh,1962) и Дж. Лайсме-ром (1965) положение о том, что вертикально колеблющийся массивный фундамент может быть представлен моделью колебательной системы с одной степенью свободы, характеризуемой массой, упругостью и демпфированием с частотно-зависимыми коэффициентами жесткости и вязкого затухания; а Ф. Ричарт (1962) выразил ее в виде, удобном для определения резонансной частоты.

Однако, в этот период изучение поведения грунтов и реакции сооружений при динамических нагрузках шло практически изолировано. Во всяком случае, связь между основными работами одной и другой группы почти не просматривается: одни авторы исследуют закономерности изменения физико-механических свойств грунтов в условиях динамических воздействий, а другие - в целях упрощения разрабатываемых расчетных моделей - полагают их постоянными.

Исследования в области динамической неустойчивости грунтов вышли на качественно новый экспериментальный уровень в конце 60-х—начале 70-х годов, когда после двух сильных землетрясений 1964 г. в Ниигате (Япония) и Анкоридже (Аляска), сопровождавшихся катастрофическим разжижением водонасыщенных пылевато-песчаных грунтов и огромным ущербом, изучение поведения дисперсных грунтов при динамических нагрузках оказались приоритетным финансируемым направлением исследований, особенно в США, которые в это время приступили к строительству сети атомных электростанций. В результате реальный "прорыв" в этой области осуществила группа инженеров в калифорнийском университете Беркли под руководством Г. Болтона Сида, работы которого положили начало широкомасштабному детальному изучению разжижаемости песчаных и пылевато-песчаных грунтов. В последующее десятилетие основные достижения в этом направлении связаны с именами А. Казагранде (1975), Г. Кастро (1975), К. Ишихары (1975), Т.Л. Яуда (1978) и Сида (1968а, 1971,1979), который ввел в инженерную практику понятие потенциала разжижения грунта и разработал практические методы его оценки, ставшие впоследствии общепринятыми почти во всем мире.

К концу 70-х годов динамика грунтов оформляется в действительно междисциплинарное научное направление, в структуре которого образуется четкая логическая

связь между задачами инженеров-геологов, геотехников и инженеров-строителей: для надежных расчетов колебаний сооружений на грунтовых основаниях и, следовательно, правильного определения типа опирания и конструкции фундамента нужно выбрать адекватную модель основания, экспериментально определить его динамические характеристики и оценить степень динамической неустойчивости грунтов, которая может не только повлиять на выбор расчетной модели и конструкции фундамента, но и вообще исключить возможность возведения сооружения в выбранном месте.

Накопленный фактический материал о реакции природных склонов, насыпей и земляных плотин на сейсмические воздействия, а также прогресс в методике изучения динамического разжижения грунтов создали возможность численного моделирования их поведения в условиях динамических нагрузок на базе метода конечных элементов. В разработке алгоритмов численных решений оценки разжижаемости несвязных грунтов прежде всего следует отметить заслуги проф. Л. Финна и его коллег. Значительные успехи в последнее время были также достигнуты в области анализа динамического взаимодействия фундаментов и оснований: расширился спектр использующихся моделей с учетом инерционных, демпфирующих и нелинейных свойств грунтов, появились новые методы расчета колебаний фундаментов глубокого заложения и свайных фундаментов с учетом динамического взаимодействия свай в группах.

Рост актуальности проблемы изучения динамической неустойчивости грунтов в условиях увеличения спектра и интенсивности динамических воздействий на геологическую среду, а таюке их реальной опасности в последние 20 лет отражается резким всплеском количества научных публикаций по этой тематике, появлением специализированных международных журналов, разработкой новых методов динамических испытаний грунтов, а также проведением регулярных национальных и международных конференций. Традиционно много работ по динамической неустойчивости грунтов представляется на регулярных международных конференциях по механике грунтов и фундаментостроению, инженерной геологии и даже на геологических конгрессах. Среди исследователей появилось много новых имен, и наиболее значительные их достижения рассматриваются автором в соответствующих разделах этой диссертации.

Во второй главе диссертации рассмотрены основные виды динамических нагрузок (периодические, непериодические, импульсные, почти периодические и нерегулярные), особенности их распространения в грунтах, надежность регистрации и способы анализа. Показано, что для корректной оценки динамической неустойчивости грунтов важен учет характера колебаний частиц грунта во времени и пространстве при распространении волн, который определяется динамическими характеристиками сейсмических волн, включающими форму, амплитуду и спектры сейсмических волн, тип их поляризации, а таюке фильтрующих свойств грунтов, под которыми понимается их способность изменять частотный состав сейсмических волн. Эти эффекты обусловлены: а) поглощением из-за неидеальной упругости среды; б) рассеянием волн на различных неоднородностях; в) отражением и прохождением волн через тонкие слои. Рассмотрены особенности проявления фильтрующих свойств разных грунтов. Таким образом продемонстрировано, что грунты как природные многокомпонентные системы являются весьма специфической средой для распространения волн напряжений: они изменяют не только динамические характеристики этих волн (вплоть до полного поглощения или преобразования типа волны), но и свои свойства, причем эти процессы неотделимы друг от друга.

В этой же главе приводится характеристика динамических нагрузок разного происхождения - природного (землетрясения, ветровые и волновые нагрузки) и техногенного (от движущегося транспорта, строительного и промышленного оборудования, взрыва) происхождения. Особое внимание уделено сейсмическим нагрузкам и вибра-

ционному полю крупных городов. В итоге на основе детального рассмотрения динамических нагрузок разного происхождения выполнена их обобщающая характеристика с позиций параметрической оценки воздействий от разных источников, их относительной значимости для грунтов и сооружений и возможностей корректного моделирования в эксперименте.

100

0,1 0,0001

Взрывы

Машины

Колесный транспорт

Строительная 1 техника _Е

Рельсовый транспорт

Землетрясения

Морские волны

Я»

0,001 0,01 0,1 1 Деформация грунта, %

100

Рис. 1. Обобщенная характеристика динамических нагрузок разного происхождения (для каждого источника указан лишь наиболее типичный диапазон параметров, характерный для их спектральных максимумов)

Обобщенное представление о соотношении параметров динамических нагрузок от разных источников и об их относительной значимости дает рис.1. Интересно отметить практически линейный рост вызываемых относительных деформаций грунтов с уменьшением преобладающих частот колебаний от взрывов и промышленных установок к землетрясениям и морским волнам. Источники, генерирующие колебания с частотами, близкими к собственным для большинства зданий (1-8 Гц), находятся в центральной части этой диаграммы. Однако значимые деформации грунтов возникают только в пределах зон влияния этих источников, которые существенно различаются.

В третьей главе диссертации выполнен подробный критический обзор современных методов динамических испытаний грунтов (табл.1). Показано, что существующие лабораторные и полевые методы весьма разнообразны, но обладают разными возможностями в смысле диапазона достижимых амплитуд деформаций сдвига, которыми и следует руководствоваться в первую очередь при выборе метода испытаний, адекватного поставленной задаче.

На современном этапе развития динамики грунтов обращает на себя внимание явная тенденция не только к повышению точности экспериментальных установок, но и

к их усложнению и появлению подчас чрезвычайно громоздких испытательных систем, например, сегодня во всем мире заметно возрос интерес к динамическим испытаниям на геотехнических центрифугах - центробежному моделированию с одновременным приложением к модели динамических нагрузок. Вызвано это объективной необходимостью корректно моделировать поведение грунтов в условиях усиления и усложнения динамических воздействий на них. Вместе с тем с точки зрения массового проектирования эта тенденция является тупиковой и свидетельствует о назревшей необходимости появления других - более рациональных подходов к оценке динамической неустойчивости грунтов.

При всем разнообразии описанных полевых и лабораторных методов испытаний (табл.1.) проблема надежной оценки динамической неустойчивости грунтов остается нерешенной, и во многих случаях ее прогноз оказывается далеким от действительности. Несмотря на разнообразие существующих сегодня методов динамических испытаний грунтов, сохраняется несоответствие между реальными динамическими нагрузками и возможностями их моделирования в эксперименте с одной стороны, а также разрыв между установленными закономерностями поведения грунтов и возможностями отражения этих закономерностей в моделях, используемых при расчете колебаний сооружений, с другой.

В целом проведенный в третьей главе диссертации исчерпывающий критический анализ современных методов динамических испытаний грунтов показал их неадекватность решаемым задачам во многих практических ситуациях, что обосновывает целесообразность разработки принципиально иного методического подхода, который, обеспечив надежную оценку динамической неустойчивости грунтов, позволит уйти от дальнейших дорогостоящих усовершенствований и без того слишком дорогой экспериментальной техники.

ЧАСТЬ II. МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Вторая часть диссертации включает три главы, в которых изложен новый энергетический подход к оценке динамической неустойчивости грунтов (глава 4), приводится инженерно-геологическая характеристика использовавшихся в работе грунтов (глава 5) и описаны применявшиеся методы экспериментальных исследований (глава 6).

Для решения задачи надежной оценки динамической неустойчивости грунтов в работе предлагается энергетический подход, основанный на представлении о том, что динамическая неустойчивость любых грунтов (как и других твердых тел вообще) обусловлена единым по своей природе стохастическим механизмом, который заключается в их способности накапливать от цикла к циклу воздействия некоторую долю рассеянной за счет своих гистерезисных свойств энергии воздействия. Таким образом при динамическом нагружении происходит увеличение внутренней энергии системы, и, изменение соотношения между внешней силой и устойчивостью структурных связей.

Однако форма, в которой накапливается рассеянная энергия, различна для грунтов с разным типом структурных связей. В работе в общем виде показано, что феноменология динамической неустойчивости разных грунтов отчетливо связана с особенностями трансформации энергии процесса из одних ее видов в другие.

Единый энергетический механизм динамической неустойчивости грунтов предполагает также возможность формулировки и ее универсальных энергетических критериев. Для их получения автор исходит из того, что разрушение структурных связей вблизи концентраторов напряжений начинается при достижении величиной накопленной внутренней энергии ДШ (в любой форме) значения энергии их активации, Е,:

Ш>Еа. (1)

Методы динамических испытаний грунтов

Таблица 1

Лабораторные методы Методы динамических испытаний грунтов Динамическое трехосное сжатие • элекгрогидравлические • электропневматические • электропневмогидравлические

Динамические испытания по схеме простого сдвига • типа N01 • типа Кебриджского университета

Малоамплитудные динамические испытания на резонансных колонках • с полыми образцами • со сплошными образцами

Динамический крутильный сдвиг • с полыми образцами • со сплошными образцами

Динамический кольцевой сдвиг • с кольцевыми образцами • с дисковыми образцами

Динамические испытания грунтов на вибростендах • вибросдвиговые установки • виброкомпрессионные приборы • виброзонды

Ударные испытания

Лабораторные акустические испытания

Усталостные испытания

Методы динамических испытаний физических моделей Динамические испытания на вибростолах

Динамические испытания на геотехнических центрифугах • с программируемыми взрывами • с шейкерами • с качением

Полевые методы Сейсмоакустические методы МПВ

Сейсмопросвечивание

Сейсмокаротаж Метод поверхностных волн

Методы изучения динамического взаимодействия системы «грунт- сооружение» Метод резонансного фундамента

Водяная пушка

«Цилиндр в массиве»

Свободные и вынужденные колебания фундаментов

Геотехнические методы Пенетрационные Динамическое зондирование Виброзондирование Стандартная пенетрация Беккер-пенетрация Взрывное зондирование Вибропенетрация Динамические испытания свай

Другие геотехнические методы Аппарат Хенке Динамический штамп Динамические прессиометры

Крупномасштабные полевые проекты • СА!ЧЬЕХ (Канадский эксперимент по натурному разжижению грунтов) • ИОЕ8 (Национальные геотехнические экспериментальные площадки, США)

Рассмотрим превращения энергии при динамическом воздействии на произвольный грунт. Работа, совершенная над некоторым объемом грунта за один цикл воздействия (рис.2) Aj (ОАВ), расходуется частично на работу упругих деформаций (ABC) и переходит в тепло, а частично рассеивается самим грунтом:

л, =&+»:•. (2)

Величина этой рассеянной за один i-ый цикл энергии W¡ .соответствующая изменению внутренней энергии данного объема грунта, эквивалентна площади петли гистерезиса (ОАС) и в основном складывается из: а) изменения потенциальной энергии системы P¡ (изменение взаимного расположения частиц, пористости), б) изменения кинетической энергии системы K¡ (увеличение относительной подвижности частиц), в) изменения поверхностной энергии системы S¡ (разорванные связи), г) частичного тепловыделения Q¡, д) рассеяния в виде акустической энергии S,0 ¡ в результате разрушения необратимых контактов между частицами:

(3)

Однако, в течение цикла происходит трансформация одних видов энергии в другие, и лишь часть рассеянной энергии W¡ расходуется собственно на пластические деформации грунта. Другая же ее часть поглощается грунтом и "включается" и в следующий цикл воздействия, изменяя ее энергетический баланс. Потери энергии вовне системы выражаются в частичном наложении соседних петель гистерезиса с появлением меньшей петли между ветвью разгрузки предыдущего цикла и ветвью нагрузки - последующего. Таким образом, при динамическом воздействии переменная по сути нагрузка изменяется быстрее, чем заканчивается трансформация энергии из одних видов в другие, и именно прогрессирующее накопление внутренней энергии системы при таком нагружении и служит общей причиной динамической неустойчивости всех грунтов.

Разработка способа и методики измерения этой избыточной энергии имеет огромное научное и практическое значение, поскольку открывает возможность принципиально нового подхода к моделированию поведения любых грунтов при произвольных нагрузках. На сегодняшний день существует четыре основных концепции математического моделирования процессов деформирования и разрушения грунтов: а) нелинейно-упругие модели, б) модели на базе теории гипоупругости, в) эндохронные и эн-дохронно-пластические модели в рамках теории пластичности, г) модели упруго-пластического изотропного упрочнения и изотропно-кинематического упрочнения. Но все они слишком сложны для практического использования и в большей степени разработаны для описания деформирования в условиях монотонного нагружения.

В связи с этим поиски альтернативных решений для моделирования поведения грунтов с энергетических позиций весьма актуальны. Первые по сути энергетические концепции для случаев уплотнения и разжижения несвязных грунтов при интенсивном динамическом воздействии были предложены в 1979 г. С. Немат-Нассером, в 1988 г. Ч.С. Чангом и Р.В. Уитманом и получили дальнейшее экспериментальное развитие в работах И.Л. Као, К.Т. Ло и Дж.Л. Фигероа. В задачу же предлагаемого подхода входит надежная оценка всех вариантов динамической неустойчивости любых грунтов.

С практической точки зрения такой подход имеет смысл только в том случае, если будут выработаны количественные и к тому же экспериментально определяемые энергетические критерии, применимые для всех грунтов. Поскольку точное соотношение между различными видами энергии в правой части уравнения (3) пока не поддается надежному количественному определению, то ключом к новому подходу к оценке динамической неустойчивости грунтов может быть количественная характеристика

90 80 -70 -60 50 40 30 20 + 10 о

1,69

1,7 1,71 1,72 1,73 Осевая деформация, %

1,74

120

1,88 1,9 1,92

Осевая деформация, %

1,94

120 -100 80 60 40 20 0 9,5

9,6 9,7 9,8 9,9 Осевая деформация, %

Рис.2. Типичный вид диаграмм "напряжение-деформация" на разных стадиях динамического трехосного сжатия глин.

рассеянной фунтом при данных условиях энергии, а также энергия активации его структурных связей.

Рассеянная энергия как критерий динамической неустойчивости грунтов. С позиций энергетики процесса динамического нагружения грунта естественной мерой сте-

пени его деформирования является суммарная величина энергии, рассеянная единицей объема грунта во всех циклах воздействия к моменту разрушения или достижения некоторой критической деформации. В общем случае чем выше эта величина, тем более динамически устойчивым следует считать грунт. Такой критерий привлекателен еще и тем, что как показано в ряде работ (Nuttli, 1979; Hasegawa et al., 1981; Davis, Berill, 1982, Berrill, Davis, 1985; Triiunac, 1995) общее количество рассеянной грунтом сейсмической энергии может быть рассчитано как часть всей энергии, выделившейся при землетрясении, в том числе и по частотным спектрам зарегистрированных или "проектных" толчков и даже с учетом резонансного усиления колебаний в слоистом массиве (Davis, Berrill, 1996). Следовательно, исходя из магнитуды прогнозируемого толчка, эпицентрального расстояния и характеристик затухания грунтов и рассчитав суммарную величину рассеянной ими энергии, возможно перейти к определению соответствующей степени деформирования или деградации прочности. То есть, суммарное количество рассеянной энергии можно непосредственно использовать для оценки степени разупрочнения глинистых грунтов или потенциала разжижения песков.

В последнем случае большинством исследователей за основу принимается линейная зависимость между величиной рассеянной энергии и возникшим поровым давлением. Тогда необходимо определить критическую величину энергии, рассеянной песком на единицу его объема к моменту разжижения. Этот момент фиксируется в любом лабораторном эксперименте по величине избыточного порового давления. Однако во многих случаях аварийная ситуация возникает из-за накопления деформаций выше критического уровня без разжижения грунтов. Некоторые динамически малоустойчивые грунты не разжижаются вообще. Поровое давление не может считаться надежным показателем момента разжижения глинистых грунтов, водопроницаемость которых недостаточно велика для выравнивания порового давления во всем объеме образца в течение цикла воздействия при характерных скоростях деформирования 20-30 %/час и выше. Наконец, этот критерий неприменим в неводонасыщенных грунтах.

Для преодоления всех отмеченных сложностей предлагается для расчетов энергетических критериев использовать некоторую критическую величину деформации, которая может быть определена из условий работы сооружения, специфической стадией деградации прочности и жесткости грунта или из других практических соображений. В наших экспериментах на широком спектре дисперсных грунтов было показано, что на диаграммах кинетики динамического деформирования для большинства грунтов отчетливо выделяются две характерные точки, соответствующие суммарной осевой деформации 2-2,5 и 5 %. Первая из них знаменует заметное увеличение скорости накопления деформаций и их амплитуды, отражая важный уровень деградации прочности грунта. А для рыхлых водонасыщенных песков такой уровень деформации вообще обычно соответствует моменту их разжижения. При 5 %-ной осевой деформации динамическое разупрочнение грунта, как правило, достигает своей критической фазы и ее достижение означает возможность разрушения грунта при данной амплитуде динамических напряжений. Эти наблюдения также хорошо согласуются и с опубликованными данными многих других авторов. Поэтому в последующем расчеты удельной рассеянной энергии проводились для двух указанных уровней деформации, которые также удобны и для сравнительной оценки динамической неустойчивости разных грунтов.

Еще одна проблема заключается в том, что даже в пределах одного цикла воздействия петля гистерезиса не может быть описана математически с удовлетворительной точностью, не говоря уже о том, что ее форма непрерывно меняется от цикла к циклу, особенно для негармонического воздействия. Предлагаемый нами выход заключается в использовании специальных программ высокоскоростной - каждые 5-10 миллисекунд -регистрации всех данных в течение всего опыта, что позволяет получать гладкие петли

гистерезиса. В то же время огромное количество зарегистрированных экспериментальных значений позволяет с высокой точностью разбить диаграмму нагружения для всей совокупности циклов воздействия на огромное, но конечное множество бесконечно малых прямолинейных отрезков. Тогда суммарная величина энергии, рассеянной единицей объема грунта к интересующему нас моменту времени (например, к моменту достижения 5 %-ной деформации грунта) для условий динамического трехосного сжатия выразится следующим образом:

л-1

Л \¥ = X 0.5(а/+] + <т, )(ем - е,) (4)

/=1

где о - приращение девиатора напряжений относительно исходного уровня, е - осевая деформация, п - число зарегистрированных ¡-ых значений. При подстановке напряжений в кПа, а деформаций - в долях единицы величина удельной рассеянной энергии выразится в кДж/м3.

Удельная энергия активации как критерий динамической неустойчивости грунтов. Энергия активации - универсальный термодинамический параметр, определяющий прочность структурных связей грунта, и как таковой он является не специфическим критерием их динамической неустойчивости, но более фундаментальной характеристикой. С нашей точки зрения именно энергетический подход в динамике грунтов открывает возможность практического экспериментального определения энергии активации природных грунтов ненарушенного сложения и ее использования в качестве фундаментального энергетического критерия их динамической неустойчивости.

Энергия активации в соответствии с ее классическим определением (О^эШпе е1 а!., 1941) представляет собой минимальный уровень энергии, достаточный для перехода системы в новое состояние. В случае динамического воздействия это означает, что пока величина избыточной внутренней энергии не достигла уровня энергии активации, поведение грунта не выходит за рамки нелинейной упругости, и в любом цикле воздействия будет наблюдаться замкнутая петля гистерезиса (рис.2а). При достаточной амплитуде динамических напряжений ее площадь увеличивается от цикла к циклу, и при выполнении условия (1) деградация прочности грунта приведет к проявлению регистрируемых пластических деформаций и размыканию петли гистерезиса (рис.2б). Таким образом, суммарная площадь всех сомкнутых петель гистерезиса соответствует величине энергии активации, которая может быть измерена экспериментально.

Предлагаемая нами концепция удельной энергии активации (Еж) основывается на трех основных положениях:

1. За величину активационного барьера принимается величина энергии, достаточная для проявления сколь угодно малой, но измеряемой пластической деформации, что соответствует моменту регистрации первой разомкнутой петли гистерезиса;

2. Удельная энергия активации есть мера внутренней энергии грунта и включает тепловую, кинетическую (увеличение подвижности частиц), поверхностную (энергию разорванных связей) и другие формы энергии;

3. Е, рассматривается как усредненная характеристика некоторого удельного объема грунта, хотя на самом деле она различна для единичных контактов между частицами, прочность которых варьирует в соответствии с распределением Больцмана.

Такой подход позволяет экспериментально измерять энергию активации как функцию строения и состояния грунта и открывает возможность математического моделирования и вероятностной оценки поведения грунтов при любых нагрузках. Практически при анализе данных требуется установить тот гИ-ый цикл, в котором произошло размыкание петли гистерезиса, и определить удельную энергию активации из

(5,

Таким образом, ключевой идеей нового энергетического подхода является использование экспериментально измеряемых энергетических критериев для оценки динамической неустойчивости любых грунтов. Его наиболее значимые преимущества заключаются в следующем:

• фундаментальность и строгий теоретический базис;

• предлагаемые энергетические критерии непосредственно связаны с энергией динамического воздействия, например, с магнитудой землетрясения, то есть представляют собой прямые, а не косвенные характеристики изучаемых процессов;

• не требуется анализ истории нагружения для определения эквивалентного количества циклов воздействия при заданном уровне напряжений или деформаций;

• энергетические критерии практически не зависят от формы волны нагружения, а поэтому нет необходимости для воспроизведения в эксперименте сложных воздействий, и во всех случаях может использоваться простое гармоническое возбуждение;

• энергия - скалярная величина, что упрощает ее использование по сравнению с ускорением - вектором, одна из компонент которого часто игнорируется в ущерб надежности результата;

• энергетические критерии не зависят от типа эксперимента и конструкции установки, что упрощает сравнение результатов испытаний, проведенных в разных лабораториях и на различном оборудовании.

Таким образом, ключевыми идеями нового энергетического подхода к оценке динамической неустойчивости грунтов являются единая энергетическая природа динамического деформирования и разрушения всех грунтов и количественные экспериментально измеряемые энергетические критерии (удельная рассеянная энергия, модуль энергоемкости деформирования и удельная энергия активации), имеющие четкий физический смысл и зависящие только от состава, строения и состояния самого грунта. Для его обоснования в работе продемонстрирована техническая возможность получения предложенных энергетических критериев в численном выражении, их информативность для оценки закономерностей проявления динамической неустойчивости разных грунтов, а также сформулированы общие требования к методике испытаний для получения однородных и воспроизводимых данных.

Для детального исследования закономерностей проявления динамической неустойчивости разных грунтов, поиска новых эффектов и разработки энергетического подхода в области динамики фунтов в наших экспериментах был использован широкий спектр фунтов разных классов. Подробная характеристика изученной выборки приводится в пятой главе диссертации и представлена в обобщенном виде в табл.2. Динамические испытания были проведены на трех фуппах дисперсных фунтов: несвязных (9 разностей), связных (237 разностей) и слабосвязных (75 разностей). Кроме того, использовались образцы 3 разностей фунтов с жесткими структурными связями.

Учитывая разнообразие изученных фунтов по их генезису, возрасту, составу и свойствам, выборку дисперсных фунтов можно считать представительной для решения проблемы, вынесенной в название диссертации.

В работе использовалось несколько экспериментальных методов, выбор которых определялся характером решаемых задач и доступностью оборудования, но важнейшие для работы результаты были получены динамическими трехосными испытаниями, проведенные на трех несколько различающихся конструктивно установках пневматического и пневмогидравлического действия в диапазоне частот 0,0125-0,5 Гц квазигармонического нафужения. Принципиальная схема одной из них приведена на рис.3.

Обобщенная характеристика выборки изученных грунтов

Таблица 2

Возраст, Количество

Класс грунтов Группа грунтов Разности грунтов генезис Место отбора разностей данной категории

1 2 3 4 5 6

пески мелкие УОпму США (коммерческий - \Vedron) 1

^кОш Побережье Финского залива (п. Комарово) 1

пески средней крупности К1а г. Люберцы 1

Несвязные тСЬ Побережье Финского залива (п. Комарово) 1

fgO.ii г. Драммен (Норвегия) 1

«Зпг Тонкораздробленная железная руда (Швеция) 1

пески крупные Побережье Финского залива (п. Комарово) 1

Дисперсные пески пылеватые Юге Золы гидроудаления ТЭС (г. Владивосток, г. Иркутск) 2

пески пылеватые тОш п-ов Ямал 3

супеси шОш п-ов Ямал 2

1а(Зш2"3 Среднее Приобье 2

суглинки 1асу-4 г. Ханты-Мансийск 1

аО, г. Ванкувер (Канада) 1

лессовидные У-рОш р-н Харьковской ГРЭС 2

Слабосвязные лессы v,dQшdb плато Уртабоз, южный Таджикистан 40

dQп-ш г. Нижний Новгород 5

d,pQп-ш г. Оби-Гарм, Таджикстан 13

модельные смеси кварцевая пудра 1

песок+(2+8) % частиц мельче 5 мкм 5

1 2 3 4 5 6

суглинки а0,%- Среднее Приобье 5

аСУ" Среднее Приобье 2

Среднее Приобье 152

^Ош1 Среднее Приобье 2

р. Иртыш (низовья) 2

1я0п2 Среднее Приобье 3

ВОптэ г. Калуга 1

аОпЧЬ р. Иртыш (п. Семейка) 2

алевриты Р^згг р. Обь (п. М. Атлым) 2

глины а(?1\. Среднее Приобье 1

континентального 1аОш2"3 Среднее Приобье 3

генезиса а(УЛ р. Иртыш 1

Дисперсные Связные глины г. Тронхейм (Норвегия) 3

морского генезиса тО[у г. Тронхейм (Норвегия) 2

Юго-западный Крым (г. Бахчисарай) 1

бентонитовые Р8г Махарадзе (Грузия) 1

-«- Рв Огланлы (Туркмения) 1

-«- К2ср Юго-западный Крым (с. Машино) 1

каолиновая Коммерческий 1

1зОХ г. Москва (Царицыно) 10

илы тОг,- Тихий океан 26

т01\- Каспийское море 17

Осадочные сцементированные Известняки органогенно-обломочные Р81«1 Юго-западный Крым (с. Скалистое) 1

Скальные Известняки-ракушечники N25 п-ов Мангышлак 1

Магматические микродиориты УБЪ Юго-западный Крым (Первомайский к-р) 1

Задающий генератор

Электропнев-матическмй преобразо ватеяь

Регул

прсггиво- (-давления

-Пневмонагрчжатепь двойного действия

Датчик осевой - нагрузки

„.Регулятор давления <Н7 в камере

лг-г-Регулятор Ч 'обратного давления

К системе регистрации

Пипетка

.Система сбора данных

Датчик порового давления К системе_

регистрации-

•Датчик давления о камере

Рис.3. Схема динамической трехосной установки пневматического действия (Университет Британской Колумбии, Ванкувер)

Один из важнейших узлов прибора - пневмоцилиндр с поршнем, скользящий в нем почти с нулевым трением. Давление воздуха в камерах по обе стороны поршня и характер его изменения задаются элекгропневматическим преобразователем, а управляющий сигнал на последний подается компьютером в соответствии программой эксперимента. Все испытания проводились с контролем напряжений: по этой схеме они задаются и поддерживаются на определенном уровне в течение всего опыта, а поровое давление и осевая деформация образца регистрируются в функции числа циклов на-гружения. Для измерения осевых деформаций образца использовались индуктивные Ь\Т)Т преобразователи, имеющие (как и датчики напряжений) обратную связь с системой нагружения, что обеспечивает автоматизированный режим работы всей установки. Управление экспериментом и непрерывная регистрация всех измеряемых величин (по 5 каналам) с метками времени велись каждые 5-10 мс с помощью специальных программ с персонального компьютера. Оптимальные для надежных расчетов энергетических показателей процесса скорости регистрации данных составили от 20 до 50 точек в секунду (в зависимости от длительности цикла), поскольку экспериментально получено, что меньшее число значений недостаточно для точного описания петли гистерезиса, а большие скорости не повышают точности расчетов, а лишь неоправданно увеличивают объем файлов данных. Так, при выбранных нами скоростях регистрации и частоте нагружения 0,1 Гц каждая петля гистерезиса описывается 200-500 точками.

Кроме динамического трехосного сжатия в работе применялись различные вибростенды, к которым мы относим различные по схеме работы устройства для определения каких-либо параметров прочностных или деформационных свойств грунта при одновременном возбуждении в нем волн напряжений. Они состоят из двух основных частей: вибратора направленного действия и системы измерения показателей физико-механических свойств. В применявшихся нами установках этого типа использовалось три схемы передачи динамической нагрузки на грунт: а) вибрации подвергается весь объем грунта, укрепленный в обойме на вибраторе - это схема вибросдвиговой установки, позволяющей вести испытания при частотах 6-60 Гц и амплитудах 0,252 мм в синусоидальном или виброударном режиме динамического нагружения; б) вибрация передается грунту от штампа, установленного на поверхности образца, причем площадь их взаимодействия равна площади сечения образца - схема испытаний в режиме виброконсолидации; в) источником колебаний является внедряемый в образец измерительный микрозонд - вибропенетрационные испытания, для которых было изготовлено 2 разных установки. Во всех случаях оценка динамической неустойчивости грунтов проводится на основе сравнения показателей физико-механических свойств в условиях статического и динамического нагружения.

Наконец, методика неразрушающего контроля прочности дисперсных грунтов основана на изменении их акустической жесткости в результате разрушения и последующего восстановления контактов между частицами при динамическом нагружении и последующем "отдыхе" грунтов. Сконструированное для этого устройство предназначено для определения скорости ультразвука в образце связного грунта при одновременном передаче на него низкочастотной механической вибрации и исключает возможные акустические помехи и дополнительные нарушения структуры грунта какими-либо датчиками. Анализ результатов основывается на получении надежной корреляционной зависимости между акустическими характеристиками и прочностными параметрами определенной группы грунтов.

ЧАСТЬ III. ПРИРОДА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДИНАМИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ РАЗНЫХ ГРУПП ГРУНТОВ

Третья часть диссертации включает 4 главы, в которых последовательно рассматриваются динамическая дилатансия несвязных грунтов, тиксотропия и квазитиксотропия связных грунтов, дилатантно-тиксотропные процессы в слабосвязных грунтах и усталость грунтов с жесткими структурными связями. Эта часть завершается общими методическими рекомендациями по практической экспериментальной оценке динамической неустойчивости разных грунтов с помощью ее энергетических критериев.

Проведенное в работе обобщение обширного опубликованного и собственного экспериментального материала автора, а также его анализ в общем виде на основании балансовых энергетических уравнений позволили показать, что все многообразие форм проявления динамической неустойчивости разных грунтов отчетливо связано с особенностями последующей трансформации энергии процесса из одних ее видов в другие и может быть сведено к нескольким вариантам. На этой основе построена классификация грунтов по механизму их динамической неустойчивости (табл.3).

На первом уровне предлагаемой классификации все грунты делятся на два общепринятых класса: грунты с жесткими структурными связями и без жестких связей, которые принципиально различаются по форме, в которой накапливается внутренняя энергия грунта при динамическом нагружении: в первом случае ее аккумуляция идет преимущественно в форме тепла, а во втором - преимущественно в форме кинетической энергии колеблющихся частиц. Этот избыток внутренней энергии при разрушении структурных связей в грунтах разных групп расходуется по-разному, определяя второй уровень классифицирования - тип динамической неустойчивости. И третий уровень классифицирования основан на особенностях проявления динамической неустойчивости данного типа.

В усталостно-неустойчивых скальных и полускальных грунтах накопленная энергия расходуется преимущественно на акустическую эмиссию. Усталость грунтов с жесткими структурными связями остается слабо изученной по сравнению с другими формами динамической неустойчивости, характерными для дисперсных разностей. Приведенный в работе обзор специальной литературы показал, что грунтам с жесткими структурными связями, подобно другим высокопрочным материалам, присущи усталостные свойства, причем выраженные более резко в силу их существенной неоднородности. Предел усталости всех скальных и полускальных грунтов определяется уровнем прочности дефектов их структуры - зародышей усталостных микротрещин и составляет обычно около 50% предела статической прочности. Однако сами эти дефекты могут иметь существенно разную энергию связи.

В диссертации на основе анализа балансовых энергетических уравнений в общем виде показано, что при динамических нагрузках, не превышающих предела усталости, в некоторых грунтах возможно проявление усталости низкого энергетического уровня, вызывающей снижение их прочности уже на начальных циклах нагружения, но не приводящей к разрушению. Это явление обусловлено активизацией и последующей "сра-боткой" определенной доли первичных концентраторов напряжений в породе. Дальнейший рост микротрещины или зарождение новых может произойти только при достижении более высокого уровня энергии активации, что возможно лишь с повышением нагрузки. Таким образом, в основе усталости грунтов лежит стохастический механизм разрушения структурных связей разной прочности, в соответствии с которым усталость низкого энергетического уровня может проявляться лишь в породах с определенным типом распределения этих связей по энергиям активации, либо по характерным значениям коэффициента концентрации напряжений, контролируемого, в первую

Таблица 3

Классификация грунтов по механизму их динамической неустойчивости

Классы грунтов Группы грунтов по типу динамической неустойчивости Подгруппы грунтов по особенностям проявления динамической Неустойчивости Характерные примеры грунтов подгруппы

С жесткими структурными связями (скальные и полускальные) Усталостно-неустойчивые С усталостью двух энергетических уровней (низкого и высокого) Высокопористые слаботрещиноватые органогенные известняки

С усталостью одного энергетического уровня (высокого) Слаботрещиноватые интрузивные породы (диориты)

Без жестких структурных связей (дисперсные) Дилатантные Способные к проявлению дилатансии разного знака Любые несвязные грунты при Б,>45% и при любой степени увлажнения

Проявляющие только отрицательную дилатансию (уплотняющиеся) Водонасыщенные рыхлые (Ог<45% ) пески

Дилатантно-тиксотропные С преобладанием тиксотропных эффектов Высокоувлажненные и водонасыщенные супеси и легкие суглинки континентального генезиса, обычно существенно пылеватые по составу

С преобладанием уплотнения Увлажненные пылеватые пески и лессовые грунты

Тиксотропные Не подразделяются Глинистые массы (грунты нарушенного сложения) при влажности выше предела текучести

Квазитиксотропные Не достигающие исходной прочности (частично восстанав ливающ иеся) Маловлажные или существенно уплотненные молодые глины и суглинки (например, моренные)

Повышающие прочность выше исходного уровня (упрочняющиеся) Высокоувлажненные молодые глины и суглинки, не испытавшие значительных динамических нагрузок

очередь, конфигурацией пор. Это положение было подтверждено нами и экспериментально для некоторых осадочных сцементированных грунтов. Усталость же высокого (основного) энергетического уровня свойственна любым грунтам с жесткими структурными связями при динамических нагрузках выше предела усталости.

Характерным механизмом динамической неустойчивости несвязных грунтов является динамическая дилатансия, при которой накопленная внутренняя энергия расходуется преимущественно на изменение потенциальной энергии частиц - изменение пористости грунтов. По современным представлениям динамическая дилатансия песчаных грунтов может проявляться как:

1) уплотнение (отрицательная дилатансия) рыхлого песка любой влажности;

2) разжижение водонасыщенного песка, связанное с быстрым нарастанием по-рового давления на фоне уплотнения грунта вплоть до исчезновения эффективных напряжений;

3) "циклическая подвижность" - снижение несущей способности грунта при ограниченных сдвиговых деформациях, характерное для песков плотного сложения, которые мобилизуют значительное сопротивление динамическому на-гружению даже при нулевом эффективном напряжении;

4) разуплотнение (положительная дилатансия) маловлажных плотных песков, сопровождающееся и их разупрочнением.

Возникающее при динамическом нагружении водонасыщенного песка избыточное поровое давление составит (ЗкоЛет й а1., 1985):

Аи = Асгт - ОАсгс1 (6)

где Лат - изменение среднего полного напряжения, Ас4 - изменение дезиатора, а /)= Асг^/Дст, - параметр дилатансии, положительные значения которого указывают на стремление системы к разуплотнению (положительная дилатансия) и росту эффективных напряжений, а отрицательные - на тенденцию к уплотнению (отрицательная дилатансия) и росту порового давления, частным случаем которой является разжижение песка.

Надо сказать, что употребление понятия разжижение является наиболее запутанным в современной литературе по динамике грунтов и встречается в 8 вариантах. Автор использует здесь этот термин в объеме понятия динамического разжижения -перехода грунта в текучее состояние в результате потери прочности при разрушении структурных связей динамической нагрузкой, который вызывается стремлением рыхлой системы к сокращению объема и "взвешиванием" частиц в воде с исчезновением эффективных напряжений.

Рассмотрение энергетики динамической дилатансии несвязных грунтов в общем виде показало, что при динамическом нагружении несвязного грунта часть энергии воздействия накапливается в форме кинетической энергии частиц и может быть израсходовано на их относительное перемещение, т.е. на изменение пористости грунта, что проявляется как положительная или отрицательная дилатансия. Экспериментально показано, что дилатансия с тем или другим знаком может проявляться несвязным грунтом в зависимости от его относительной плотности и влажности. При наиболее низких ее значениях грунт демонстрирует положительную дилатансию, и как следствие - небольшое снижение прочности при вибрации. Постепенное увеличение влажности приводит к уплотнению и увеличению прочности. Наконец, при степени водонасыщения выше некоторой критической уплотнение может сопровождаться разжижением грунта.

Обобщение опубликованных материалов по динамической неустойчивости песчаных грунтов показало, что ряд хорошо известных из лабораторных экспериментов

форм поведения песков не существует в природе. Важнейшим моментом был недоучет эффекта асимметрии цикла нагружения, и большинство динамических испытаний песчаных грунтов проводилось в условиях полной или частичной инверсии знака напряжений. Это означает вращение осей главных напряжений на я/2 и возникновение в образце растягивающих усилий (рис.4а)), что облегчает деформирование, грунта. Артефактом этой конфигурации опыта является быстрое достижение 100% порового давления даже в плотных песках (так называемое "циклическое разжижение").

Щ^р-а —/-

Рис.4. Изменение напряжений при динамическом трехосном сжатии: а - с полной (1) или частичной (2) инверсией знака, б -без инверсии знака напряжений

Между тем, в большинстве практических ситуаций действуют отчетливо асимметричные нагрузки без инверсии знака напряжений (рис.4б). Очевидно, что в условиях трехосного нагружения растяжение образца будет иметь место всякий раз в течение цикла, когда осевое ст,1<о'зо. Поэтому степень инверсии напряжений удобно характеризовать величиной приведенного коэффициента асимметрии цикла

Рс=~,

а[ - (Т'3е . (7)

1 тал

отрицательное значение которого означает возникновение фазы растяжения в какой-то части цикла, а положительное - существование только сжимающих напряжений.

Анализ полученного автором экспериментального материала позволяет указать на следующие новые факты и закономерности динамической неустойчивости песков. 1. Определяющее влияние на поведение всех песков оказывает величина коэффициента асимметрии цикла динамической нагрузки (рис. 5-10):

а) инверсия знака напряжений может обеспечить достижение 100%-го относительного . порового давления в песках любой плотности, и их разжижение окажется лишь артефактом эксперимента;

б) при динамическом нагружении рыхлых водонасыщенных песков без инверсии знака напряжений быстрое накопление деформаций на начальной стадии может без разжижения скачкообразно смениться состоянием циклической подвижности при относительном поровом давлении на уровне 70% (рис.5);

1Л 2 £5 Дефориоция, !

130 130

Рис.5. Быстрое накопление деформаций со скачкообразным переходом к циклической подвижности в рыхлом фг=39%) песке без инверсии знака напряжений (рс=0,19) (а), характер накопления деформаций на разных стадиях (б), траектория эффективных напряжений на конечной стадии затухающей циклической подвижности (в).

Рис.6. Развитие циклической подвижности в плотном (Бг=83%) песке при частичной инверсии напряжений (рс=-0,51), приводящее к накоплению критических деформаций без разжижения при длительном нагружении

в) при больших значениях коэффициента асимметрии цикла резче выражена положительная динамическая дилатансия плотных песков, и накопление деформаций происходит в основном в фазе разгрузки с формированием обратного наклона петель гистерезиса (рис.8);

г) при отрицательных и близких к нулю значениях коэффициента асимметрии цикла энергоемкость деформирования грунта понижается, и весьма вероятно формирование в песке ослабленных зон предпочтительного разуплотнения (рис.6,7) (в том числе и в сухих разностях - рис.9) при прохождении траектории эффективных напряжений через точку гидростатического сжатия, в пределах которых впоследствии может произойти разрушение.

2. Длительные пульсирующие (рс~0) нагрузки, особенно при небольших амплитудах деформации, не позволяют плотному водонасыщенному песку мобилизовать значительное сопротивление сдвигу и приводят к медленной переупаковке зерен и внезапному разжижению фунта (рис. 10), на что отчетливо указывают низкие значения модуля энергоемкости деформирования. С практической точки зрения это важно для изучения реакции песков в условиях длительных техногенных нагрузок небольшой интенсивности.

3. Песок становится неразжижаемым в любых условиях лишь при очень высокой степени уплотнения - более 70-80%. Менее же плотные пески, в принципе, могут разжижаться при длительных динамических нагрузках с коэффициентом асимметрии цикла близким к нулю. Таким образом, с точки зрения динамической устойчивости к плотным пескам следует относить разности с Т),>70%, а к рыхлым - с 0,<45%.

£Г

Рис.7, Развитие циклической подвижности в предельно плотном (Ог=ЮО%) песке при полной инверсии напряжений (рс~1): а - изменение деформаций и порового давления, б - типичная форма траектории эффективных напряжений для двух первых циклов.

-02

_<и

0 5 1(1 15 2П 25 СИ 35 40 45 50 N

о аоэ он (И5 02 025 аз аз5 а4

Деформация, %

Рис.8. Затухающая циклическая подвижность в плотном фг=92%) песке без инверсии напряжений (рс=0,02).

Надо сказать, что все описанные различия в динамической устойчивости песков в тех или иных условиях нагружения отчетливо выявляются с помощью энергетических критериев. Типичная кривая кинетики рассеяния энергии в функции числа циклов нагружения для случая циклической подвижности приведена на рис.11: момент переукладки зерен при переходе грунта в это состояние отмечается небольшим мгновенным увеличением диссипации энергии, а затем диаграмма становится почти прямой со слабой тенденцией к стабилизации в большом числе циклов воздействия. Чем выше

N=270-290

ас

J о

1Ь

leo 1S2 1М Ш 1М 170 17» 174 17« 17В 1«0

N=160-180

Рис.9. Поведение рыхлого сухого песка в условиях циклического сжатия и растяжения : а - в начале эксперимента, б - на конечной стадии

суммарная величина удельной рассеянной энергии к моменту достижения заданной деформации, тем грунт динамически более устойчив. С этим согласуются и полученные нами расчетные значения этой энергии, подтверждающие изложенные выше закономерности:

• наибольшие значения получены для сухих песков, которые действительно динамически весьма устойчивы даже в условиях инверсии знака напряжений (7,2 и 10,1 кДж/м3);

• степень инверсии знака напряжений имеет определяющее значение для развития динамической неустойчивости песков - снижение рс от 0,19 до -0,51 приводит к почти двукратному уменьшению энергоемкости деформирования плотного песка (2,9 и 3,4 кДж/м3) по сравнению с рыхлым (3,7 и 8 кДж/м3 соответственно).

• важнейшее значение этого фактора демонстрирует также наиболее низкая энергоемкость деформирования для очень плотных песков при отрицательных значениях коэффициента асимметрии цикла, особенно для уровня амплитуды деформаций 2,5% (1,3-1,9 кДж/м3).

гутюн рытлыя пепож 201

YVVVVVVVVVVVYm -..............-......

202

дефсцшаша -(10 %

0 2 4

аоровов^Даалексяе

дефС'Р!

АД

в 10 12 14 1в

Опыт 105 ...ВШИЙЖЙв,.

; норовое давление

а •°91' 5 -ом!

4 03-604-•ОИ'

<Я КО"" 600-

Рис.10. Влияние асимметрии цикла нагрузки на поведение плотных песков: 1) поведение плотного (0,=68%) песка в недренированных условиях динамического пульсирующего (рс=0,13) сжатия: а - начальная фаза медленного накопления деформаций, 6 - внезапное разжижение на конечной стадии; 2) поведение предельно плотного (Ог=99%) песка в недренированных условиях при динамическом сжатии без инверсии знака напряжений (рс=0,37): а - стабилизация деформаций и порового давления, б - сомкнутая траектория эффективных напряжений в первых 40 циклах

Таким образом величина удельной рассеянной энергии может использоваться для оценки динамической неустойчивости песков с учетом как показателей состояния и свойств грунта, так и условий его нагружения в их взаимовлиянии, что существенно облегчает такой многофакторный анализ. Вместе с тем не всегда возможно рассчитать величину Д\У для одной и той же деформации. В этой ситуации для сравнения чувствительности грунта к динамической нагрузке нами вводится другой энергетический критерий -модуль энергоемкости деформирования, равный энергии, рассеиваемой грунтом на единицу относительной деформации, например, при заданном количестве циклов №

Э„ =

АIV,

(8)

Рассчитанные для ряда рассмотренных нами случаев величины показывают, что наибольшие (более 300 кДж/м3) модули энергоемкости деформирования имеют все же наиболее плотные разности песков и образцы, нагружавшиеся в условиях открытой системы, а наименьшие (менее 100 кДж/м3) характерны для образцов, пришедших в конце концов к разжижению. Таким образом, низкие значения Зм указывают на потенциальную неустойчивость - податливость структуры песка даже при очень медленном накоплении деформаций.

^ 10

Ч и

3 я С 8

ея

1 6

3 ¡2

| 5°/

г3

100

Рис.11. Накопление рассеянной энергии при пульсирующем сжатии рыхлого песка. Стрелками показаны моменты достижения осевой деформации 2,5 и 5%.

Энергетические критерии также очень удобны и информативны при оценке раз-жижаемости песчаных грунтов и определении пороговых для нее величин пористости. Это иллюстрируется на рис.12-13. В трех показанных случаях разжижение наступало при превышении осевой деформацией уровня 5,3-5,5%, но с уменьшением пористости на 7% число циклов до момента разжижения увеличилось в 17 раз - с 16 до 272. При дальнейшем снижении пористости грунт утратил способность к разжижению при данных условиях и накопление деформаций происходило по типу затухающей циклической подвижности.

Анализ этих результатов с энергетических позиций представлен на рис.13: рассчитанные по экспериментальным данным значения удельной рассеянной энергии показывают, что этот песок обладает чрезвычайно низкой динамической устойчивостью и склонен к быстрому (в первых десятках циклов) разжижению при пористости более 40%: энергоемкость его разжижения составляет менее 2 кДж/м3. Пороговое значение пористости - ниже которого песок утрачивает способность к разжижению (при отсутствии инверсии знака напряжений) лежит в диапазоне от 35 до 40%, а при дальнейшем повышении степени уплотнения энергоемкость деформирования резко возрастает - с 70 кДж/м3 при пористости 35% до 220 кДж/м3 - при 32% в среднем на 2,5 кДж/м3 на каждый процент изменения пористости грунта.

Оссвая деформация,

Осевая деформация, °/

ЮЮ-^СПО-ЧСОСО

Относительное поровое давлеш

Осевая деформация, °/

.л го о> <л е> -ч

Относительное поровое давлеш

0,25

0,3 0,35

Пористость

Рис.13. Энергоемкость деформирования и разжижения песка средней крупности при разной пористости : 1 - энергия рассеянная при осевой деформации 2,5%; 2 -то же при 5%.

Полное соответствие кривых для разных уровней деформации свидетельствует о корректности расчетов и надежности этого критерия для сравнительной характеристики динамической устойчивости на разных стадиях нагружения грунта.

Таким образом, наиболее универсальной формой динамической неустойчивости водонасыщенных песков любой степени плотности является циклическая подвижность, которая в зависимости от плотности грунта и параметров нагрузки проявляется при положительном поровом давлении в течение хотя бы части цикла воздействия как: а) быстро прогрессирующая циклическая подвижность, приводящая к разрушению грунта без его разжижения, б) медленное накопление критических деформаций, в) затухающая циклическая подвижность. При этом на энергоемкость динамического деформирования и разрушения песков существенно влияет величина асимметрии цикла нагрузки, вариации которой могут обеспечить 100%-ое относительное поровое давление при любой плотности сложения и тип поведения грунта, который окажется лишь артефактом эксперимента определенной конфигурации.

В тиксотропных системах - высоковлажных глинистых грунтах нарушенного сложения накапливающаяся при динамическом воздействии преимущественно в кинетической форме внутренняя энергия грунта "перекачивается" по мере разрушения его структуры в поверхностную, значительная величина которой для глинистых систем и обеспечивает их полную обратимость - возможность восстановления структурных связей той же прочности (рис.14) что, по сути дела, и является условием тиксотропности системы.

£ = Еа , (9)

Динамическая неустойчивость природных связных грунтов с преимущественно коагуляционными структурами проявляется в форме квазитиксотропной деградации их прочности, следствием которой может быть как ускоренное накопление деформаций,

Рис.14. Кинетика восстановления прочности тиксотропной системы (а) и ква-зитиксотропных природных грунтов (б, в)

Рис.15. Кинетика квазитиксотропного восстановления прочности глинистых грунтов после гармонической вибрации: 1- суглинок тяжелый (\У=24%), 2- глина легкая (\У=32%), 3- суглинок легкий (\У=26%), 4- суглинок средний (Ш=28%)

так и разжижение наиболее чувствительных разностей. Накапливающаяся внутренняя энергия при этом расходуется преимущественно на увеличение поверхностной энергии, сопровождающееся изменением и энергии взаимодействия частиц. Поэтому конечная прочность квазигиксотропных грунтов после завершения восстановления (рис.15) либо не достигает исходного уровня, либо превышает его в зависимости от знака результирующего изменения этой энергии:

я^Ед^+Хдя,,. (ю).

В работе в общем виде показано, что в основе этого лежит 4 эффекта: 1) увеличение энергии взаимодействия частиц во вторичной потенциальной яме за счет приближения к оптимуму;

. 4

о.

а 1

у /

/ 000М 0Ш2

00№

40 60

0,9

0,8 §

э 0>

0,7 1

0,6 о а

о.

0,5 в

0.4 ^

я и

0,3 в

0,2

0,1

100

а. о ■в-ш

¡5

а> и О

50 100 150 200

Время, с

б 1

Л2

0Г

250

0,9 0,8

0,6 • а о

0,5 | «

0,4 5

о.з Н 0,2 1 0,1

300

Рис.16. Кинетика накопления деформаций (1) и порового давления (2) в глинах ненарушенного сложения: а - весьма чувствительная глина, б - особо "плывунная" глина

2) исчезновение структурных связей с энергией активации самого низкого уровня (формирование более равномерной структуры);

§ 1

1 0,9

I 0.8

8 0,7

I 0,6

о.

Е 0,5

0 0,4

1 0,3

Ё 0,2

§ 0,1 б „

2 4 6 8 10

Удельная рассеянная энергия, кДж/куб.м

0,9 0,8 0,7 0.6 0.5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

- < >\У- А м * *

и* **

1 10 Удельная рассеянная энергия, кДж'куб.м

Рис.17. Накопление порового давления в функции удельной рассеянной энергии при динамическом сжатии слабо переуплотненной глины ненарушенного сложения: а - кинетика изменения, б - максимальные значения за цикл воздействия.

3) увеличение количества межчастичных контактов в единице объема грунта;

4) разрушение необратимых контактов.

Таким образом, квазитиксотропность связана исключительно с энергетической неоднородностью структуры природного глинистого грунта и при данной интенсивности динамической нагрузки проявляется только однократно, что подтверждается и экспериментально.

Использование энергетических критериев динамической неустойчивости дает возможность под новым углом зрения взглянуть на некоторые спорные и нерешенные проблемы динамики связных грунтов. Так, в зависимости от параметров нагружения число циклов до разрушения для одного и того же грунта может изменяться в 100 и более раз, между тем, величина удельной рассеянной энергии остается практически по-

стоянной, что позволяет использовать ее для сравнительной оценки динамической неустойчивости грунтов.

Измеряемое в недренированных испытаниях связных грунтов поровое давление не соответствует реально существующему в центральной части образца из-за того, что при характерных для циклических испытаний высоких скоростях деформирования поровое давление не успевает выравниваться во всем объеме грунта. Во всех экспериментах максимальные значения и амплитуда колебаний порового давления нарастали до некоторого предельного уровня, а затем оставались постоянными вплоть до разрушения (рис. 16-17), что во всех случаях хорошо описывается в терминах удельной рассеянной энергии:

рря = к \е а ж . (п)

. Даже при разжижении при полном водонасыщении образцов относительное поровое давление (РРЯ) не только не достигало 1, но часто не превышало 0,5-0,6. Энергетический подход, допускающий все расчеты в полных напряжениях, предлагает корректный выход из этой ситуации.

Время, с

Рис.18. Кинетика деформирования "плывунной" глины при двух разных частотах^ Удельная рассеянная энергия в обоих случаях одинакова: 1,65 кДж/м и 3,3-3,5 кДж/м для деформаций 2,5 и 5%

Изменение частоты в диапазоне 0,1-1 Гц, где отсутствуют резонансные эффекты, не влияет на динамическую устойчивость связных грунтов (рис. 18) и может не учитываться при планировании эксперимента. Однако, при переходе к еще более длиннопе-риодным нагрузкам - с периодом в несколько десятков секунд - начинает проявляться релаксация напряжений, приводя к отчетливому, хотя и не очень значительному повышению энергоемкости деформирования с частотой (рис.19). Стабилизация эффекта происходит при частотах 0,1-0,12 Гц, что позволяет оценить период начальной релаксации напряжений для связных грунтов величиной порядка 8-10 секунд. Таким обра-

зом, можно считать доказанным неправомерность использования результатов чрезвычайно длиннопериодных циклических нагрузок для получения параметров динамической неустойчивости связных грунтов в эффективных напряжениях, предлагавшегося некоторыми авторами. Накопление деформаций за счет ползучести при циклическом нагружении хорошо видно также на рис.20. Только энергетический подход позволил установить закономерности влияния частоты нагруження в низкочастотном сейсмическом диапазоне, поскольку ни уровень деградации прочности, ни число циклов до разрушения, ни тем более достигнутый уровень избыточного порового давления не могли служить надежными критериями динамической неустойчивости связных грунтов для такого анализа.

Частота, Гц

Рис.19. Изменение энергоемкости деформирования чувствительной глины в диапазоне частот нагружения 0,0125-0,25 Гц при разном уровне деформаций: 1 - 2,5%, 2 - 5%.

Энергоемкость деформирования связных грунтов при динамических нагрузках в значительной степени контролируется параметрами их природного напряженного состояния: коэффициентом бокового давления покоя, степенью переуплотнения и меньшим главным напряжением. Во всех случаях предварительная консолидация образцов при Кр>Ко приводила к резкому увеличению энергоемкости динамического деформирования - в 2-5 раз в результате увеличения Кс до 0,9 при Ко=0,6 (рис.21).

Причина этого в том, что при К<>Ко<1 начальные сдвиговые напряжения меньше, чем в массиве, и значительное количество энергии будет рассеяно для возвращения грунта в его начальное состояние с соответствующим уровнем сдвиговых деформаций. То есть использование изотропной предварительной консолидации методически некорректно и приводит к завышенной оценке динамической устойчивости грунтов.

Инверсия знака напряжений при динамических испытаниях связных грунтов, в отличие от песков, может существенно повысить энергоемкость их разрушения, поскольку мобилизуемое сопротивление сдвигу у глин в фазе растяжения может практически не отличаться от такового в фазе сжатия, а направление сдвиговых напряжений в первую и вторую половину цикла меняется на противоположное. Между тем, энергия рассеивается и в одном, и в другом направлении, и ее общее количество возрастает. Поэтому коэффициент асимметрии цикла при динамических испытаниях связных грунтов должен соответствовать ожидаемой нагрузке.

100

£ 80

я 60 а

20 0

4,6 4,7 4,8 4,9 5 5,1 5,2

Деформация, %

Рис.20. Проявление ползучести в весьма чувствительной глине при максимуме динамических напряжений (отрезок диаграммы АВ) при периоде воздействия 80 с

50 40

ю 30

1 20 3

10 о

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Кс

Рис.21. Влияние соотношения главных напряжений (К^-а'з^а1^) при консолидации образцов глины ненарушенного сложения на энергоемкость последующего динамического деформирования: 1 - до уровня 2,5%; 2 - до 5%. £=0,2 Гц, Ко=0,6; о'зс=92,4 кПа

А В

т--1-г

Известно, что повышение сжимающих напряжений обычно повышает и динамическую устойчивость грунтов, поэтому широко используется величина приведенной амплитуды динамических напряжений, Тд/о'з, учитывающая этот эффект. Однако, такой подход представляется неправомерным применительно к связным грунтам, обладающим природным переуплотнением. Это иллюстрирует рис.22: при постоянных xJ<з'■¡ и начальном соотношении главных напряжений, равных коэффициенту бокового давления покоя для данной глины, накопление критических деформаций с увеличением о'з сначала замедляется (диаграммы 1 и 2), а затем резко ускоряется (диаграмма 3), приводя к разжижению всего в нескольких десятках циклов из-за того, что энергоем-

кость деформирования возрастает с увеличением ст'з в связи с повышением кулонов-ского трения в системе лишь до тех пор, пока грунт остается переуплотненным. Но как только большее главное напряжение консолидации при постоянном Кс=Ко превысит нагрузку предварительного уплотнения, глина становится нормально уплотненной, структурные связи существенно нарушаются, и энергоемкость динамического деформирования резко снижается (рис.23). Следовательно, для достоверной экспериментальной оценки динамической неустойчивости переуплотненных связных грунтов необходимо предварительно определять Ко и о'з, характерные для них in situ.

Рис.22. Динамическое деформирование глины (OCR=2,3) при разных значениях меньшего главного напряжения о'у. 1 - 92,4 кПа (соответствует природному а'з), 2-180 кПа, 3 - 258,5 кПа, 4 - изменение PPR при о'з=180 кПа. Во всех случаях К^-Ко-0,6.

Амплитуда динамических напряжений не влияет на энергоемкость деформирования и разрушения грунта, но для надежного расчета энергетических критериев, должна выбираться таким образом, чтобы максимальные напряжения цикла, во-первых, превышали порог динамической устойчивости при данной частоте, а во-вторых, обеспечивали постепенное накопление деформаций по крайней мере в нескольких десятках циклов (рис.24).

Актуальность определения порога динамической устойчивости грунта - максимального уровня напряжений, не приводящих к накоплению критических деформаций при сколь угодно большом числе циклов воздействия, - и с практических, и с методических позиций достаточно очевидна. Однако, с учетом изложенного материала очевидна и ненадежность этого показателя в терминах эффективных напряжений. Решение задачи может быть найдено с применением удельной энергии активации как критерия динамической неустойчивости грунтов, ведь ее величина и представляет собой интерпретацию порога динамической устойчивости с энергетических позиций, но она инвариантна относительно и частоты нагружения, и надежности контроля порового давления.

И именно корректно проведенные динамические испытания позволяют непосредственно получить величину Еа природного грунта.

50 100 150 200 250 Эффективное сжимающее напряжение, кПа

300

Рис.23. Влияние эффективных напряжений (а'з) на энергоемкость динамического деформирования переуплотненной (0011=2,3) глины при Кс=Ко=0,6 для осевых деформации 2,5% (1) и 5% (2).

Проведенный анализ большого количества экспериментальных данных показал, что для надежного расчета удельной энергии активации грунта необходимо выполнение трех условий:

1) предварительная консолидация при подготовке образцов ненарушенного сложения к испытаниям проводится при параметрах а'з, Ко и OCR, соответствующим условиям in situ;

2) амплитуда динамических напряжений должна обеспечивать плавное накопление энергии и постепенное увеличение петли гистерезиса вплоть до размыкания: слишком большая нагрузка приведет к превышению уровня активации уже в первом цикле и не позволит произвести расчет Еа;

3) достаточно высокая скорость регистрации напряжений и деформаций в течение цикла (не менее 20 значений в секунду).

Расчеты по файлам данных, удовлетворяющих этим условиям показали, что размыкание петли гистерезиса, демонстрирующее достижение уровня энергии активации происходит для глин разной чувствительности при осевой деформации от 0,30-0,45% до 1,15-1,40%. Эти значения весьма близки к предельным деформациям, соответствующим порогу динамической устойчивости при медленном циклическом нагружении по данным других исследователей (Lefebvre, LeBoeuf,1988; Zergoun, Vaid,1994). Впервые экспериментально получены значения энергии активации структурных связей связных грунтов на единицу их объема, составившие 4,5-16 Дж/м3, а предложенная методика расчета позволила пересчитать их на реальную площадь межчастичных контактов грунта в природном сложении (10'8-10"' Дж/см ) , что открывает возможность использования этого универсального параметра для разработки принципиально новых расчетных моделей поведения грунтов.

деформащ я 5% - у

/ /

дефс рмаши 2.5 /о-

100 200 300 400 Время, с

500

600

1,95

1,9 -

о*

К 1,85 -

и г 1,8 -

4 1.75

ч к 1,7

ш 0) 1,65

1,6

1,55

1,5 -

0=108 кПа

0=62 кПа

Р=84 кПа

500

1000

Время, с

1500

2000

Рис.24. Характер накопления рассеянной энергии при деформировании глины в условиях плавного увеличения девиатора каждые 100 циклов до 108 кПа (точка А)

Уже вскоре после начала изучения тиксотропии в грунтах возникло понимание того, что это явление должно быть в какой-то мере свойственно не только глинам и суглинкам, но и существенно менее дисперсным системам. Это достаточно обширная группа грунтов, по гранулометрическому составу отвечающая диапазону от пылеватых песков и супесей до легких суглинков, и промежуточная по многим своим свойствам между несвязными, проявляющими динамическую дилатансию, и связными - квазитик-сотропными грунтами. В таких дилатантно-тиксотропных слабосвязных грунтах накапливающаяся при динамическом нагружении внутренняя энергия расходуется на изменение как поверхностной, так и потенциальной энергии системы. В работе показано,

суглинка (Кс=1,05, Озс=50 кПа, частота: 1- 0,43; 2 - 0,28 Гц)

что для динамической реакции слабосвязных грунтов характерны следующие особенности.

1. Резкая потеря прочности даже при незначительной интенсивности динамического воздействия, выражающаяся в быстром разжижении водонасыщенных разностей. Для слабосвязных грунтов были зафиксированы и наименьшие среди всех изученных дисперсных грунтов показатели энергоемкости деформирования и разрушения при динамических нагрузках. Так, для многих образцов характерные значения удельной рассеянной энергии при осевой деформации 2,5% составляли всего 1-2 кДж/м3. Относительно низкая проницаемость затрудняет диссипацию порового давления и облегчает быстрое разжижение грунта.

№ X

5 2

-1

3 •е -е-

в а ■ 1 ■

0.1 02

оз <и 05 об 0.7 ав аз

Степень влажности, О

Рис.26. Упрочнение слабосвязного суглинка после вибрации при разной степени влажности

10 15 20 Частота, Гц

Рис.27. Разупрочнение связных грунтов при гармонической вибрации разной частоты: 1- глина легкая (\У=30%), 2- суглинок средний (\У=34%), 3- суглинок легкий (\¥=34%)

2. Постепенное и очень медленное увеличение прочности после прекращения динамического воздействия складывается из двух процессов: слабого уплотнения (отрицательной дилатансии) грунта (для водонасыщенных разностей - с отдачей влаги) и упрочне-

ния коагуляционной структурной сетки, имеющего тиксотропную природу. Длительность этих процессов различна - уплотнение тормозится низкой фильтрационной способностью и определяется скоростью диссипации порового давления, а тиксотропное упрочнение завершается в течение нескольких часов, максимум - одних суток. Доказано, что упрочнение происходит на фоне нерассеивающегося высокого порового давления (рис.25): после 15-минутного перерыва в нагружении (в недренированных условиях) амплитуда деформации спадает вдвое в результате тиксотропного упрочнения грунта за время "отдыха", постепенно возвращаясь к прежнему уровню. Это свидетельствует об одновременности дилатантных и тиксотропных эффектов в слабосвязном гру!гте. Сейсмопросадочные деформации являются характерным проявлением отрицательной динамической дилатансии увлажненных лессов как одной из разновидностей слабосвязных грунтов. В работе также показано (рис.26), что тиксотропное восстановление неводонасыщенных слабосвязньк грунтов начинает проявляться лишь при степени их влажности С>0,5, отражая увеличение подвижности частиц.

3. Для слабосвязных грунтов характерна резко выраженная избирательная чувствительность к динамическим нагрузкам определенных, достаточно низких вибрационных частот - в целом от 15 до 45 Гц, которые различны для грунтов разной дисперсности. Причем в отличие от связных грунтов (рис.27) обычно выделяется не один, а по два-три пика разупрочнения (рис.28-29), разделенных минимумами. Интересно, что и те и другие чередуются почти в геометрической прогрессии, что интерпретируется нами как проявление супергармонического резонанса в связанной нелинейной колебательной системе частиц разной дисперсности. Низкие суперрезонансные частоты обусловлены снижением собственных частот колебаний частиц, во-первых, в связи с повышением их податливости из-за присутствия жидкой фазы на межчастичных контактах, и во-вторых, из-за связанности колебательной системы.

Слабосвязные грунты заметно реагируют также на изменения частоты нагруже-ния в низкочастотном сейсмическом диапазоне - до 1 Гц. Получено, что скорость накопления деформаций растет с уменьшением частоты воздействия в недренированных условиях (рис.25), т.к. чем ниже частота нагружения, тем дольше максимальные динамические напряжения действуют на грунт в каждом цикле. Но в условиях открытой системы может быть получена и обратная зависимость, поскольку темпы увеличения порового давления существенно зависят от частоты. Это подтверждается экспериментально в дренированных динамических испытаниях для частот нагружения 0,46 и 0,05 Гц (рис.30). В первом случае возникающее избыточное поровое давление не успевает полностью рассеиваться в течение цикла, и на его фоне осевая деформация накапливается очень быстро, достигая 10% уже к 48-му циклу при амплитуде деформации. При частоте же 0,05 Гц амплитуда деформации за первые 20 циклов достигает 2,5% с формированием хорошо выраженной петли гистерезиса в форме "паруса" (рис.31). Но по

1.5-

« 6

• а

о в * г

V 8 12 19 20 24 28 32 36

т-1-1-1-1-1-1-г

Рис.28. Зависимость коэффициента разупрочнения пылеватого песка от частоты вибрации при разной влажности: а - 19%, б - 17%, в - 19%, г - 23%

Рис.29. Зависимость коэффициента разупрочнения слабосвязных грунтов слоя сезонного оттаивания полуострова Ямал от частоты гармонической вибрации: а - супесь при \У=29% (1) и 32% (2), б,в - пески пылеватые при \У=14% (1) и 19% (2).

мере уплотнения грунта и диссипации порового давления накопление деформаций прекращается, а затем и амплитуда деформации спадает до ничтожных величин.

4. Впервые установлено, что медленное накопление внутренней энергии слабосвязного грунта при небольших амплитудах напряжений и в отсутствие вращения осей главных напряжений приводят к формированию динамической реакции по типу затухающей циклической подвижности (рис.32): с постепенным сокращением площади петли гистерезиса (а) на фоне высокого избыточного порового давления (б). Характерным признаком циклической подвижности являются резкие всплески величины отношения главных напряжений а'1/а'з, достигающие 10 и более единиц в фазе максимума девиатора, что и обеспечивает накопление деформаций на фоне достаточно высокого мобилизуемого сопротивления грунта сдвигу (г). Следует заметить, что реальные величины максимального порового давления, по-видимому, достигают эффективных сжимающих напряжений (что характерно для механизма циклической подвижности): и«о'э. Однако, высокая скорость деформации и недостаточная проницаемость слабосвязного грунта не позволяет ему выравниваться во всем объеме образца в течение цикла (в). Эта форма поведения слабосвязных грунтов при динамических нагрузках подтверждает их

5=046 га

)0 1вгог5эоэ5*>ч5Я

Рис.30. Изменение осевой деформации в функции числа циклов нагружения при дренированных испытаниях водонасыщенного слабосвязного суглинка (Кс=1,00, азс=50 кПа, а - ^0,46 Гц, б - £=0,05 Гц)

"промежуточное" положение между несвязными - дилатантными и связными - квази-тиксотропными грунтами.

5, Для слабосвязных - дилатантно-тиксотропных грунтов подтверждено влияние параметров их напряженного состояния и степени инверсии знака напряжений нагрузки на энергоемкость их деформирования, выявленное автором и для других групп дисперсных грунтов. Одинаковый характер полученных зависимостей позволяет сформулировать единые требования к подготовке и проведению испытаний для корректной экспериментальной оценки их динамической неустойчивости.

6. В работе показано, что тиксотропный потенциал дисперсных грунтов практически функционально растет (при достоверности аппроксимации более 98%) с увеличением удельной поверхности системы:

ЬпЬ = 0,9295ЬпП8 -1,7831 (12)

Величина Ь получена нормированием экспериментальных величин коэффициента тик-сотропного упрочнения к, по показателю гидрофильности грунтов Ьи^^^Л^, где -содержание в грунте связанной воды при заданных стандартных условиях, а \Vref-

140 120 100 | 80

I 60

X ю

§ 40 20 0 -20

-0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05

Осевая деформация

140 120

100 | 80

I 60

20 0 -20

0,073 0,074 0,075 0,076 0,077 0,078

Осевая деформация

Рис.31. Характерный вид петель гистерезиса на разных стадиях дренированных динамических испытаний слабосвязного суглинка: а - в первых 10 циклах, б - быстрое сокращение площади петли гистерезиса в 60-70-м циклах. Частота нагружения 0,05 Гц.

содержание связанной воды при тех же условиях в некотором "реперном" грунте. За стандартные были приняты условия относительного давления водяных паров р/р8=0,629, а соответствующие значения влажностей W¡ и \Угсг были сняты с изотерм адсорбции. Нормированные значения коэффициента упрочнения характеризуют сравнительную способность грунтов к тиксотропному повышению прочности.

Начальная, наиболее крутая часть этой кривой (рис.33) по нашему мнению и характеризует дилатантно-тиксотропные системы с £25« 10-25 м2/г, динамическая реакция которых наиболее чувствительна даже к небольшим изменениям их дисперсности, а тиксотропный потенциал быстро нарастает при увеличении удельной поверхности. Ди-латантные грунты с П,<10 м2/г практически не проявляют тиксотропных свойств, а нижней границей квазитиксотропных глинистых грунтов можно считать П5=25 м2/г.

6Ï

Удельная поверхность, кв.м/г

Рис.33. Тиксотропное упрочнение слабосвязных грунтов в функции их удельной поверхности. Использованы: чистый кварцевый песок (П5 =0,2 м2/г), его смеси с Са-монгмориллоиитовой глиной (фракция мельче 5 мкм) в соотношениях 98:2% (0,= 10,1 м2/г), 96,5:3,5% 15,6 м2/г), 95:5% (П,=27,9 м2/г), 92:8% (П,=37,9 м2/г) и природные глинистые грунты разного состава.

Итак, в работе обосновано выделение группы слабосвязных грунтов, характеризующихся удельной поверхностью в диапазоне 10-25 м2/г и проявляющих при динамическом нагружении одновременно отрицательную динамическую дилатансию и тиксо-тропные свойства при относительной влажности более 0.5, а тиксотропное упрочнение водонасыщенных разностей возможно на фоне высокого порового давления. Отличительными особенностями динамической неустойчивости этих грунтов являются: 1) чрезвычайно низкая энергоемкость разрушения, определяющая быструю деградацию прочности и разжижение водонасыщенных разностей, и 2) повышенная чувствительность к определенным частотам воздействия, выражающаяся в резонансном усилении разупрочнения супергармонического типа в области низких вибрационных частот.

На основании всего изложенного важнейшими методическими позициями для экспериментальной оценке динамической неустойчивости дисперсных грунтов следует считать следующие:

1) Корректная подготовка образцов к испытаниям предполагает воспроизведение основных параметров природного напряженного состояния связных и слабосвязных грунтов (степени переуплотнения, коэффициента бокового давления покоя и величины главных напряжений), поскольку доказано, что они в значительной мере контролируют энергоемкость деформирования и разрушения грунтов.

2) Степень асимметрии цикла нагрузки должна соответствовать таковой для ожидаемого воздействия.

3) Динамическая неустойчивость связных и слабосвязных грунтов не зависит от частоты воздействия в диапазоне 0,1-1 Гц, но следует учитывать возможность резонансных эффектов и релаксации напряжений при частотах более 10 Гц и менее 0,1 Гц, соответственно.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Закономерности разупрочнения глинистых грунтов центральных районов ЗападноСибирской плиты при динамическом воздействии. Вестник Московского университета. Серия 4, геология. 1985. №1. С.60-67 (Трофимов В.Т.).

2. The behaviour of the Late Quaternary clay soils under the influence of vibration. Proceedings: 5th International IAEG Congress, Buenos Aires. 1986. V.3. P.755-762 (Trofimov V.T., Kalachev V.Ya.).

3. Исследование тиксотропных изменений в глинистых грунтах с помощью метода не-разрушающего контроля. Инженерная геология. 1987. №1. С.80-93 (Калачев В.Я., Трофимов В Т.).

4. Камера для контроля прочности дисперсных горных пород. A.c. СССР № 1377714. 1988. Бюллетень изобретений и отбытий. 1988. №8 (Калачев В.Я.).

5. Природные глинистые грунты — квазитиксотропные дисперсные системы. Вестник Московского университета. Серия 4, геология. 1988. №1. С.54-62 (Трофимов В.Т., Калачев В.Я.).

6. Динамические свойства глинистых грунтов Западной Сибири. Бюллетень МОИП. Отдел геологический. 1988. Т.63. Вып.6. С. 119-129. (Трофимов В.Т., Калачев В.Я., Коваленко В.Г. и др.).

7. Влияние влажности лессовых грунтов на их поведение при динамическом воздействии. Инженерная геология. 1990. №3. С.19-23 (Ефременко С.Д).

8. Квазитиксотропные изменения в глинистых грунтах. Изд-во Московского университета. 1950. 143 С. (Калачев В.Я., Трофимов В.Т., Коваленко В.Г.).

9. Динамические свойства глубоководных илов Тихого океана. Инженерная геология. 1991. №3. С.9-19 (Федотов А.Ю.).

10. Изменение тиксотропных свойств глинистых грунтов при их защелачивании. Инженерная геология. 1991. №5. С.28-36. (Калачев В.Я., Самарин E.H.).

11. Поведение горных пород при циклических нагрузках ниже предела усталости. Инженерная геология. 1992. №5. С.28-42 (Ременяк K.M., Семидетко И.В.).

12. Взаимодействие фундаментов с грунтами основания в условиях динамических воздействий. Геоинформарк. Обзорная информация. 1992. Вып.6. 53 с.

13. Поведение зол гидроудаления при динамическом воздействии. Геоэкология. 1993. №2. С.З 5-42 (Берлина Э.С.).

14. Динамические свойства грунтов и их учет при анализе вибраций фундаментов разного типа. Геоэкология. 1993. №5. С.37-65.

15. Изучение тиксотропных свойств глинистых фунтов. Практикум по грунтоведению (под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева). Учебное пособие М.: Изд-во МГУ. 1993. С. 327-333.

16. Изучение поведения дисперсных фунтов при динамическом воздействии методом вибрирующего индентора. Практикум по грунтоведению (под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева). Учебное пособиеМ: Изд-во МГУ. 1993. С. 333-336.

17. Dynamic instability of soils and rocks. Proceedings of the 7th International IAEG Congress. Lisboa. 1994. P.683-692.

18. Dynamic instability of seasonally thawing silty soils. Canadian Geotechnical Journal.

1994. V.31. "2. P.454-462.(Kalachev V.Ya., Trofimov V.T., Kostomarova V.V.).

19. Dynamic instability in low-cohesive soils. Proceedings: Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering & Soil Dynamics. St.Louis.

1995. V.2. P.313-316.

20. Динамическая неустойчивость грунтов. Вестник Московского университета. Серия 4, геология. 1995. №5. С. 71-88.

21. Dynamic instability of soils and rocks. Geotechnics and Ecology (UNICONE Proceedings). Riga. 1995. V.2, №.2-3. P.30-39.

22. Дилатантно-тиксотропное поведение слабосвязных грунтов при динамическом воздействии. Геоэкология. 1996. №1. С.62-78 (Вэйд Й.П., Костомарова В.В.).

23. Поведение грунтов при динамических нагрузках. Изд-во Московского университета. Москва, 1997. 288 с.

24. Dynamic instability of saturated loesses. Engineering Geology and the Environment. IAEG International Symposium. Athens. 1997. P. 1125-1130 (O.V. Zerkal).

25. Динамическая неустойчивость несвязных грунтов: формы проявления и основные закономерности. Геоэкология. 1998.№3. С.34-54.

26. An Energy Approach to Dynamic Instability of Soils / Proceedings of the Second International Conference on Environmental Management, Wollongong, Australia, February 1013, 1998, Eisevier, Amsterdam, 1998. V.2. P. 1011-1018.

27. Dynamic Instability of Soils: Advanced Energy Approach and Engineering Criteria / Proceedings of the 8 th Congress of the International Association of Engineering Geology and the Environment (D.Moore & O.Hungr, eds). Vancouver, Canada, 21-25 September 1998. A.A. Balkema, Rotterdam/Brookfield. 1998. V.3. P.1531-1536.

28. An energy approach to the behaviour of dry and partially saturated soils under dynamic loads. Proceedings of the 11th European Conference on Earthquake Engineering, 6-11 September 1998, Paris (Ph.Bisch & P.Labbe, A.Pecker, eds.). A.A.Balkema, Rotterdam,

1998. (CD-ROM).

29. Классификация грунтов по механизму их динамической неустойчивости. Теоретические проблемы инженерной геологии. Москва, МГУ. 1999. С.114-115.

30. Энергетическая теория динамической неустойчивости грунтов. Теоретические проблемы инженерной геологин. Москва, МГУ. 1999. С.59.

31. Dynamic instability of clays: an energy approach. Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1999. Vol. 18. #2. P.127-135. (Nordal S.).

32. Experimental energy criteria of dynamic soil instability. Proceedings of the Second International Symposium on Pre-failure Deformation Characteristics of Geomaterials.

1999.

33. Modeling of soil dynamic behavior in the framework of energy approach. Ninth International Conference on 'Soil Dynamics and Earthquake Engineering' SDEE'99, August 9-12, 1999, Bergen, Norway. (Samarin E., Nordal S., Steenfelt J., Kovalenko V.).

34. Energy model of dynamic soil behavior. International Conference on Earthquake Hazard and Risk in the Mediterranean Region, October 18-22, 1999, Nicosia, North Cyprus. Volume of Abstracts. (Samarin E., Nordal S., Steenfelt J.).

35. Динамическая неустойчивость грунтов. Москва, УРСС Эдиториал. 1999. 263 с.

36. Энергетический подход в динамике грунтов. Вестник Московского университета, серия 4 геология.2000 (в печати). •

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж 150 экз. Заказ № 7

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Вознесенский, Евгений Арнольдович

Введение.

Часть I. Динамическая неустойчивость грунтов как актуальная проблема современной инженерной геологии.

Глава 1. Динамическая неустойчивость грунтов (понятие и предмет исследования)

§1. Понятие о динамической неустойчивости грунтов.

§2. Зарождение и развитие современной динамики грунтов.

Глава 2. Характеристика динамических нагрузок разного происхождения.

§1. Основные виды динамических нагрузок и особенности их распространения.

§2. Динамические нагрузки природного происхождения.

§3. Техногенные динамические нагрузки.

Глава 3. Обзор современных методов динамических испытаний грунтов.

§1. Лабораторные методы динамических испытаний грунтов.

§2. Лабораторные динамические испытания физических моделей.

§3. Полевые методы динамических испытаний грунтов.

Часть II. Методика и объекты исследования.

Глава 4. Энергетический подход к оценке динамической неустойчивости грунтов

§1. Энергетическая природа динамической неустойчивости грунтов.

§2. Энергетический подход: преимущества и практические критерии оценки динамической неустойчивости грунтов.

Глава 5. Общая характеристика использованных в исследовании грунтов.

§1. Грунты без жестких структурных связей (дисперсные).

§2. Грунты с жесткими структурными связями.

Глава 6. Методы экспериментальных исследований.

§ 1. Динамическое трехосное сжатие.

§2. Вибростендовые динамические испытания.

§3. Циклические испытания скальных грунтов.

§4. Методика определения удельной поверхности дисперсных грунтов по результатам полимолекулярной адсорбции воды.

Часть III. Природа и закономерности динамической неустойчивости разных групп грунтов.

Глава 7. Динамическая дилатансия несвязных грунтов.

§1. Феноменология динамической неустойчивости несвязных грунтов.

§2. Энергетика динамической дилатансии песков.

§3. Актуальные вопросы динамической неустойчивости песков.

Глава 8. Тиксотропия и квазитиксотропия связных грунтов.

§1. Феноменология динамической неустойчивости глинистых грунтов.

§2. Энергетика тиксотропных процессов в дисперсных системах при динамических нагрузках.

§3. Энергетика квазитиксотропных процессов в связных грунтах при динамических нагрузках.

§4. Актуальные вопросы динамической неустойчивости связных грунтов.

§5. Удельная энергия активации как критерий динамической неустойчивости грунтов

Глава 9. Дилатантно-тиксотропные процессы в слабосвязных грунтах.

§ 1. Феноменология динамической неустойчивости слабосвязных грунтов.

§2. Энергетика дилатантно-тиксотропных явлений.

Глава 10. Усталость грунтов с жесткими структурными связями.

§1. Общие закономерности усталостного разрушения грунтов и материалов.

§2. Разогрев грунтов и материалов при динамических нагрузках.

§3. Теории усталости.

§4. Энергетика усталостных процессов в грунтах.

Выводы.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Динамическая неустойчивость грунтов"

Актуальность темы. Актуальность темы исследования обосновывается в первой - обзорной - части работы. Показано, что, несмотря на значительные успехи в области динамики грунтов в целом, проблема надежной оценки динамической неустойчивости грунтов остается чрезвычайно актуальной и даже острой. Это связано со следующими причинами.

1. Рост городов и промышленных комплексов, увеличение транспортных потоков, проявления возбужденной сейсмичности, строительство магистральных трубопроводов, нефтегазодобывающих сооружений на морских акваториях в условиях нерегулярных ветровых и волновых нагрузок и другие виды инженерной деятельности человечества обуславливают постоянный рост как интенсивности динамических нагрузок на геологическую среду, так и их разнообразия. Это усложняет задачу оценки динамической неустойчивости грунтов в каждом конкретном случае поскольку требует не только точной параметрической оценки часто весьма сложных нагрузок, но и их адекватного моделирования при испытаниях.

2. Сохраняется несоответствие между реальными динамическими нагрузками и возможностями их моделирования в эксперименте, с одной стороны, а также разрыв между установленными закономерностями поведения грунтов и возможностями отражения этих закономерностей в моделях, используемых при расчете колебаний сооружений, с другой. Дополнительные сложности создают пока плохо поддающиеся аналитическому рассмотрению особенности взаимодействия колеблющегося сооружения с грунтами основания.

4. Происходит постоянное повышение сейсмической опасности: и прямое (непосредственно связанное с усилением динамического воздействия), и косвенное, обусловленное: а) строительством уникальных и весьма ответственных сооружений в условиях динамических нагрузок; б) ростом стоимости современных инженерных сооружений; в) все чаще возникающей необходимостью строительства на проблемных, в том числе и динамически малоустойчивых грунтах; г) ненадежностью прогноза места, времени и силу землетрясений, а оценка вероятности будущих сильных толчков во многих регионах оказывается далекой от реальности; д) быстрым ростом городского населения, особенно в развивающихся странах, где и качество проектов и строительства, и соблюдение строительных норм, и надежность оценки сейсмической опасности очень низки. Но и в развитых странах, как показывают примеры Кобе (1995) и Нортриджа (1994), землетрясения продолжают наносить огромный ущерб современным сооружениям.

В связи с этим практика строительства и проектирования настоятельно требует более надежной и адекватной оценки устойчивости грунтов при динамических нагрузках.

Отражением технических сложностей корректного экспериментального моделирования сложных динамических нагрузок является разработка все более сложной, громоздкой и дорогой аппаратуры. Такой путь развития методики исследований в области динамики грунтов представляется тупиковым, поскольку подобные испытания осуществимы лишь в единичных случаях для уникальных объектов, но неприменимы в целях безопасного массового строительства. Следствием острой актуальности проблемы надежной оценки динамической неустойчивости грунтов и характерной приметой значимости экспериментальных исследований в области динамики грунтов в последнее время стала также реализация дорогостоящих совместных проектов между разными организациями и даже государствами. Все это свидетельствует о назревшей необходимости появления других - более рациональных подходов к оценке динамической неустойчивости грунтов.

Пожалуй, основная характерная черта современного этапа развития исследований в области динамической неустойчивости грунтов заключается в том, что подходы к оценке динамических нагрузок разной природы совершенно различны. Между тем, по мнению автора сегодня существует настоятельная потребность в создании единого методического подхода к этой проблеме, который позволит учесть все факторы сейсмического эффекта применительно к реакции широкого спектра грунтов.

Цель и задачи работы. Основная цель этой работы заключается в новом решении актуальной проблемы инженерной геологии - надежной оценке динамической неустойчивости грунтов с привлечением разработанного нового энергетического подхода и выявлении важных закономерностей поведения широкого спектра грунтов при динамических нагрузках.

Главные задачи, поставленные в работе для достижения этой цели, можно свести к следующим.

7. Исследование влияние параметров динамической нагрузки, природного напряженного состояния грунтов и их состава на форму проявления и степень динамической неустойчивости грунтов и сформулировать общие требования к методике испытаний для получения однородных и воспроизводимых данных.

8. Анализ и обобщение собранного фактического материала.

Основные защищаемые положения. В работе обосновываются и выносятся на защиту следующие 8 основных положений.

1. На основе детального рассмотрения динамических нагрузок разного происхождения выполнена их обобщающая характеристика с позиций параметрической оценки воздействий от разных источников, их относительной значимости для грунтов и сооружений и возможностей корректного моделирования в эксперименте.

2. Проведен исчерпывающий критический анализ современных методов динамических испытаний грунтов, показавший их неадекватность решаемым задачам во многих практических ситуациях, что обосновывает целесообразность разработки принципиально иного методического подхода, который, обеспечив надежную оценку динамической неустойчивости грунтов, позволит уйти от дальнейших дорогостоящих усовершенствований и без того слишком дорогой экспериментальной техники.

3. В качестве третьего основного положения защищается энергетический подход к оценке динамической неустойчивости грунтов, ключевыми идеями которого являются единая энергетическая природа динамического деформирования и разрушения всех грунтов и количественные экспериментально измеряемые энергетические критерии (удельная рассеянная энергия, модуль энергоемкости деформирования и удельная энергия активации), имеющие четкий физический смысл и зависящие только от состава, строения и состояния самого грунта. Для его обоснования в работе продемонстрирована техническая возможность получения предложенных энергетических критериев в численном выражении, их информативность для оценки закономерностей проявления динамической неустойчивости разных грунтов, а также сформулированы общие требования к методике испытаний для получения однородных и воспроизводимых данных.

4. В общем виде показано, что все наблюдающееся многообразие форм проявления динамической неустойчивости разных грунтов отчетливо связано с особенностями последующей трансформации энергии процесса из одних ее видов в другие. На этой основе построена классификация грунтов по механизму их динамической неустойчивости, которая выносится на защиту в качестве четвертого основного положения работы.

5. Наиболее универсальной формой динамической неустойчивости водонасыщенных песков любой степени плотности является циклическая подвижность, которая в зависимости от плотности грунта и параметров нагрузки проявляется при положительном поровом давлении в течение хотя бы части цикла воздействия как: а) быстро прогрессирующая цикличеекая подвижность, приводящая к разрушению грунта без его разжижения, б) медленное накопление критических деформаций, в) затухающая циклическая подвижность. При этом на энергоемкость динамического деформирования и разрушения песков существенно влияет величина асимметрии цикла нагрузки, вариации которой могут обеспечить 100%-ое относительное поровое давление при любой плотности сложения и тип поведения грунта, который окажется лишь артефактом эксперимента определенной конфигурации.

6. Обосновано выделение группы слабосвязных грунтов, характеризующихся удельной поверхностью в диапазоне 10-25 м2/г и проявляющих при динамическом нагружении одновременно отрицательную динамическую дилатансию и тиксотропные свойства при относительной влажности более 0.5, а тиксотропное упрочнение водонасыщенных разностей возможно на фоне высокого порового давления. Отличительными особенностями динамической неустойчивости этих грунтов являются: 1) чрезвычайно низкая энергоемкость разрушения, определяющая быструю деградацию прочности и разжижение водонасыщенных разностей, и 2) повышенная чувствительность к определенным частотам воздействия, выражающаяся в резонансном усилении разупрочнения супергармонического типа в области низких вибрационных частот.

7. Влияние частоты нагружения на динамическую неустойчивость грунтов определяется только разными условиями "потребления" поглощаемой грунтом энергии и в общем случае сводится к шести взаимосвязанным эффектам, которые можно разделить на две группы. В недренированных условиях в области сейсмических частот (менее 5 Гц) их вариации сказываются на поведении грунтов в результате: 1) изменения скорости деформации грунта в цикле воздействия; 2) релаксации напряжений и 3) частичного тиксотропного восстановления структурных связей. В области вибрационных частот (первые Гц - десятки Гц) большее значение имеют 4) изменение затухания колебаний с частотой и 5) резонансные явления (в том числе и супергармонический резонанс в грунтах). В условиях же открытой системы на эти эффекты накладывается влияние темпов диссипации порового давления. В работе установлены особенности отмеченных частотных эффектов для разных грунтов.

8. В качестве последнего основного положения защищается общий методический подход к экспериментальной оценке динамической неустойчивости грунтов, основанный на следующих ключевых позициях.

1) Корректная подготовка образцов к испытаниям предполагает воспроизведение основных параметров природного напряженного состояния связных и слабосвязных грунтов (степени переуплотнения, коэффициента бокового давления покоя и величины главных напряжений), поскольку в работе доказано, что они в значительной мере контролируют энергоемкость деформирования и разрушения грунтов.

2) Степень асимметрии цикла нагрузки соответствует ожидаемому воздействию.

4) Величина порового давления не может служить надежным индикатором поведения связных и слабосвязных грунтов в недренированных условиях.

5) Использование энергетических критериев динамической неустойчивости позволяет проводить испытания при любой, в том числе и самой простой, форме волны нагружения.

6) Для корректного экспериментального определения удельной энергии активации как универсального критерия, контролирующего порог динамической устойчивости грунтов, амплитуда динамических напряжений должна обеспечивать плавное накопление поглощенной энергии и постепенное увеличение петли гистерезиса вплоть до ее размыкания при достаточно высокой скорости электронной регистрации сигналов датчиков.

Научная новизна

3. Разработана новая классификация грунтов по механизму динамической неустойчивости.

4. Впервые доказано, что циклическая подвижность является универсальной типом динамической неустойчивости песков любой плотности и характерна для слабосвязных грунтов в отсутствие инверсии знака напряжений, продемонстрированы разные формы ее проявления в зависимости от степени плотности песка и характера нагрузки, а также установлено определяющее влияние асимметрии цикла динамической нагрузки на поведение песков разной плотности и возможность изменения типа поведения грунта при его вариациях.

8. Впервые показано, что тиксотропный потенциал дисперсных грунтов практически функционально зависит от их удельной поверхности, отражающей влияние как количества тонкодисперсной составляющей, так и ее физико-химической активности, а анализ этой зависимости позволил отнести к дилатантно-тиксотропным системам грунты с удельной поверхностью в диапазоне от 10 до 25 м2/г.

Практическое значение работы заключается:

• В установлении частотных эффектов динамического деформирования и разрушения грунтов в практически значимом диапазоне частот;

Результаты исследования нашли практическое применение при оценке устойчивости грунтов оснований в связи с обустройством нефтегазовых месторождений Западной Сибири (Самотлорское, Бованенковское, Приобское, Лугинецкое), проектированием городских зданий (Москва), использованием техногенных грунтов (Иркутск, Владивосток) в качестве оснований, при оценке сейсмической устойчивости лессовых грунтов в условиях увлажнения (Таджикистан) и при разработке мер безопасной транспортировки грунтов и других сыпучих материалов северным морским путем.

Апробация работы. Материалы исследований докладывались на следующих 15 отечественных и международных конференциях, симпозиумах и семинарах: Всесоюзная научно-практическая конференция "Повышение эффективности инженерных изысканий для строительства в нефтегазоносных районах Западной Сибири" (Тюмень, 1983, 1987), 5-й Международный Конгресс МАИГ (Буэнос-Айрес, 1986), Всесоюзное совещание "Инженерная геология лессовых пород" (Ростов-на-Дону, 1989), XVIII научной конференции молодых ученых геологического факультета МГУ (Москва, 1991), Семинар кафедры инженерной геологии и охраны геологической среды (1991), 29-й Международный геологический конгресс (Киото, 1992), Семинар кафедры геотехники Университета Британской Колумбии (Ванкувер, 1993), 3-я Международная конференция по последним достижениям в динамике грунтов и сейсмостойком проектировании (Сент-Луис, 1995), Ломоносовские чтения (Москва, 1995), Семинар строительного факультета Норвежского геотехнического института (Тронхейм, 1996), Научная конференция "Новые идеи в инженерной геологии" (Москва, 1996), 8-я Международная конференция по динамике грунтов и сейсмостойкому проектированию (Стамбул, 1997), 8-й Международный Конгресс МАИГ (Ванкувер, 1998), 6-я конференция Британского общества сейсмической и строительной динамики "Практика сейсмостойкого проектирования в следующем столетии" (Оксфорд, 1998).

Кроме того, результаты исследований представлены в трудах еще 13 отечественных и международных конференций: "Глины, глинистые минералы и их использование в народном хозяйстве" (Алма-Ата, 1985), Международная конференция "Подземные воды и эволюция литосферы" (Москва, 1985), Всесоюзная конференция "Инженерно -геологические изыскания в области вечной мерзлоты" (Благовещенск, 1986), "Техногенные факторы и проблемы прогноза сейсмического эффекта" (Ташкент, 1990), 7-й Международный Конгресс МАИГ (Лиссабон, 1994), XIII Европейская конференция по минералогии и петрологии глин (Прага, 1994), Научная конференция "Проблемы сейсмологии и инженерной геологии" (Ташкент, 1995), Международный симпозиум МАИГ "Инженерная геология и окружающая среда" (Афины, 1997), 2-я Международная конференция по управлению состоянием окружающей среды (Воллонгонг, 1998), 11-я Европейская конференция по сейсмостойкому проектированию (Париж, 1998), Международная конференция "Природные опасности-98" (Ча-ния, 1998), 9-я Международная конференция по динамике грунтов и сейсмостойкому проектированию (Берген, 1999), Международная конференция по сейсмической опасности и риску в Средиземноморье (Никосия, 1999).

Основные положения диссертации опубликованы в 80 работах, в том числе в одной монографии (без соавторов), двух учебных пособиях и 25 статьях в отечественных ("Вестник Московского университета", "Инженерная геология", "Геоэкология", "Бюллетень МОИП") и международных (Canadian Geotechnical Journal, Soil Dynamics and Earthquake Engineering) журналах. По материалам работы получено одно авторское свидетельство. Книга "Поведение грунтов при динамических нагрузках" (1998) отмечена премией Московского университета им. И.И. Шувалова 2-ой степени (1999 г.).

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Вознесенский, Евгений Арнольдович

Основные выводы работы можно подразделить на 3 группы: а) теоретические, определяющие общие и частные закономерности проявления динамической неустойчивости в разных грунтах; б) практические, характеризующие состояние дел в современной динамике грунтов и некоторые ее артефакты; и в) методические, обобщающие ключевые положения нового подхода к оценке динамической неустойчивости грунтов.

Теоретические

1. В основе динамической неустойчивости любых грунтов лежит единый энергетический механизм, заключающийся в увеличении их внутренней энергии при динамическом на-гружении, а энергетический критерий динамической неустойчивости всех грунтов универсален и соответствует условию (33). Все наблюдающееся многообразие форм проявления динамической неустойчивости разных грунтов отчетливо связано с особенностями последующей трансформации энергии процесса из одних ее видов в другие.

2. Наиболее универсальной формой динамической неустойчивости песков при положительном поровом давлении в течение хотя бы части цикла нагружения является циклическая подвижность, которая в зависимости от плотности грунта и условий нагружения может проявляться как: а) быстро прогрессирующая циклическая подвижность, приводящая к разрушению грунта без его разжижения, б) медленное накопление деформаций до критического уровня, в) затухающая циклическая подвижность, стабилизирующаяся на определенном уровне амплитуды деформации, если максимум относительного поро-вого давления не превышает 0,7. В отсутствие вращения осей главных напряжений динамическое деформирование слабосвязных грунтов также происходит по типу циклической подвижности: за счет кратковременного увеличения отношения главных напряжений выше критического уровня на фоне и~а'з.

3. В основе упрочнения квазитиксотропного грунта лежат три эффекта: увеличение энергии взаимодействия частиц во вторичной потенциальной яме за счет приближения к оптимуму; исчезновение структурных связей с энергией активации низкого уровня и увеличение количества межчастичных контактов в единице объема грунта. Таким образом, ква-зитиксотропность связана исключительно с энергетической неоднородностью структуры природного глинистого грунта.

4. Тиксотропный потенциал дисперсных грунтов практически функционально зависит от их удельной поверхности, отражающей влияние как количества тонкодисперсной составляющей, так и ее физико-химической активности. Эта зависимость имеет затухающий экспоненциальный характер, а ее анализ позволяет отнести к дилатантно-тиксотропным системам грунты с удельной поверхностью в диапазоне от 10 до 25 м2/г.

5. При динамических нагрузках, не превышающих предела усталости, в грунтах с жесткими структурными связями возможно проявление усталости низкого энергетического уровня, вызывающей снижение их прочности уже в начальных циклах нагружения, но не приводящей к разрушению, что обусловлено активизацией и последующей "сработкой" доли концентраторов напряжений в породе. Такая усталость может проявляться в грунтах с определенным распределением этих связей либо по энергиям активации (энергетический критерий), либо по значениям коэффициента концентрации напряжений (силовой критерий). Усталость же высокого энергетического уровня свойственна любым грунтам с жесткими структурными связями при динамических нагрузках выше предела усталости.

6. Изменение частоты в диапазоне 0,1-1 Гц не влияет на динамическую устойчивость связных и слабосвязных грунтов. Однако, при нагрузках с периодом в несколько десятков секунд начинает проявляться релаксация напряжений, приводя к отчетливому, хотя и не очень значительному повышению энергоемкости деформирования с частотой. Стабилизация эффекта происходит при частотах 0,1-0,12 Гц, что позволяет оценить период начальной релаксации напряжений для связных и слабосвязных грунтов величиной порядка 8-10 секунд. Это исключает возможность применения чрезвычайно длиннопериодных циклических нагрузок, предлагавшихся некоторыми авторами для получения параметров динамической неустойчивости таких грунтов в эффективных напряжениях.

7. Впервые экспериментально полученные значения энергии активации структурных связей связных грунтов на единицу их объема составили 4,5-16 Дж/м3, а предложенная автором методика расчета позволила пересчитать их на реальную площадь межчастичных контактов грунта в природном сложении, что открывает возможность использования этого параметра для разработки принципиально новых расчетных моделей поведения грунтов.

8. Динамическая реакция слабосвязных грунтов включает отрицательную дилатансию и тиксотропные преобразования структурных связей, причем в водонасыщенных разностях тиксотропное упрочнение частично перекрывается во времени с уплотнением и идет на фоне избыточного порового давления. Сейсмопросадочные деформации являются характерным проявлением отрицательной динамической дилатансии увлажненных лессов как одной из разновидностей слабосвязных грунтов.

9. При прочих равных условиях слабосвязные грунты обладают наименьшей среди всех дисперсных грунтов энергоемкостью динамического деформирования, т.е. наиболее чувствительны к динамическим нагрузкам. Их поведение больше, чем других грунтов, зависит от частоты динамического нагружения: в диапазоне до 1 Гц скорость накопления деформаций снижается при уменьшении частоты в дренированных условиях, в связи с изменением соотношения скоростей изменения нагрузки и оттока влаги из грунта в условиях открытой системы, но в области низких вибрационных частот в этих грунтах может наблюдаться ускоренное разупрочнение в результате супергармонического резонанса.

Практические

1. Исчерпывающий анализа современной литературы показал, что проблема надежной оценки динамической неустойчивости грунтов остается чрезвычайно актуальной и даже острой в связи с а) ростом интенсивности динамических нагрузок и их усложнением, б) несоответствием между реальными динамическими нагрузками и возможностями их моделирования в эксперименте, в) разрывом между установленными закономерностями поведения грунтов и возможностями их отражения в моделях при расчете колебаний сооружений, г) недостаточной и неравномерной изученностью закономерностей проявления динамической неустойчивости разными грунтами, д) постоянным - как прямым, так и косвенным - повышением сейсмической опасности.

2. Характерной особенностью современного этапа развития исследований в области динамической неустойчивости грунтов является разработка все более сложной, громоздкой и дорогостоящей аппаратуры, отражающей технические сложности корректного экспериментального моделирования сложных динамических нагрузок. Такой путь развития методики исследований в области динамики грунтов представляется тупиковым, поскольку подобные испытания неприменимы в целях массового строительства.

3. Определяющее влияние на поведение песков любой плотности оказывает величина коэффициента асимметрии цикла динамической нагрузки: а) инверсия знака напряжений обеспечивает достижение 100%-го относительного поро-вого давления в песках любой плотности, и разжижение песков в таких условиях может быть лишь артефактом лабораторного эксперимента определенной конфигурации; б) при динамическом нагружении рыхлых водонасыщенных песков без инверсии знака напряжений быстрое накопление деформаций на начальной стадии может без разжижения скачкообразно смениться состоянием циклической подвижности при относительном поровом давлении на уровне 70%; в) при больших значениях коэффициента асимметрии цикла резче выражена положительная динамическая дилатансия плотных песков, и накопление деформаций происходит в основном в фазе разгрузки с формированием обратного наклона петель гистерезиса; г) при отрицательных и близких к нулю значениях коэффициента асимметрии цикла энергоемкость деформирования грунта понижается, и весьма вероятно формирование в песке ослабленных зон предпочтительного разуплотнения при прохождении траектории эффективных напряжений через точку гидростатического сжатия, в пределах которых впоследствии может произойти внезапное разрушение (для водонасыщенного песка оно может интерпретироваться и как разжижение - в этой разуплотненной зоне).

4. Длительные пульсирующие (рс«0) нагрузки, особенно при небольших амплитудах деформации, не позволяют даже плотному песку мобилизовать значительное сопротивление сдвигу и приводят к медленной переупаковке зерен и внезапному разжижению водонасыщенного грунта, начинающемуся в пределах сформировавшихся ослабленных зон. На это отчетливо указывают низкие значения модуля энергоемкости деформирования. С практической точки зрения этот эффект важен для оценки реакции песков при длительных техногенных нагрузках небольшой интенсивности.

5. Песок становится неразжижаемым в любых условиях лишь при очень высокой степени уплотнения - более 70-80%. Менее же плотные пески, в принципе, могут разжижаться при длительных динамических нагрузках с коэффициентом асимметрии цикла близким к нулю. Эта форма реакции связана с формированием в грунте зон дилатансии разного знака. С точки зрения динамической устойчивости к плотным пескам следует относить разности с Бг>70%, а к рыхлым - с Бг<45.

Методические

1. Использование энергетических критериев удельной рассеянной энергии и модуля энергоемкости деформирования упрощает оценку динамической неустойчивости грунтов и повышает ее корректность, позволяя одновременно учесть как роль особенностей состояния и свойств самого грунта, так и условий его нагружения в их взаимовлиянии.

2. Оценка динамической неустойчивости связных и слабосвязных грунтов в эффективных напряжениях некорректна, поскольку измеряемое в недренированных испытаниях поро-вое давление не соответствует реально существующему в центральной части таких образцов из-за того, что при характерных для циклических испытаний высоких скоростях деформирования поровое давление не успевает выравниваться во всем объеме грунта изза его низкой проницаемости. Понятие «дренированного» циклического испытания, как правило, некорректно, и "дренированные" условия нагружения для большинства дисперсных грунтов неосуществимы in situ даже при весьма низкочастотных нагрузках. Выход из этой ситуации предлагается в рамках энергетического подхода, допускающего все расчеты в полных напряжениях.

3. Энергоемкость деформирования связных и слабосвязных грунтов при динамических нагрузках в значительной степени контролируется параметрами их природного напряженного состояния: коэффициентом бокового давления покоя, степенью переуплотнения и меньшим главным напряжением. Использование изотропной предварительной консолидации методически некорректно и приводит к завышенной оценке динамической устойчивости грунтов.

4. Инверсия знака напряжений при динамических испытаниях связных и слабосвязных грунтов может существенно повысить энергоемкость их разрушения, поскольку мобилизуемое сопротивление сдвигу у глинистых грунтов в фазе растяжения близко к таковому в фазе сжатия. Этот факт требует строго контролировать степень асимметрии цикла нагрузки, которая должна определяться, исходя из характера ожидаемого воздействия.

5. Амплитуда динамических напряжений не влияет на энергоемкость деформирования и разрушения грунта, но для надежного расчета энергетических критериев должна выбираться такой, чтобы максимальные напряжения цикла, во-первых, превышали порог динамической устойчивости при данной частоте, а во-вторых, обеспечивали постепенное накопление деформаций по крайней мере в нескольких десятках циклов.

6. С помощью энергетического подхода, основанного на универсальном энергетическом механизме динамической неустойчивости грунтов может быть дана надежная оценка их поведения при любых динамических нагрузках. Это доказывается а) технической возможностью получения предложенных энергетических критериев в численном выражении и их воспроизводимостью, б) информативностью энергетических критериев для исследования закономерностей поведения разных грунтов при динамических нагрузках и в) установлением основных факторов, влияющих на величину предложенных энергетических критериев динамической неустойчивости грунтов. Одинаковый характер полученных зависимостей для широкого спектра грунтов позволил сформулировать единые требования к подготовке и проведению испытаний для корректной экспериментальной оценки их динамической неустойчивости.

Библиография Диссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Вознесенский, Евгений Арнольдович, Москва

1. Аккерман Е. Тиксотропия и текучесть мелкозернистых грунтов. / Проблемы инженерной геологии. Вып.1. М.: Изд-во иностранной литературы. 1958. С.73-92.

2. Аптикаев Ф.Ф. Замечания об инструментальной сейсмической шкале // Бюллетень по инженерной сейсмологии. Ереван: Изд-во АН АрмССР. 1972. №7. С.31-35.

3. Аптикаев Ф.Ф. Учет длительности колебаний при инструментальной оценке сейсмической интенсивности / Сейсмическая шкала и методы ее измерения. М.: Наука, 1975. С.234-239.

4. Аранович Г.Л. Новая изотерма полимолекулярной адсорбции // Журнал физической химии. 1988. Т.62. С.3000.

5. Аслибекян О.В. Влияние состава и структурных особенностей песчаных грунтов на их разжижение при вибрации. Автореферат канд. дисс., М. 1986. 17 с.

6. Афанасьев H.H. Статистическая теория усталостной прочности материалов. Киев: Изд-во АН УССР. 1953. 105 с.

7. Баранов В.А. О расчете вынужденных колебанийизаглубленных фундаментов / Вопросы динамической прочности. 1967. №14. С. 195-209.-'

8. Баренблатт Г.И. О распространении мгновенных возмущений в среде с нелинейной зависимостью напряжений и деформаций // ПММ. 1956. T.XVTI. Вып. 4.

9. Баркан Д.Д. Динамика оснований и фундаментов. М.: Стройвоенмориздат. 1948.

10. Баркан Д. Д., Шехтер О .Я. Об осадках, вызываемых действием динамических нагрузок / Динамика грунтов. Тр. НИИОСП. 1961. №44.

11. Берзон И.С. Об изменении преобладающих частот сейсмических волн при увеличении расстояния от источника колебаний // Изв. АН СССР. Сер. геофизическая. 1956. № 1.

12. Берзон И.С., Епинатьева А.М., Парийская Г.Н., Стародубовская С.П. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах. М.: Изд-во АНСССР. 1962.507с.

13. Вознесенский Е.А. Динамическая неустойчивость грунтов // Вестник Московского университета. Сер. геология. 1995. № 5. С.71-88.

14. Вознесенский Е.А. Динамические свойства грунтов и их учет при анализе вибраций фундаментов разного типа //Геоэкология. 1993а. № 5. С.37-65.

15. Вознесенский Е.А. Изучение поведения дисперсных грунтов при динамическом воздействии методом вибрирующего индентора. Практикум по грунтоведению (под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева). Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 19936. С. 333336.

16. Вознесенский Е.А. Изучение тиксотропных свойств глинистых грунтов. Практикум по грунтоведению (под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева). Учебное пособие. М.: Изд-во МГУ. 1993в. С. 327-333.

17. Вознесенский Е.А. Поведение грунтов при динамических нагрузках. М.: Издательство МГУ, 1997. 188 с.

18. Вознесенский Е.А. Тиксотропные свойства глинистых грунтов центральных районов Западно-Сибирской плиты. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук, М. 1985. 18 с.

19. Вознесенский Е.А., Берлина Э.С. Поведение зол гидроудаления при динамическом воздействии //Геоэкология. 1993. №2. С.41-48.

20. Вознесенский Е.А., Вэйд Й.П., Костомарова В.В. Дилатантно-тиксотропное поведение слабосвязных грунтов при динамическом воздействии // Геоэкология. 1996.№1.С.62-78.

21. Вознесенский Е.А., Калачев В .Я., Трофимов В.Т. Исследование тиксотропных изменений в глинистых грунтах с помощью метода неразрушающего контроля // Инженерная геология. 1987. № 2. С.80-94.

22. Вознесенский Е.А., Калачев В .Я., Трофимов В.Т., Коваленко В.Г. Квазитиксотропные изменения в глинистых грунтах. М.: Изд-во МГУ. 1990. 143 с.

23. Вознесенский Е.А., Ременяк K.M., Семидетко И.В. Поведение горных пород при циклических нагрузках ниже предела усталости // Инженерная геология. 1992. №2.С.38-49.

24. Вознесенский Е.А., Федотов А.Ю. Динамические свойства глубоководных илов Тихого океана // Инженерная геология. 1991. №3. С.9-19.

25. Вознесенский Е.А., Федотов А.Ю., Кешишев В.Н. Инженерно-геологические исследования глубоководных илов Мирового океана: состояние проблемы (обзор) // Инженерная геология. 1990. №1. С.3-25.

26. Волков Л.П. Устройство для определения динамических характеристик грунтов. A.c. СССР 958584II Бюллетень изобретений и открытий. 1982. №34.

27. Волков Л.П., Торбанов A.C. Устройство для определения динамических характеристик грунта в скважине. A.c. СССР 1198156 // Бюлл. изобретений и открытий. 1985. №46.

28. Горшков С.П. Экзодинамические процессы освоенных территорий. М.: Недра, 1982. 286 с.

29. Горькова И.М. Плывунность и тиксотропия дисперсных осадочных пород // Коллоидный журнал. 1961. Т.23. №1. С. 12-19.

30. Горькова И.М. Структурные и деформационные особенности осадочных пород. 1965. С. 19-24.

31. Григорян С.С. Об общих уравнениях динамики грунтов И ДАН СССР. 1959. Т. 124. №2.

32. Григорян С.С. Об основных представлениях динамики грунтов // ПММ. 1960. T.XXTV. Вып. 6.

33. Гуменский Б.М. Основы физико-химии глинистых грунтов и их использование в строительстве. Л.-М.: Стройиздат.1965. 255 с.

34. Гуменский Б.М., Новожилов Г.Ф. Тиксотропия грунтов и ее учет при строительстве автомобильных дорог и мостов. Автотрансиздат. 1961. 108 с.

35. Гурвич В.И., Жигалин А.Д., Локшин Г.П., Труфманова Е.П. Опыт изучения поля вибрации на территории города с целью оценки состояния геологической среды // Инженерная геология. 1991. №1. С.74-81.

36. Ден-Гартог Дж.П. Механические колебания. М.: Физматгиз. 1960. 580 с.

37. Ершов В.А., Романов A.A. Влияние уличного транспорта на осадку зданий/ Вопросы инженерной геологии Ленинградского экономического района. Ленинград, ЦБТИ. 1960. С.66-73.

38. Ефременко С.Д. Поведение лессовых пород различной влажности при динамических воздействиях. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М. 1991. 19 с.

39. Ефременко С.Д., Вознесенский Е.А. Влияние влажности лессовых грунтов на их поведение при вибрационном воздействии// Инженерная геология. 1990. №4. С. 19-24.

40. Жигалин А.Д., Локшин Г.П. Формирование вибрационного поля в геологической среде // Инженерная геология. 1991. №6. С. 110-119.

41. Журков С.Н., Санфирова Г.П. Изучение временной и температурной зависимости прочности// ФТТ. 1960. Т.2. Вып.6. С.1033-1039.

42. Зайцев И.Д., Асеев Г.Г. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ. Справочник. М.: Химия, 1988. С.45-53.

43. Зайцев И.Д., Зозуля А.Ф., Асеев Г.Г. Машинный расчет физико-химических параметров неорганических веществ. М.: Химия, 1983. 256 с.

44. Зеркаль О.В. Сейсмогенные оползни Гиссарского землетрясения 1989 г., факторы их формирования и развития. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М. 1994. 21 с.

45. Иванов П.Л. Консолидация слоя водонасыщенного несвязного грунта при вибрации. Вопросы проектирования высоких плотин (Труды ЛИИ 292). Л.: Энергия. 1968. С. 114117.

46. Иванов П.Л. Разжижение песчаных грунтов. Госэнергоиздат. 1962.

47. Иванов П.Л. Уплотнение малосвязных грунтов взрывами. М., «Недра». 1983. 230 с.

48. Иванов П. Л. Явления разжижения и последующего уплотнения водонасыщенных грунтов при взрывных воздействиях. Гидротехническое строительство. 1957. №6. С.20-22.

49. Иванова B.C. Обзор теорий усталости / Усталость металлов. М.: Изд-во АН СССР. 1960. С.3-18.

50. Иванова B.C. Усталостное разрушение металлов. М.: Металлургиздат. 1963. 273 с.

51. Ивович В.А., Иванов Г.В. Об определении периода нелинейной низкочастотной виброизолированной системы с учетом сил неупругого сопротивления / Теоретические и экспериментальные исследования в области динамики сооружений. М. 1977. С.92-104 .

52. Исакович М.А. Общая акустика. М.: Наука. 1973. 495 с.

53. Калачев В.Я., Вознесенский Е.А. Камера для контроля прочности дисперсных горных пород. A.c. СССР № 1377714. 1988. Бюллетень изобретений и открытий. 1988. №8.

54. Карпухин Н.С. Исследование выносливости бетона в связи с расчетом мостовых конструкций по предельным состояниям // Труды МИИТ. 1962. Вып. 152. С.5-20.

55. Карташов Ю.М. Методические указания по ускоренным вибрационным испытаниям слабых горных пород на ползучесть. Л.: ВНИМИ. 1967. 112 с.

56. Карташов Ю.М. Методические указания по ускоренным лабораторным испытаниям слабых горных пород на длительную прочность. Л.: ВНИМИ. 1966. 34 с.

57. Карташов Ю.М. Ускоренные методы определения реологических свойств горных пород. М.: Недра. 1973. 112 с.

58. Колокольников Ю.В. Осадки зданий и сооружений при динамическом воздействии рельсового и автомобильного транспорта / Nauka i pract. transp. Mater. 4 konf. nauk. 1985. Warszawa. T.5. Sek. 6. P. 226-239.

59. Колоушек В. Динамика строительных конструкций. M.: Стройиздат. 1965.

60. Кольский Г. Волны напряжений в твердых телах. М.: ИЛ. 1955

61. Комаров И.С. Накопление и обработка информации при инженерно-геологических исследованиях. М.: Недра. 1972. 296 с.

62. Костельов М.П., Слонов В.Г. Колебания уплотняемых грунтов и элементов подземных сооружений при динамических нагрузках / Динамика оснований, фундаментов и подземных сооружений. Ташкент: ФАН. 1981. С.108-110.

63. Красников Н.Д. Динамические свойства грунтов и методы их определения .Л.: Стройиздат. 1970. 238 с.

64. Красный Ю.М., Виноградова Л.Г., Иванов В.Ю., Шихирин В.В. A.c. СССР 924238 // Бюлл. изобретений и открытий. 1982. № 16.

65. Кригер Н.И. Дисперсные горные породы как среда распространения сейсмических волн / Сейсмическое микрорайонирование и техногенез. М.: Наука. 1985. С.3-11.

66. Кригер Н.И., Кожевников А.Д., Миндель И.Г. Сейсмические свойства дисперсных пород (сейсмолитоэкологический подход). М.: Инжэко. 1994. 195 с.

67. Ландау Л.Ф., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. ГИТТЛ. 1954.

68. Лебедев А.Ф. Природа истинных плывунов. М.: Волгострой. 1935. №3.

69. Лебедев В.И., Дудлер И.В., Черников А.И., Шевцов К.П. Способ исследования свойств водонасыщенного грунта. A.c. СССР 916649 // Бюлл. изобрет. и открытий. 1982. №12.

70. Локшин Г.П. Техногенное поле вибрации и его воздействие на геологическую среду городских территорий. Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: 24 с.

71. Локшин Г.П., Пивоваров В.Л., Жигалин А.Д. Численное моделирование вибрационного воздействия транспортных магистралей на геологическую среду // Инженерная геология. 1987. № 1. С. 98-105.

72. Лэмпсон К. Подземные взрывы / Действие атомного оружия. М.: ИЛ. 1954.

73. Ляхов Г.М. Основы динамики взрывных волн в грунтах и горных породах. М.: Недра. 1974. 192 с.

74. Ляхов Г.М., Полякова Н.И. Волны в плотных средах и нагрузки на сооружения. М.: Недра. 1967.

75. Макгоннэгл У. Неразрушающие испытания. Разрушение. М.: Мир. 1976.Т.3. С.412-472.

76. Максимов Л.С. Экспериментальное исследование характеристик случайных колебаний строительных конструкций при воздействии различных источников вибраций /Исследования по динамике сооружений, М.: Стройиздат, 1984, С. 139-152.

77. Маслов H.H. Условия устойчивости водонасыщенных песков. М.-Л.: Госэнергоиздат. 1959. 328 с.

78. Меркулова В.М. Оценка погрешности при измерении скорости ультразвука в горных породах // Труды МОПИ. 1967. Вып. 22.

79. Методические рекомендации по применению сейсмоакустических методов для изучения физико-механических свойств связных грунтов. ВНИИ транспортного строительства. 1976. 70 с.

80. Механика разрушения и прочность материалов. Усталость и циклическая трещино-стойкость конструкционных материалов. Киев: Наукова думка, 1990. 679 с.

81. Мохначев М.П. Усталость горных пород. М.: Наука. 1979. 151 с.

82. Мусаэлян A.A. Предварительные результаты лабораторных исследований грунтов при динамических нагрузках II ДАН Тадж.ССР. 1964. Т. VIII.

83. Нисимацу Ю., Хероесевое Р. Влияние среднего напряжения и амплитуды напряжения на постоянные скорости усталостного разрушения горных пород // Дзайре. 1971. Т.20. №209. С.68-72 (на япон. языке).

84. Огурцов К.И. Количественные исследования волновых процессов в упругом полупространстве // Ученые записки ЛГУ им. Жданова. Сер. математических наук. 1956. Вып.З. № 208.

85. Одинг И.А. Допускаемые напряжения в машиностроении и циклическая прочность металлов. М.: Машгиз. 1962. 260 с.

86. Осипов В.И. Динамическое разжижение водонасыщенных грунтов: природа и факторы его определяющие (научный обзор) // Инженерная геология. 1988. №2. С.3-31.

87. Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: Физматгиз. 1960.

88. Партон В.З. Механика разрушения: от теории к практике. М.: Наука. 1990. 240 с.

89. Поведение грунтов под действием импульсных нагрузок. Киев: Наук, думка. 1984.287с.

90. Покровский Г.И., Федоров И.Р. Центробежное моделирование для решения инженерных задач. М.: Госстройиздат. 1953. 196 с.

91. Полторак О.М. Термодинамика в физической химии. М.: Высшая школа, 1991. 319 с.

92. Прокудин И.В., Кейзик Л.М., Лейкин Б.В., Костюков И.И. Распространение колебаний в водонасыщенных глинистых грунтах / Рациональные фундаменты в условиях слабых грунтов (материалы семинара), Л. 1979. С.82-86.

93. Прочность металлов при циклических нагрузках. М.: Наука. 1967. 247 с.

94. Рауш Э. Фундаменты машин. М.:Стройиздат. 1965. 418 с.

95. Рахматуллин Х.А., Сагоманян А.Я., Алексеев H.A. Вопросы динамики грунтов. М.: МГУ, 1964.

96. Рекомендации по применению метода виброзондирования при инженерно-геологических изысканиях. ПНИИИС, М.: Стройиздат. 1987. 22 с.

97. Ризниченко Ю.В. О расхождении и поглощении сейсмических волн // Труды геофизического института АН СССР. 1956. № 35(162).

98. Роней М. Усталость высокопрочных материалов. Разрушение. М.: Мир. 1976. Т.З. С.473-527.

99. Рубинштейн А.Я., Кулачкин Б.И. Динамическое зондирование грунтов. М.: Недра. 1984. 92 с.

100. Савинов O.A. Об экспериментальном исследовании свойств насыпных грунтов как оснований фундаментов под машины. Труды Л.о. НИИ Минмашстроя. Л.: Стройвоен-мориздат. 1959. Вып.1.

101. Савинов O.A. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет. М.: Стройиздат, 1979. 279 с.

102. Савинов O.A. Современные конструкции фундаментов под машины и их расчет. Л.-М.: Стройиздат. 1964.

103. Савинов O.A. Фундаменты под машины. Л.-М.: Госстройиздат. 1955. 292 с.

104. Савинов O.A., Лавринович Е.В. Пути создания эффективного вибрационного оборудования для формования железобетонных изделий / Вибрационная техника, М.: Минст-ройдормаш, 1966. С.49-55.

105. Сайфиддинов С. Развитие просадочных деформаций увлажненных лессов при сейсмических воздействиях. Автореферат дисс. канд. тех. наук. М. 1987. 18 с.

106. Сараджишвили З.Д. Исследование влияния циклических перегрузок на прочностные и деформационные свойства высокопрочных бетонов /VIII Объединенная сессия НИИ Закавказских республик по строительству. Тбилиси: АН ГрузССР. 1973. С. 112-114.

107. Сейсмическое районирование территории СССР (Методические основы и региональное описание карты 1978 г.). М.: Наука, 1980. 306 с.

108. Серенсен С.В., Гарф М.Э., Кузьменко В.А. Динамика машин для испытаний на усталость. М.: Машиностроение. 1967. 460 с.

109. Сорокин Е.С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем. М.: Госстройиздат. 1960.

110. Танкаева Л.К. Природа структурных связей и плывунность лессов бассейна нижнего течения р.Вахш. Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. М. 1964.

111. Ультразвук (Маленькая энциклопедия). М.: Советская энциклопедия. 1979. 400 с.

112. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. М.: Химия. 1980. 320 с.

113. Фрейндлих Г. Тиксотропия. Л.-М.: ГОНТИ. 1939. 48 с.

114. Френкель Я.И. О теории сейсмических и сейсмоэлектрических явлений во влажных грунтах II Изв. АН СССР. Сер. геофизическая и географическая, 1944. Вып. 8. №4.

115. Фундаменты и подземные сооружения при динамических воздействиях. Материалы Ш Всесоюзной конференции по динамике оснований, фундаментов и подземных сооружений, Ташкент: ФАН. 1975. 207 с.

116. Хорибэ Т., Кобаяси Р., Икэми Я. Испытание песчаника на усталость // Дзайре. 1968. Т.12. №181. С.914-918 (на япон. языке).

117. Шехтер О.Я. Об учете инерционных свойств грунта при расчете вертикальных вынужденных колебаний массивных фундаментов / Вибрации сооружений и фундаментов. М.: Стройвоенмориздат. 1948. №12.

118. Эйслер Л. А. К вопросу о построении системы уравнений движения во до насыщенного несвязного грунта как многокомпонентной среды // Изв. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева, 1968. Т.86.

119. Ягодкин Г.И., Мохначев М.П., Кунтыш М.Ф. Прочность и деформируемость горных пород в процессе их нагружения. М.: Наука. 1971. 148 с.

120. Abascal R., Dominguez J. Vibrations of footings on zoned viscoelastic soils // Journal of Engineering and Mechanics. 1986. V.112. №5. P.433-447.

121. Advances in the art of testing soils under cyclic conditions. Proceedings: Session sponsored by the Geotechnical Engineering Division, ASCE, in conjunction with the ASCE Convention, Detroit, Michigan, October 1985, V.Khosla (ed.).

122. Aggour M.S., Yang J.C.S., Chen J., Amer M., Al-Sanad H. In-situ determination of damping of soils / Proceedings :7th Symposium on Earthquake Engineering, Roorkee, India. 1982. V.l. P.365-370.

123. Akai et al. Model studies on stress distribution in layered system // Proceedings JSCE. 1971. V.185. P.83-93.

124. Al-Sanad H., Aggour M.S. Dynamic soil properties from sinusoidal and random vibrations. Proceedings: 8th World Conference on Earthquake Engineering, San Francisco. 1984. V.IH. P. 15-22.

125. Al-Sanad H., Aggour M.S., Yang J.C.S. Dynamic shear modulus and damping ratio from random loading tests // Geotechnical Testing Journal, 1983. V.6. № 3. P. 120-127.

126. Amini F. Dynamic soil properties using improved transfer function methods // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1990. V.9. №.6. P.274-278.

127. Amini F., Tawfiq K.S., Aggour M.S. Cohesionless soil behaviour under random excitation conditions // Journal of Geotechnical Engineering. 1988. V. 114, № 8. P. 896-914.

128. Amini F., Tawfiq K.S., Aggour M.S. Damping of sandy soils using autocorrelation function / Proceedings:8th Symposium on Earthquake Engineering, Roorkee, India. 1986.V.l.P.181-188.

129. Annaki M., Lee K.L. Equivalent uniform cycle concept for soil dynamics liquefaction problems in geotechnical engineering, ASCE, 1976. Preprint 2752, Philadelphia.

130. Atkinson G.M., Finn W.D.L., Charlwood R.G. Simple computation of liquefaction probability for seismic hazard applications // Earthquake Spectra. 1984. V. 1. №1. P.107-123.

131. Atterberg A.M. Studien auf dem Gebiete der Bodenkunde //Die Landwirtschaftlichen Versuchsstationen. 1908. V.69. P.134.

132. Attewell F.B., Farmer I.W. Fatigue behaviour of rock // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 1973. V. 10. P. 1-9.

133. Baldi G., Bruzzi D., Superbo S., Battaglio M., Jamiolkowski M. Seismic cone in Po river sand / Penetration Testing 1988, Proceedings of the 1st International Symposium on Penetration Testing ISOPT-1, Orlando. 1988. V.2. P.643-650.

134. Ballard R.F.,Jr. Determination of soil shear moduli at depth by in-situ vibratory techniques, WES, 1964, Misc. Paper №.4-691.

135. Ballard R.F.,Jr., McLean F.G. Seismic field methods for in situ moduli / Proceedings: Conference on In Situ Measurement of Soil Properties. ASCE Geotechnical Engineering Division Specialty Conference, Raleigh, North Carolina. 1975. V.l. P.121-150.

136. Bamert E., Schnitter G., Weber M. A field method of determining soil properties by impact loading / Proceedings: International Symposium on Wave Propagation and Dynamic Properties of Earth Materials, 1967, Albuquerque, N.M. P.265-274.

137. Barber E.S. Discussion on the paper "Thixotropic characteristics of compacted clays" by H.B.Seed & C.K.Chan // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 1958.

138. Basset R.H., Craig W.H. The development of geotechnical centrifuges in the United Kingdom 1965-1985 / Centrifuges in Soil Mechanics, Craig, James and Schofield (eds.), Balkema, Rotterdam. 1988. P.35-60.

139. Bazant Z.P., Bhat P.D. Endochronic theory of inelasticity and failure of concrete // Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE. 1976. V.102 (№EM4). P.701-722.

140. Baziar M.H., Succarieh M., Elgamal A., Dobry R. Evaluation of permanent deformation through laboratory strain-controlled cyclic testing. Draft report for NCEER, Buffalo, New York, Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, New York. 1990.

141. Berger L., Gnaedinger J. Strength regain of clays // ASTMBulletin. September 1949.

142. Berrill J. B.; Davis R. O. Energy dissipation and seismic liquefaction of sands: revised model /1 Soils and Foundations. 1985. V.25. №2. P. 106-118

143. Biot M.A. Generalized theory of acoustic propagation in porous dissipative media // The Journal of the Acoustical Society of America. 1962a. V.34, No.9. P. 1254-1264.

144. Biot M.A. Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media // Journal of Applied Physics. 1962b. V. 33. N4. P. 1482-1498.

145. Biot M.A. Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid. I. Low-frequency range. II. Higher frequency range // The Journal of the Acoustical Society of America. 1956. V. 28. N 2. P. 168-191.

146. Bjerrum L., Landva A. Direct simple shear tests on Norwegian quick clay // Geotechnique. 1966. V.16, №1. P. 1-20.

147. Bjerrum L., Rosenqvist I.Th. Some experiments with artificially sedimented clays // Geotechnique. 1956. V.6. P. 124-136.

148. Blight G.E. Shear stress and pore pressure in triaxial testing // ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 1965. V.91. №SM1. 25-39.

149. Bodare A., Massarch R. Determination of dynamic soil properties in the field / Proceedings of the 7th European Conference on Earthquake Engineering, Athens. 1982. V.2. P.321-327.

150. Bolton M.D., Wilson J. M.R. An experimental and theoretical comparison between static and dynamic torsional soil tests // Geotechnique. 1989. V.39. N 4. P.585-599.

151. Boswell P.G.H. A preliminary examination of the thixotropy of some sedimentary rocks // The Quarterly Journal of the Geological Society of London. 1949. V. 104. Part 4. P. 499-526.

152. Boulanger R.W., Chan C.K., Seed H.B., Seed RB., Sousa J.B. A low-compliance bidirectional cyclic simple shear apparatus // Geotechnical Testing Journal. 1993.V.16. P. 3645.

153. Bratton J.L., Higgins C.J. Measuring dynamic in situ geotechnical properties / Proceedings: ASCE Specialty Conference on Earthquake Engineering, Geotechnical Engineering Division, Pasadena. 1978.

154. Brewer J.H. The Response of Cyclic Stress in a Normally Consolidated Saturated Clay. Ph.D. dissertation. North Carolina State University, Raleigh, NC. 1972.

155. Bycroft G.N. Forced vibrations of a rigid circular plate on a semi-infinite elastic space or an elastic stratum// Trans. Royal Society of London. Series A. 1956. №256. P.327-368.

156. Byrne P.M., Mclntyre J. Effective stress liquefaction analysis at the Wildlife site // Proceedings: 3rd International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. 1995. St.Louis, Miss.

157. Campanella R.G., Vaid Y.P. A simple Ko triaxial cell // Canadian Geotechnical Journal. 1972. Y.9. №3. P.249-260.

158. Cao, Y.L. & Law, K.T. Energy dissipation and dynamic behaviour of clay under cyclic loading. Canadian Geotechnical Journal, 1992, 29, 103-111.

159. Casagrande A. Liquefaction and cyclic deformation of sands. A critical review // Lecture at 5th Panamerican Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Buenos Aires. 1975. V.V. P. 80-133.

160. Casagrande A. Liquefaction and cyclic deformation of sands: a critical review. Harvard Soil Mechanics Series №88, January 1976.

161. Casagrande A., Shannon W.L. Research on stress deformation and strength characteristics of soils and soft rocks under transient loading. Harvard Soil Mechanics Series №31, 1948a.

162. Casagrande A., Shannon W.L. Strength of soils under dynamic loads // Transactions ASCE. 1949. P.755-772; Discussion p.825.

163. Casagrande A., Shannon W.L. Stress, deformation and strength characteristics of soils under dynamic loads. Proceedings of the 2nd International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. 1948b. V.5.P.29-34.

164. Castro G. Liquefaction and cyclic mobility of saturated sands // Proceedings ASCE. 1975. V.101. №GT6. P.551-569.

165. Castro G., Enos J.L., France J.W., Poulos S.J. Liquefaction induced by cyclic loading. National Science Foundation NSF/CEE-82018. 1982.

166. Castro G., Keller T.O., Boynton S.S. Réévaluation of the Lower San Fernando Dam. Report №1, USACE, Waterways Experiment Station. Vicksburg, Missisipi. 1989.

167. Castro G., Poulos S.J. Factor affecting liquefaction and cyclic mobility // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1977. V.103, №GT6. P.501-516.

168. Celebi M. Northridge (California) earthquake: unique ground motions. Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. St. Louis, MO. 1995. V.3. 1411-1416.

169. Chae Y.S. Dynamic behaviour of embedded foundation-soil system. Paper presented at 49th Annual Meeting of US Highway Research Board. 1970.

170. Chameau J.L., Clough G.W. Probabilistic pore pressure analysis for seismic loading // Journal of Geotechnical Engineering, ASCE. 1983. V.109, №4. P.507-524.

171. Chaney R.C., Fang H.Y. Response of non-saturated soil to cyclic loading / Proceedings: International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. 1981. St.Louis, Miss. V.II. P.643.

172. Chang Ch.S., Whitman R.V. Drained permanent deformation of sand due to cyclic loading // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1988. V.114. №10. P. 1164-1180.

173. Chang-Liang V. Dynamic response of structure in layered soils. PhD thesis. MIT. 1974.

174. Charlie W.A., Abt S.R., Veyera G.E. Dynamic pore pressure response of saturated soil under shock loading / Proceedings: 2nd Symposium on the Interaction of Non-Nuclear Munitions with Structures, Panama City Beach, Florida. 1985.

175. Cheney J.A. American literature on geotechnical centrifuge modelling 1931-1984 / Centrifuges in Soil Mechanics, Craig, James & Schofield (eds.), Balkema, Rotterdam. 1988. P.77-80.

176. Cho Y., Rizzo P.C., Humphries W.K. Saturated sand and cyclic dynamic tests. Meeting preprint 2752, ASCE Annual Convention and Exposition, 1976, Philadelphia, PA. P.285-312.

177. Cloud W.K. Intensity map and structural damage, Parkfield, California, Earthquake of June 27,1966 // Bulletin of the Seismological society of America. 1967. V.57, №6. P.1161-1179.

178. Committee on Soil Dynamics of the Geotechnical Engineering Division. Definition of terms related to liquefaction // Journal of the Geotechnical Engineering Division. 1978. V.104. №GT9. P. 1197-1200.

179. Cooley J.W., Tukey J.W. An algorithm for machine calculation of complex fourier series // Mathematical Computation. 1965. V.19. P.297-301.

180. Cornell C.A. Probabilistic analysis of damage to structures under seismic loads / Dynamic Waves in Civil Engineering, D. AHowells, Haigh I.D. & C.Taylor (eds.), Wiley-Interscience, London, 1971.

181. Corte J.F. Review of geotechnical centrifuge testing in France / Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A.Balkema, Rotterdam. 1988. P.61-76.

182. Coulter H.W., Migliaccio R.R. The Alaska earthquake, March 27, 1964: effects on communities, effects of the earthquake of March 27, 1964 at Valdez, Alaska. U.S. Geological Survey Professional Paper 542-C. 1966.

183. Craig W.H. Centrifuge models in marine and coastal engineering / Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), AA.Balkema, Rotterdam. 1988. P. 149-168.

184. Craig W.H. Strain rate and viscous effects in physical models. Conference on Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Southampton. 1982. 351-366.

185. Crandall S.H., Mark W.D. Random vibration in mechanical systems. Academic Press, New York, 1963.

186. Crawford C.B. Pore pressures within soil specimens in triaxial compression / ASTM Symposium on Laboratory Shear Testing of Soils, Ottawa. ASTM STP 361, 1963. 192-211.

187. Crawford J.M., Doty W.E.N., Lee M.R. Continuous signal seismograph // Geophysics. 1960. V.25. P.95-105.

188. Cuellar V., Navarro F. Elasto-plastic behavior of a very dense granular material under earthquake type of loading, 2nd ICRAGEE & SD. 1991.

189. Davis R.O., Berrill J.B. Liquefaction susceptibility based on dissipated energy: a consistent design methodology // Bulletin of the New Zealand National Society for Earthquake Engineering. 1996. V.29. №2. P.83-91.

190. Davis, R.O., Berill, J.B. Energy dissipation and seismic liquefaction in sands. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 1982, V.10. № 1. P.59-68.

191. DeAlba P., Seed H.B., Chan C.K. Sand liquefaction in large-scale simple shear tests // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1976. V.102, №GT9. P. 909-927.

192. Den Hartog J.P. Forced vibrations with combined coulomb and viscous friction // Transactions ASME. APM-53-9. 1931. P. 107-115.

193. Dobry R., Gazetas G. Dynamic response arbitrarily shaped foundations // Journal of Geotechnical Engineering. 1986. V.112. №2. P. 109-135 .

194. Dominguez J., Roesset J.M. Dynamic stiffness of rectangular foundations. Research Report R78-20. MIT. 1978.

195. Douglas B.J., Olsen R.S., Martin G.R. Liquefaction susceptibility from S-wave velocity. Preprint 81-544, ASCE National Convention, St.Louis, Missouri, 1981, New York.

196. Drnevich V.P. Drnevich resonant column apparatus operating manual. Soil Dynamics Instruments,Inc., 1976, Lexington, KY.

197. Drnevich V.P. Effect of strain history on the dynamic properties of sand, Ph.D.Dissertation, University of Michigan. 1967. 151 p.

198. Drnevich V.P. Recent developments in resonant column testing. Richart Commemorative Lectures, Proceedings of a session sponsored by the Geotechnical Engineering Division, in conjunction with the ASCE Convention in Detroit, Mi. 1985. P.79-107.

199. Drnevich V.P. Undrained cyclic shear of saturated sand // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1972. V.98, №SM8. P.807-825.

200. Du J., Zhu L-G., Wu X-F. The dynamic properties of carbonate sand / 2nd ICRAGEE & SD. 1991.

201. Earthquake engineering and soil dynamics II, recent advances in ground motion evaluation. Proceedings of the Specialty Conference, sponsored by the Geotechnical Engineering Division, ASCE, Park City, Utah, June 1988, GSP 20, J.L. Von Thun (ed.).

202. El Sharnouby B., Novak M. Static and low-frequency response of pile groups // Canadian Geotechnical Journal. 1985. V.22. №1. P.79-94.

203. Endo O.; Komanobe K. Single- and multi-directional shaking table tests of sand liquefaction / First International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering. A. A. Balkema, Rotterdam. 1995. V.2. P.675-680

204. Esrig M.I., Kirby R.C., Bea R.G. Initial development of a general effective stress method for the prediction of axial capacity for driven piles in clay / Proceedings: 8th Annual Offshore Technical Conference. 1977. P.495-501.

205. Ewins D.J. Modal testing: theory and practice. Jonh Wiley & Sons, New York, 1984.

206. Farr J. V., Woods R.D. A device for evaluating one-dimensional compressive loading rate effects II Geotechnical Testing Journal, ASTM. 1988. V.ll, №4. P.269-275.

207. Figueroa, J.L. A method for evaluating soil liquefaction by energy principles. Proc. 4th U.S. Nat. Conf. Earthquake Engineering, EERI, El Cerrito, CA, 1990.

208. Figueroa, J.L., Saada, A.S., Liang L. & Dahisaria, N.M. Evaluation of Soil Liquefaction by Energy Principles. Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1994, 120, 15541569.

209. Finn W.D.L. Dynamic analysis in geotechnical engineering. 25th Anniversary Symposium on 1964 Niigata Earthquake. Niigata. 1989. 68 p.

210. Finn W.D.L. Dynamic effective stress response of soil structures: theory and centrigugal model studies. 5th International Conference on Numerical Methods in Geomechanics. Na-goya. 1985. V.l. P.35-46.

211. Finn W.D.L. Evaluation of liquefaction potential. Soil Dynamics Lectures, University of British Columbia. 1993.

212. Finn W.D.L. Seismic analysis of embankment dams. Dam Engineering. 1990. V.l. №1. P. 5975.

213. Finn W.D.L., Bransby P.L., Pickering D.L. Effect of strain history on liquefaction of sand // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division, ASCE. 1970. V.96, №SM6. P. 19171934.

214. Finn W.D.L., Ledbetter R.H., Fleming R.L.,Jr., Templeton A.E., Forrest T.W., Stacy S.T. Dam on liquefiable foundation: safety assessment and remediation. 17th Congress on Large Dams, International Commission on Large Dams. Vienna. 1991. 37 p.

215. Finn W.D.L., Pickering D.J., Bransby P.L. Sand liquefaction in triaxial and simple shear tests // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1971. V.97, №SM4. P.639-659-,

216. Finn W.D.L., Vaid Y.P. Liquefaction potential from drained constant volume cyclic shear tests. Preprints of 6th World Conference on Earthquake Engineering, New Delhi. 1977. V.6.1. P.7-12.

217. Finn W.D.L., Yogendrakumar M. TARA-3FL—program for analysis of liquefaction induced flow deformations. Department of Civil Engineering, University of British Columbia, Vancouver. 1989.

218. Finn W.D.L., Yogendrakumar M., Lo R.C., Ledbetter R.H. Seismic response of tailing dams. State of the art paper. International Symposium on Safety and Rehabilitation of Tailing Dams, International Comission on Large Dams, Sydney. 1990.

219. Finn W.D.L., Yogendrakumar M., Yoshida N., Yoshida M. TARA-3: a program for nonlinear static and dynamic effective stress analysis. Soil Dynamics Group, University of British Columbia, Vancouver. 1986.

220. Freundlich H. Thixotropy. Hermann et Cie, Paris. 1935.

221. Fry Z.B. Development and evaluation of soil bearing capacity, foundations and structures. WES. 1963. Technical Report N 3-632.

222. Fry Z.B. Dynamic soils investigations project Buggy, Buckboard Mesa Nevada test site, Mercury, Nevada. WES. 1965. Misc. Paper N 4-666.

223. Funston N.E., Hall W.J. Footing vibration with nonlinear subgrade support II Journal of Soil Mechanics and Foundations. ASCE. 1967. SM5. P. 191-211.

224. Gazetas G. Analysis of machine foundation vibrations : state of the art // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1983. V.2. №1. P.2-42.

225. Gazetas G. Machine foundations on deposits of soft clay overlain by a weathered crust // Geotechnique. 1981. V.31. №3. P.387.

226. Gazetas G. Strip foundation on cross-anosotropic soil layer subjected to dynamic loading // Geotechnique. 1981a. V.31. №2. P.161.

227. Gazetas G., Dobry R., Tassoulas J.L. Vertical response of arbitrarily shaped embedded foundations// Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1985. V. 111. №6. P.750-771.

228. Gazetas G., Roesset J.M. Forced vibrations of strip footings on layered soils // Methods of Structures Analysis. ASCE. 1976.

229. Gazetas G., Roesset J.M. Vertical vibration of machine foundations // Journal of Geotechnical Engineering Division. ASCE. 1979. V. 105. №GT12. P. 1435.

230. Gibson R.E. The analytical method in soil mechanics // Geotechnique. 1974. V.24. №2. P.115.

231. Gillespie D., Campanella R.G. Consolidation characteristics from pore pressure dissipation after cone penetration // Soil Mechanics Series № 47, Dept. of Civil Engineering, UBC, Vancouver. 1981. 17 p.

232. Glasstone S., Laidler K., Eyring H. The theory of rate process. McGraw-Hill, New York, 1941, P.85.

233. Goodman R.E., Seed H.B. Earthquake-induced displacements in sand embankments // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1966. V.92. N SM2. P.336-351.

234. Graham J., Crooks J.H., Bell A.L. Time effects on the stress-strain behaviour of soft clays // Geotechnique. 1983. V.33. P.327-340.

235. Hadjian A.H., Luco J.E. On the importance of layering on impedance functions / Proceeding-softhe 6th WCEE. New Delhi. 1977.

236. Haimson B.C., Kim C.M. Mechanical behavior of rock under fatigue // Proceedings: 13th Symposium on Stability of Rock Slopes, University of Illinois, Urbana 1972. P. 845-863.

237. Hall J.R.,Jr., Richart F.E.,Jr. Dissipation of elastic wave energy in granular soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. ASCE. 1963. V.89, №SM6. P.27-56.

238. Hamilton E.L., Bachman R.T. Sound velocity and related properties of marine sediments // The Journal of the Acoustical Society of America. 1982. V.72. P. 1891-1904.

239. Han J. Coupled vibrations of embedded foundation // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1989. V.115. №9. P. 1227-1238.

240. Han Y.C., Novak M. Dynamic behaviour of single piles under strong harmonic excitation // Canadian Geotechnical Journal. 1988. V.25. №8. P.523-534 .

241. Harder L.F., Seed H.B. Determination of penetration resistance for coarse-grained soils using the Becker Hammer Drill, Report No. 86/06, University of California, Berkeley. 1986.

242. Hardin B.O. The nature of damping in sands // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1965. V.91. N SMI. P.63-97.

243. Hardin B.O., Music J. Apparatus for vibration of soil specimens during the triaxial test. Symposium on Instrumentation and Apparatus for Soils and Rocks. 1965. ASTM 392. P.55-74.

244. Hardin B.O., Richart F.E.,Jr. Elastic wave velocities in granular soils // Journal of the Soil Mechanics and Foundation Division. ASCE. 1963. V. 89, № SMI. P.33-65.

245. Hasegawa H.S., Basham P.W., & Berry M.J. Attenuation relations for strong seismic ground motion in Canada. Bull. Seismological Society of America, 1981, 71, 1943-1962.

246. Haupt W.A. Discussion of in situ shear wave velocity by cross-hole method //Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1973. V.99, № SM2. P.224-228.

247. Henke R., Henke W. Laboratory prototype of in situ cyclic and dynamic geotechnical testing system / Soil Dynamics and Liquefaction, AS.Cakmak (ed.), Elsevier & Computational Mechanics Publications. 1987. P.299-305.

248. Henke R., Henke W. U.S. patent № 4594899. 1982.

249. Heroesewojo R., Nishimatsu Y., Suzuki K. Effects of repeated compressive or tensile load on the mechanical properties of rock // Journal of Mining & Metallurgy Institute of Japan. 1970. V.87. №1001. P.515-520.

250. Heukelom W., Foster C.R. Dynamic testing of pavements // Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1960. V.86, № SMI. P. 1-28.

251. Higgins C.J. Ground motion induced interface pressures / Proceedings: ASCE Specialty Conference on Earthquake Engineering & Soil Dynamics, Pasadena. 1978.

252. Higgins C.J., Simmons K.B., Pickett S.F. A small explosive simulation of earthquake-like ground motion / Proceedings: ASCE Specialty Conference on Earthquake Engineering & Soil Dynamics, Pasadena. 1978.

253. Holzlohner U. The use of equivalent homogeneous half-space in soil-structure interaction analysis. Berlin. 1979. SMIRT5. M 10/3.

254. Houston W.N., Herrmann H.G. Undrained cyclic strength of marine soils// Journal of the Geotechnical Engineering. 1980. V.106. №GT6. P.691-712.

255. Hsieh T.K. Foundation vibrations // Institute of Civil Engineering Proceedings. 1962. V.22. P.211-226.

256. Hvorslev M.J., Kaufman R.I. Torsion shear apparatus and testing procedures. USAE Waterways Experiment Station. 1952. Bull.№38. 76 p.

257. Ibsen L.B. The stable state in cyclic triaxial testing on sand // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1994. V.13. №1. P.63-72.

258. Iguchi M., Luco J.E. Dynamic response of flexible rectanguar foundations on an elastic halfspace // Earthquake Engineering and Structures Dynamics. 1981. V.9. P.239.

259. Iida K. On the elastic properties of soil particularly in relation to its water content // Bulletin of the Earthquake Research Institute. Tokyo Imperial University. 1940. V.18. P.675-690.

260. Iida K. The velocity of elastic waves in sand // Bulletin of the Earthquake Research Institute. Tokyo Imperial University. 1938. V.16. P. 131-144.

261. Ishibashi I., Sherif M.A. Soil liquefaction by torsional simple shear device // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1974. V.100, №.GT8. Paper 10752. P.871-888.

262. Ishihara K. Factors affecting dynamic properties of soils / Proceedings 4th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Bangkok. 1971. V.2.

263. Ishihara K. Stability of natural deposits during earthquakes. Theme lecture: Proceedings 11th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, San Francisco 1985. V.2. P.321-376.

264. Ishihara K., Li S. Liquefaction of saturated sand in triaxial torsion shear test // Soils and Foundations. 1972. V.12. №2. P. 19-39.

265. Ishihara K., Okada S. Effects of stress history on cyclic behavior of sands // Soils and Foundations. 1978. V. 18. №4. P.31-45.

266. Ishihara K., Sodekawa M., Tanaka Y. Dynamic geotechnical testing. ASTM STP 654. 1978. P.246-264.

267. Ishihara K., Tatsuoka F., Yasuda S. Undrained deformation and liquefaction of sand under cyclic stresses // Soils and Foundations. 1975. V.15. №1. P.29-44.

268. Ishihara K., Yasuda S. Sand liquefaction due to irregular excitation //Soils and Foundations. 1972. V.12. №4.

269. Ishihara K., Yasuda S. Sand liquefaction in hollow cylinder torsion under irregular excitation II Soils and Foundations. 1975. V.15. №1. P.45-59.

270. Ishimoto M., Iida K. Determination of elastic constants of soils by means of vibration methods //Bulletin of the Earthquake Research Institute. 1940. V. 15. P. 67.

271. Isyumov N.P. Personal communication, 1993.

272. Iwasaki T., Tatsuoka F., Takagi Y. Shear moduli of sands under cyclic torsional shear loading. Technical Memorandum of The Public Works Research Institute, Ministry of Construction, Chiba-Shi, Japan. 1977. №1264.

273. Jones R. In-situ measurement of the dynamic properties of soil by vibration methods // Geo-technique. 1958. V.8. №1. P. 1-21.

274. Kausel E. Forced vibrations of circular foundations on layered media.Research Report R74-11. MIT. 1974.

275. Kavazanjian E., Roth R.A., Echezuria H. Liquefaction potential Mapping for San Francisco // Journal of geotechnical Engineering, ASCE. 1985. V. 111. №1. P. 54-76.

276. Kaynia A.M., Kausel E. Dynamic behavior of pile groups / Proc. Conf. on Numerical Methods in Offshore Piling. University of Texas. Austin. Tex. 1982. P.509-532.

277. Khosla V.K., Singh R.D. Influence of number of cycles on strain // Canadian Geotechnical Journal. 1978. V.15. P.584-592.

278. Kimura T. Centrifuge research activities in Japan / Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A. Balkema, Rotterdam. 1988. P. 19-28.

279. Kjellman W. Testing of shear strength in Sweden // Geotechnique. 1951. V.2. P.225-232.

280. Ko H.-Y. Summary of the state-of-the-art in centrifuge model testing /Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A.Balkema, Rotterdam. 1988. P. 11-18.

281. Koester J.P., Franklin A.G. Current methodologies for assessing the potential for earthquake-induced liquefaction in soils. NUREG/CR-430, US Nuclear Regulatory Commission, Washington, D.C. 1985.

282. Kovacs W.D. Effect of sample configuration in simple shear testing / Proceedings: Symposium on Behaviour of Earth and Earth Structures Subjected to Earthquakes and Other Dynamic Loads, Roorkee, India. 1973. P.82-86.

283. Kramer S.L., von Laun F.-Y., Sivaneswaran N. Strain-controlled, variable frequency cyclic loading system for soft soils // Geotechnical Testing Journal. 1992. V.15. №3. P.264-270.

284. Krynine D.P. Discussion on the paper "Thixotropic characteristics of compacted clays" by H.B.Seed & C.K.Chan // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. 1958.

285. Kulhawy F.H., Mayne P.W. Manual on Estimating Soil Properties for Foundation Design. Final Report, Project 1493-6, EL-6800, 1990. Electric Power Research Institute, Palo Alto, CA.

286. Kutter B.L. Recent advances in centrifuge modeling of seismic shaking. Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. St. Louis, MO. 1995. V.2. 927-941.

287. Kutter B.L., Chang J-D., Davis B.C. Collapse of cavities in sand and particle size effects / Centrifuge 94, Leung, Lee, Tan (eds.). Rotterdam: A.A. Balkema. 1994. 809-816.

288. Kvasnicka P., Szavits-Nossan A. Influence of cyclic stress history on cyclic behaviour of a sand. Soil Dynamics and Earthquake Engineering Conference, Southampton. 1982. P.55-63.

289. Ladd R.S., Dutko P. Small strain measurement using triaxial apparatus / Advances in the art of testing soils under cyclic conditions, Detroit, Michigan. 1985. P. 148-165.

290. Lakshmanan N., Minai R. Dynamic soil reactions in radially nonhomogeneous soil media // Bull. Disaster Prev.Res.Inst. Kyoto Univ. 1981. V.31. №2. P.79-114.

291. Lambe Ph.C., Whitman R.V. Scaling for earthquake shaking tests on a centrifuge / Soil Dynamics & Earthquake Engineering Conference, Southampton. 1982. P.367-378.

292. Law K.T. & Cao Y.L. An energy approach for assessing seismic liquefaction potential. Canadian Geotechnical Journal, 1990, 27, 320-329.

293. Lawrence F.V.,Jr. Propagation velocity of ultrasonic waves through sands. Massachusetts Institute of Technology Report R63-8. 1963.

294. Lee F.-H., Schofield A.N. Dynamic behavior of the bumpy road shaking table system // Geotechnical Testing Journal. 1989. V.12, №2. P. 126-134.

295. Lee K.L. Influence of end restraint in cyclic triaxial tests. WES CR S-76-1, USAE Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Vicksburg, Miss. 1976.

296. Lee K.L., Fitton J.A. In "Vibration effects of earthquakes on soils and foundations", ASTM STP 450. 1969.

297. Lee K.L., Focht J. A. Jr. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE.1975. V.100. №GT1. P.1-18.

298. Lee M.K.W., Finn W.D.L. DESRA-2, Dynamic Effective Stress Response Analyses of soil deposits with energy transmitting boundary including assessment of liquefaction potential.

299. Soil Mechanics Series №38. Department of Civil Engineering, University of British Columbia, Vancouver. 1978.

300. Lefebvre G., LeBoeuf D. Stability threshold for cyclic loading of saturated clay // Canadian Geotechnical Journal. 1989. V.26. 122-131.

301. Lemos L.J.L., Vaughan P.R. Shear strength of shear surfaces under rapid loading/ Proceedings: 2nd Int. Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, St. Louis, Missouri. 1991.

302. Lessard G., Mitchell J.K. The causes and effects of aging in quick clays // Canadian Geotechnical Journal. 1985. V.22. P.335-346.

303. Liang L., Figueroa J.L. & Saada AS. Liquefaction Under Random Loading: A Unit Energy Approach. Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE, 1995, 121,776-781.

304. Lin Y.J. Dynamic response of circular plates on viscoelastic halfspace // Journal of Applied Mechanics. ASME. 1978. №45E. P.379.

305. Liquefaction of soils during earthquakes. National Academy Press, Washington, D.C. 1985. 240 p.

306. Lord A.F.,Jr., Curran J.W., Koerner R.M. New transducer system for determining dynamic mechanical properties and attenuation in soil // Journal of Acoustic Society of America. 1976. V. 60. №2. P.517-520.

307. Lorenz H. Elasticity and damping effect of oscillating soil // ASTM Special Technological Publication. 1954. №156.

308. Love A.E.H. Some problems of geodynamics. Cambridge University Press. 1911.

309. Lucks A.S., Christian J.T., Brandow G.E., Hoeg K. Stress conditions in NGI simple shear test II Proceedings ASCE. 1972. V.98, №SM1. P.155-160.

310. Luco J.E., Westmann R.A. Dynamic response of circular footings // Journal of Engineering Mechanics Division. ASCE. 1971. V.97. №EM5. P. 1381.

311. Luong M.Ph. Stress-strain aspect of cohesionless soils under cyclic and transient loading / Intern. Symp. on Soils under Cyclic and Transient Loading, Swansea. 1980. V.l. P.315-324.

312. Luong M.Ph. Stress-wave mitigation in granular soils / Abstracts of 29th IGC, Kyoto. 1992. V.l. P.79.

313. Lysmer J. Foundation vibrations with soil damping // Civil Engineering and Nuclear Power. ASCE. 1980. V.H. 10/4. P. 1-18.

314. Lysmer J. Vertical motions of rigid footings.PhD thesis. Univ. of Michigan. Ann Arbor. 1965.

315. Lysmer J., Kuhlemeyer L. Finite dynamic model for infinite media // Journal of Engineering Mechanics. ASCE. 1969. V.95. №EM4. P.859-877.

316. Massarch K.R. Man-made vibrations and solutions. State-of-the-art lecture. Third International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering. St. Louis, MO. 1993. V.n. 1393-1405.

317. McGuire R.K., Tatsuoka F., Iwasaki T., Tokida K. Probabilistic procedures for assessing soil liquefaction potential // Journal of Research, Public Works Research Institute, Tokyo. 1978. V.19. P.1-38.

318. McLamore V.R., Anderson D.G., Espana C. Crosshole testing using explosive and mechanical energy sources / Dynamic Soil and Rock Testing in the Field and Laboratory for Seismic Studies, ASTM, Denver, Colorado. 1977.

319. McRoberts E.C., Sladen J.A. Observations on static and cyclic sand-liquefaction methodologies// Canadian Geotechnical Journal. 1992. V.29. P.650-665.

320. Measurement and use of shear wave velocity for evaluating dynamic properties. Proceedings: Session sponsored by the Geotechnical Engineering Division, ASCE, in conjunction with the ASCE Convention, Denver, Colorado, May 1985, R.D.Woods (ed.).

321. Mitchell J.K. Fundamentals of soil behavior (2nd ed.). John Wiley & Sons. New York. 1993. 438 pp.

322. Mitchell J.K. Fundamentals of soil behavior. John Wiley & Sons. New York. 1976.

323. Mitchell J.K., Campanella R.G., Singh A. Soil creep as a rate process. J. Soil Mech. Found. Div., ASCE, 1968, 94, 231-253.

324. Mitchell J.K., Chatoian J.M., Carpenter G.C. The influences of sand fabric on liquefaction behavior. WES CR S-76-5,USAE Waterways Experiment Station, Corps of Engineers, Vicksburg, Miss. 1976.

325. Mitchell J.K., Singh A., Campanella, R.G Bonding, effective stresses, and strength of soils. J. Soil Mech. Found. Div., ASCE, 1969, 95, 1219-1246.

326. Mitwally H., Novak M. Response of offshore towers with pile interaction // Journal of Engineering Mechanics. ASCE. 1987. V.113. №EM7. P. 1065-1084.

327. Moretto O. Effect of natural hardening on the unconfined compression strength of remolded clays / Proceedings: 2rd International Conference on Soil Mechanics. 1948. V.I.

328. Morris D. A simple algorithm for obtaining dynamic soil properties with depth from surface refraction data / Proceedings: 2nd International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics, St.Louis, Miss. 1991.

329. Morris D.V. Dynamic soil-structure interaction modelled experimentally on a geotechnical centrifuge // Canadian Geotechnical Journal. 1981. V. 18. №1. P.40-51.

330. Motherwell J.T., Wright S.G. Cyclic apparatus using frictionless air piston // Geotechnical Engineering Division Journal. ASCE. 1978. V.104. № GT7. P. 1036-1039.

331. Mroz Z. On hypoelasticity and plasticity approaches to constitutive modelling of inelastic behaviour of soils // International Journal of Numerical Analysis Methods in Geomechanics. 1980. V.4.P.45-55.

332. Mulilis J.P., Seed H.B., Chan C.K., Mitchell J.K., Arulanandan K Journal of Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1977. V.103. № GT2. P.91-108.

333. Mulilis J.P., Townsend F.C., Horz R.C. Dynamic geotechnical testing, ASTM STP 654. 1978. P.265-279.

334. Murayama S., Shibata T. Rheological properties of clays. Proc. 5th Int. Conf. Soil Mech. Found. Engng, 1961,1, 269-273.

335. Nayfeh A.N., Serhan S.J. Vertical vibration of machine foundations // Journal of Geotechnical Engineering. 1989. V.115. №1. P.56-74.

336. Nazarian S., Stokoe K.H.II In situ shear wave velocities from spectral analysis of surface waves / Proceedings: 8th World Conference on Earthquake Engineering, San Francisco. 1984. V.III. P.31-38.

337. Nemat-Nasser, S. & Shokooh, A. A unified approach to densification and liquefaction of co-hesionless sand in cyclic shearing. Canadian Geotechnical Journal, 1979, 16, 659-678.

338. Newmark N.M. Consulting Engineering Services: A study of vertical and horizontal earthquake spectra, Directorate of Licensing, U.S. Atomic Energy Commission, Washington D.C. 1973.

339. Newmark N.M. Effects of earthquakes on dams and embankments // Geotechnique 1965 V.5. № 2. P. 139-160.

340. Nirei H., Kusuda T., Kamura K., Kazaoka O. "Jinami" (ground waves) due to liquefaction and fluidization. Abstracts 29th International Geological Congress, Kyoto 1992. V.l. P.80.

341. Novak M. private communication, 1993.

342. Novak M. State-of-the-art in analysis and design of machine foundations / Soil-Structure Interaction. AS.Cakmak (ed.). Amsterdam et al. 1987. P. 171-192.

343. Novak M., Berendugo Y.O. The effect of embedment on footing vibration/First Canadian Conf. on Earthquake Engineering. 1971.

344. Novak M., Berendugo Y.O. Vertical vibration of embedded footings// Journal of Soil Mechanics and Foundations. ASCE. 1972. V.98. № SM12. P. 1291-1310.

345. Novak M., Han Y.C. Impedances of soil layer with boundary zone // Journal of Geotechnical Engineering. 1990. V.l 16. №6. P. 1008-1014.

346. Novak M., Kim T.C. Resonant column technique for dynamic testing of cohesive soils // Canadian Geotechnical Journal. 1981. V.18. №3. P.448-455.

347. Novak M., Mitwally H. Random response of offshore towers with pile-soil-pile interaction // Journal of Offshore Mechanics & Arctic Engineering, Transact. ofE. 1990. V.l 12. P.35-41.

348. Novak M., Mitwally H. Trasmitting boundary for axisymmetrical dilation problems // Journal of Engineering and Mechanics Division. ASCE. 1988. V.114. №1. P.181-187.

349. Novak M., Nogami T., Aboul-Ella F. Dynamic soil reactions for plane strain case // Journal of Engineering Mechanics Division. ASCE. 1978. V.104. №4. P.953-959.

350. Novak M., Sheta M. Approximate approach for contact effects of piles / Dynamic Response of Pile Foundations: Analytical Aspects. ASCE. 1980. P.53-79.

351. Nuttli, O.W. The relation of sustained maximum ground acceleration and velocity to earthquake intensity and magnitude. US Army Engineer Waterways Experiment Station, 1979, Misc. Paper S-76-1, Rep. 16, 74.

352. Odemark N. Investigations as to the elastic properties of soils and design of pavements according to the theory of elasticity// Medclelande № 77. 1949. Stateus Vaginstut. Stockholm.

353. O'Neill M.W. Group action in offshore piles / Geotechnical Practice in Offshore Engineering. ASCE. New York. 1983.

354. O'Reilly M.P., Brown S.F., Overy R.F. Viscous effects observed in tests on an anisotropically normally consolidated silty clay // Geotechnique. 1989. V.39. №1. P. 153-158.

355. Palmer L.A., Barber E.S. Soil displacement under a loaded circular area / Proceedings HRB. Highway Research Board. 1940. V.20. P.279-286.

356. Pang D.D-J. Resonant Footing Test. University of Kentucky, Soil Mechanics Series №11. 1972. UKY TRG1-72-CE22. 156 p.

357. Perzyna P. The constitutive equation for rate sensitive plastic material // Quaternary Journal of Applied Mathematics. 1963. V.20. P.321-323.

358. Polaskowski N.H., Palchoudhuri A. Proceedings ASTM. 1954. V. 54. P.701.

359. Pollard W.S., Sangrey D.A., Poulos S.J. Air diffusion through membranes in triaxial tests // Journal of the Geotechnical Engineering Div. ASCE. 1977. V.103. №GT10. P. 1169-1173.

360. Prakash Sh. Soil Dynamics. McGraw-Hill Book Company, N.Y. 1981. P.276.

361. Prakash Sh., Sandoval J. A. Liquefaction of low-plasticity silts // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1992. V.ll. P.373-379.

362. Prange B. Stochastic excitation of rock masses. Oral discussion. / Proceedings: Xth International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Stockholm. 1981. V.4. P. 879-880.

363. Proceedings of the International Conferences on Soil Mechanics and Foundation Engineering: 11th San Francisco, August 1985; 12th - Rio de Janeiro, August 1989.

364. Proceedings of the World Conferences on Earthquake Engineering: 8th San Francisco, June 1984; 9th - Tokyo, August 1988.

365. Raybould M. University of Nottingham cyclic triaxial test facility. In: "Earthquake,Blast and Impact Measurement and Effects of Vibration". SECED, Elsevier,N.-Y.1991. P.295-306.

366. Rayleigh W., Lord. Waves propagated along the plane surface of an elastic solid. Proceedings of London Mathematics Society. 1887. V.ll. P.4-11.

367. Redpath B.B. Seismic refraction exploration for engineering site investigations. Technical Report TR E-73-4, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Explosive Excavation Research Laboratory, Livermore, CA. 1973. NTIS AD-768710. 52 p.

368. Reissner E. Stationare axialsymmetriche durch line Schuttelude Masseeregte Halbraumes // Ingenien-Archiv. 1936. V.7. Part 6. P.381-396.

369. Richart Commemorative Lectures / Proceedings: Session sponsored by the Geotechnical Engineering Division, ASCE, in conjunction with the ASCE Convention, Detroit. 1985. R.D. Woods (ed.).

370. Richart F.E. Foundation vibrations // Transactions ASCE. 1962. V. 127. P.863-898.

371. Richart F.E., Whitman R.V. Comparison of footing vibration tests with theory // Journal of Soil Mecanics and Foundations. ASCE. 1967. V.93. № SM6. Paper 5568.

372. Robertson P.K., Campanella R.G., Gillespie D., Rice A. Seismic CPT to measure in situ shear wave velocity // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1986.V. 112. №GT8. P.791-803.

373. Robertson P.K., Campanella R.G., Wightman A. SPT-CPT Correlations // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1983. V.109, № GT11. P.1449-1459.

374. Robertson P.K., List B.R., Hofmann B.A. CANLEX (Canadian Liquefaction Experiment): a one year update. Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. St. Louis, MO. 1995. V.2. 815-823.

375. Robertson P.K., Woeller D J., Finn W.D.L. Seismic cone penetration test for evaluating liquefaction potential under cyclic loading // Canadian Geotechnical Journal. 1992.V.29.P.686-695.

376. Roeder H.L., Paris H.J. Rheology of suspensions: a study of dilatancy and thixotropy, Amsterdam. 1939.

377. Roesset J.M., Gonzalez J.J. Dynamic interaction between adjacent structures // Dynamic Methods in Soil and Rock Mechanics. 1977. №1. P. 127.

378. Roscoe K.H. An apparatus for the application of simple shear to soil samples / Proceedings: 3rd Intern.Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. 1953. V.l. P. 186-191.

379. Roscoe K.H. The influence of strains in soil mechanics. 10th Rankine Lecture // Geotech-nique. 1970. V.20. №2. 129-170.

380. Rosenblueth E. The earthquake of 28 July 1957 in Mexico City / Proceedings 2nd World Conference on Earthquake Engineering, Japan. 1960. V. 1.

381. Rosenqvist I.Th. Considerations on the sensitivity of Norwegian quick clays // Geotechnique. 1953. V.3. №5. P. 195-200.

382. Rosenqvist I.Th. Om leirers kvikkaktighet // Meddelelsen fra Vegdirektoren. 1946. №3. P.29-36.

383. SAGEEP: Proceedings of the Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems, Colorado School of Mines, Golden, CO. 1989. 489 p.: 1990. 367 p.

384. Saha S., Ghosh D.P. Vertical vibration of tapered piles // Journal of Geotechnical Engineering. 1986. V.l 12. №3. P.290-302.

385. Sandoval J.A. Liquefaction and settlement characteristics of silt soils, PhD thesis, University ofMissouri-Rolla. 1989.

386. Sangawa A. Traces of liquefaction observed in archaeological sites of Japan / Abstracts of the 29th IGC, Kyoto. 1992. V.l. P.80.

387. Sangrey D.A., Henkel D.J., Esrig M.I. The effective stress response of a saturated clay soil to repeated loading // Canadian Geotechnical Journal. 1969. V.6. P.241-252.

388. Sangrey D.A., Pollard W.S., Egan J.A. Errors associated with rate of undrained cyclic testing of clay soils / Dynamic Geotechnical Testing, ASTM STP 654. 1978. P.280-294.

389. Sarsby R.W. Ground vibrations from sheet-piling operations / Proceedings: International Symposium on Environmental Geotechnology, Allentown, PA. 1986. V.l. P.655-666.

390. Sassa K. Landslide volume-apparent friction relationship in the case of rapid loading on alluvial deposits // Landslide News. 1992. №6. P. 16-19.

391. Sassa K., Fukuoka H., Lee J.H., Zhang D.X. Measurement of the apparent friction angle during rapid loading by the high-speed high-stress ring shear apparatus/ Proceedings: 6th Int. Symposium on Landslides, Balkema. 1992. V.l. P.545-552.

392. Sathialingham N, Kutter B.L. Scaling laws for rate dependent shear and consolidation of clay / Dynamic Geotechnical Testing II. R.J. Ebelhar, V.P. Drnevich, B.L. Kutter (eds.). ASTM STP 1213. ASTM: Philadelphia, 1994. 330-345.

393. Sato M. A new dynamic geotechnical centrifuge and performance of shaking table tests / Centrifuge 94, Leung, Lee, Tan (eds.). Rotterdam: Balkema. 1994. 157-162.

394. Schofield A.N. An introduction to centrifuge modelling / Centrifuges in Soil mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A. Balkema, Rotterdam. 1988. P. 1-9.

395. Seed H.B. Considerations in the earthquake-resistant design of earth and rockfill dams, 19th Rankine Lecture // Geotechnique. 1979. V.29. №3. P.215-263.

396. Seed H.B. Earthquake-resistant design of earth dams/ Seismic Design of Embankments and Caverns, ASCE, T.RHoward (ed.). 1983. P.41-64.

397. Seed H.B. Evaluation of soil liquefaction effects on level ground during earthquakes. Liquefaction problems in geotechnical engineering. ASCE Annual Convention and Exposition, Philadelphia. Preprint 2752. 1976. P. 1-104.

398. Seed H.B. Landslides during earthquakes due to liquefaction //Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1968. V.94. № SM5. P. 1053-1122.

399. Seed H.B. Soil liquefaction and cyclic mobility evaluation for level ground during earthquakes// Proceedings ASCE. 1979. V.105. № GT2. P.201-255.

400. Seed H.B., Chan C.K. Pulsating load test on samples of clay and silt from Anchorage, Alaska. Appendix C: Report on Anchorage area soil studies to U.S. Army Engineer District, Anchorage, Alaska, Shannon & Wilson,Inc., Seattle, Wash. 1964.

401. Seed H.B., Chan C.K. Thixotropic characteristics of compacted clays // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division. November 1957.

402. Seed H.B., Fead J.W.N. Apparatus for repeated load tests on soils. ASTM STP 204, Pa. 1959.

403. Seed H.B., Idriss I.M. Ground motion and soil liquefaction during earthquakes. Earthquake Engineering Research Institute, 1982.

404. Seed H.B., Idriss I.M. Simplified procedure for evaluating soil liquefaction potential // Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1971. V.97. № SM9. P.1249-1273.

405. Seed H.B., Idriss I.M., Arango I. Evaluation of liquefaction potential using field performance data // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1983. V.109. №GT3. P.458-482.

406. Seed H.B., Lee K.L. Liquefaction of saturated sands during cyclic loading // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1966. V.92, № SM6. P. 105-134.

407. Seed H.B., Peacock W.H. Test procedure for measuring soil liquefaction characteristics // Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE. 1971. V.97. № SM8. P. 1099-1119.

408. Seed H.B., Tokimatsu K., Harder L.F., Chung R.M. Influence of SPT procedures in soil liquefaction resistance evaluations // Journal of the geotechnical Engineering Division, ASCE. 1985. V.5.№12.

409. Seed H.B., Tokimatsu K., Harder L.F., Chung R.M. The influence of SPT procedures in soil liquefaction resistance evaluations. Report № UBC/EERC-84/15, Earthquake Engineering Research Center, University of California, Berkeley, CA. 1984.

410. Senneset, K., Grande, L. A new triaxial equipment test potential and data acquisition // Vaag. Och vattenbyggaren, 1977. V.9, 36-38

411. Shannon W.L., Yamane G., Dietrich R.J. Dynamic triaxial tests on sand / Proceedings: First Panameican Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City. 1959. V.l. P.473-486.

412. Sheta M., Novak M. Vertical vibration of pilegroups // Journal of Geotechnical Engineering Division. ASCE. 1982. V.108. № GT4. P.570-590.

413. Skempton A.W., Northey R.D. The sensitivity of clays 11 Geotechnique. 1952. V.IH. № 1.

414. Scares M.M., Almeida M.S.S., Danziger F.A.B. Piezocone research at COPPE/UFRJ / Offshore Engineering: 6th International Symposium Proceedings, Rio de Janeiro. 1987 London1988. P.226-242.

415. Sreekantiah H.R. Machine foundation a state of the art II Indian Geotechnical Journal. 1988. V.18. №3. P.207-225.

416. Sridharan A., Gandhi N.S.V.V.S.J., Suresh S. Stiffness coefficients of layered soil systems // Journal of Geotechnical Engineering. 1990. V.116. №4. P.604-624.

417. Sridharan A., Nagendra M.V., Chinnaswamy C. Embedded foundations under vertical vibration // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1981. V.107. №GT10. P.1429-1434 .

418. Srinivasulu P., Vaidyanathan C.V. Handbook of Machine Foundations, TATA McGraw-Hill Ltd., New Delhi. 1976. 238 p.

419. Stephenson R.W. Ultrasonic testing for determining dynamic soil moduli / Dynamic geotechnical testing, ASTM STP 654. 1978. P. 179-195.

420. Stokoe K.H. Dynamic response of embedded foundations. Thesis presented to the University of Michigan. Ann Arbor. Mich, in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. 1972.

421. Stokoe K.H. II, Hoar R.J. Variable affecting in situ seismic measurements / Proceedings: ASCE Geotechnical Engineering Division Conference on Earthquake Engineering and Soil Dynamics, Pasadena. 1978.

422. Stokoe K.H., Richart F.E. Dynamic response of embedded machine foundations // Journal of Geotechnical Engineering Division. ASCE. 1974. V.100. №GT4. P.427.

423. Stokoe K.H.n, Rix G.J., Nazarian S. In situ seismic testing with surface waves / Proceedings: 12th International Conference on Soil Mechanics & Foundation Engineering, Rio de Janeiro.1989. V.l. P.331-334.

424. Stokoe K.H.H, Roesset J.M., Bierschwale J.G., Aouad M. Liquefaction potential of sands from shear wave velocity / Proceedings: 9th World Conference on Earthquake Engineering. 1988. V.m. P.213-218.

425. Stoll R.D. Damping in saturated soil / Proceedings of the ASCE Geotechnical Engineering Division Specialty Conference "Earthquake Engineering and Soil Dynamics", Pasadena, CA. 1978. V.II. P. 960-975.

426. Stoll R.D. Marine sediment acoustics // The Journal of the Acoustical Society of America. 1985. V.77. №6. P. 1789-1799.

427. Stypula K. Transmission to buildings of vibrations due to pile driving // Bulletin of Polish Academy of Sciences: Technical Sciences. 1984. V.32. №3-4. P. 157-171.

428. Sung T.Y. Vibrations in semi-infinite solids due to periodic surface loading / Symposium on Dynamic Testing of Soils. Special technical publication №1561. ASTM. 1953. 35 p.

429. Suzuki K., Nishimatsu Y., Heroesewojo R. Rheological properties of rocks under the pulsating compressive load II Journal of Mining and Metallurgy Institute of Japan. 1970. V. 86. № 987. P.413-418.

430. Tao Zh., Mo H. An experimental study and analysis of the behaviour of rock under cyclic loading // International Journal of Rock Mechanics and Mining Science and Geomechanical Abstracts. 1990. V.27. №1. P.51-56.

431. Tassoulas J.L. Elements for the numerical analysis of wave motion in layered media / Research report R 81-2. MIT. 1981.

432. Tavenas F., Leroueil S., La Rochelle P., Roy M. Creep behaviour of an undisturbed lightly overconsolidated clay // Canadian Geotechnical Journal. 1978. V.15. P.402-423.

433. Tawfiq K.S., Aggour M.S., Al-Sanad H.A. Dynamic properties of cohesive soils from impulse testing / Proceedings: 9th World Conference on Earthquake Engineering. 1988. V.III. P.ll-16.

434. Thiers G.R. The behavior of saturated clay under seismic loading conditions. PhD thesis, Department of Civil Engineers, University of California, Berkeley. 1965.

435. Thiers G.R., Seed H.B. Strength and stress-strain characteristics of clay / Vibration Effects of Earthquakes on Soils and Foundations, ASTM STP 450. 1969. P.3-56.

436. Timmerman D.H. Deformation characteristics of sand subjected to anisotropic cyclic dynamic loadings. PhD thesis.Department of Civil Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI. 1969.

437. Tokimatsu K. Penetration tests for dynamic problems / Penetration Testing 1988, Proceedings of the 1st Intern. Symp.on Penetration Testing ISOPT-1, Orlando. 1988. V.l. P. 117-136.

438. Tokimatsu K., Midorikawa S., Yoshimi Y. Dynamic soil properties obtained from strong motion records / Proceedings: 12th International Conference on Soil Mechanics & Foundation Engineering, Rio de Janeiro. 1989. V.3. P.2015-2018.

439. Towne R.M., Champ S.G. Method and apparatus for determining the dynamic parameters of soil in situ. U.S. patent № 3946598. 1976.

440. Townsend F.C. A review of factors, affecting cyclic triaxial tests / Dynamic geotechnical testing, ASTM STP 654. 1978. P.356-383.

441. Trifunac, M.D. Empirical criteria for liquefaction in sands via standard penetration tests and seismic wave energy. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 1995,14, 419-426.

442. Tschebotarioff G.P., Ward E.R. The response of machine foundations and the soil coefficients which affect it / Proceedings 2nd ICSMFE. 1948. V. 1. P.309.

443. Tsuchida Prediction and countermeasure against the liquefaction in sand deposits. Abstract of the Seminar in the Port and Harbor Research Institute. 1970. P. 3.1-3.3 (на японском языке).

444. Ueshita К., Meyerhof G.G. Deflection of multilayer systems // Journal of Soil Mechanics and Foundation Engineering Division. ASCE. 1967. V.93. №5. P.257-282.

445. Umehara Y., Ohneda H., Matsumoto K. In-situ soil investigation and evaluation of dynamic properties of sandy soils in very deep sea / Proceedings: 8th World Conference on Earthquake Engineering, San Francisco. 1984. V.III. P.71-78.

446. Vaid Y.P. private communication, 1993.

447. Vaid Y.P., Chern J.C. Cyclic and monotonic undrained response of saturated sands. ASCE National Convention, Session "Advances in the art of testing soils under cyclic loading". Detroit. 1985. P. 120-147.

448. Vaid Y.P., Chern J.C. Effect of static shear on resistance to liquefaction// Soils and Foundations. 1983. V.23. № 1. P.47-60.

449. Vaid Y.P., Chern J.C. Mechanism of deformation during cyclic undrained loading of saturated sands// Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1983. V.2. № 2. P. 171-176.

450. Vaid Y.P., Chung E.K.F. Preshearing and undrained response of sand // Soils and Foundations. 1990. V.29. № 4. P.49-61.

451. Vaid Y.P., Chung E.K.F., Kuerbis R.H. Stress path and steady state // Canadian Geotechnical Journal. 1990. V.27. № 1. P. 1-7.

452. Vander Kogel H., Van Loon-Engels C.H., Ruygrok P. A. Wave propagation in porous media, shock tube experiments / Proceedings: Xth International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Stockholm. 1981. V.3. P.253-256.

453. Vankov D.A., Sassa K. Frequency effect on dynamic behavior of sandy soil energy approach. Eighth International Conference on Soil Dynamics and Earthquake Engineering. Volume of extended abstracts. Istanbul, 1997. P. 160-161.

454. Vanmarcke E.H. On the distribution of the first-passage time for normal stationary random process // Journal of Applied Mechanics. 1975. P.215-220.

455. Veletsos A.J., Verbic B. Basic response functions for elastic foundations // Journal of Engineering Mechanics. ASCE. 1974. V.100. №EM2. P. 189-201.

456. Veletsos A.S., Dotson K.W. Impedances of soil layer with disturbed boundary zone // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1986. V.112. №3. P.363-368.

457. Veletsos A.S., Dotson K.W. Vertical and torsional vibration of foundations in inhomogeneous media // Journal of Geotechnical Engineering. ASCE. 1988. V.114. №9. P.1002-1021.

458. Veletsos A.S., Verbic B. Vibrations of viscoelastic foundations //International Journal of Earthquake Engineering and Structures Dynamics. 1973. №2. P. 87.

459. Veletsos A.S., Wei Y.T. Lateral and rocking vibrations of footings // Journal of Soil Mechanics and Foundations Division. ASCE. 1971. V.97. № SM9. P. 1227.

460. Velez A., Gazetas G., Krishnan R. Lateral stiffness and damping of piles in non-homogeneous soil. Research report CE-82-04. RPI. 1982.

461. Verway E.J.W., Overbeek J.Th.G. Theory of the stability of lyophobic colloids. Amsterdam, New York, London: Elsevier. 1948.

462. Veyera G.E., Charlie W.A. Liquefaction of shock loaded saturated sand /Soil Dynamics and Liquefaction, Developments in Geotechnical Engineering 42, Elsevier. 1987. P.283-297.

463. Vibration problems in geotechnical engineering. Proceedings: Symposium sponsored by the Geotechnical Engineering Division, ASCE, in conjunction with the ASCE Convention in Detroit, 1985. G.Gazetas and E.T.Selig (eds.).

464. Voznesensky E.A. Dynamic instability of soils and rocks / Proceedings: 7th International IAEG Congress, Lisboa, A.A.Balkema, Rotterdam/Brookfield. 1994. P.683-692.

465. Voznesensky E.A., Kalachev V.Ya., Trofimov V.T., Kostomarova V.V. Dynamic instability of seasonally thawing silty soils // Canadian Geotechnical Journal. 1994. V.31. № 3. P.454-462.

466. Vutsel Y.I., Scherbina V.T. Centrifugal model tests of dams and embankments / Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A. Balkema, Rotterdam 1988 P 139147.

467. Walberg F.C. Soils-investigation of effects of freezing sand samples. Presentation 12, Division Laboratory Conference, Corps of Engineers, Dallas. 1977.

468. Wang M.-S. Liquefaction of triaxial sand samples under different frequencies of cyclic loading. ME thesis, University of Western Ontario, London, Ont., Canada. 1972.

469. Wang W. Some findings in soil liquefaction. Water Conservancy and Hydroelectric Power Scientific Research Institute, Beijing, China. 1979.

470. Warbuton G.B., Richardson J.D., Webster J.J. Forced vibrations of two masses on an elastic halfspace II Journal of Applied Mechanics. ASME. 1971. V.38. №E.

471. Whitman R.V. Analysis of soil-structure interaction, a state-of-the-art review / Application of experimental and theoretical structural dynamics. Southampton University. 1972.

472. Whittaker W.L., Christiano P. Dynamic response of plate on elastic halfspace // Journal of Engineering Mechanics Division. ASCE. 1982. V.108. №EM1. P. 133.

473. Wilson J.M.R. The dynamic properties of soil. MPh dissertation, Engineering Department, Cambridge University. 1985.

474. Wong H.L., Luco J.E. Dynamic response of rigid foundations of arbitrary shape // Earthquake Engineering and Structures Dynamics. 1976. V.4. P.579-587.

475. Wood D.M. Laboratory investigations of the behaviour of soils under cyclic loading: a review. In:"Soil Mechanics Transient and Cyclic Loads", G.N.Pande and O.C.Zienkiewics (eds.), John Wiley & Sons Ltd, New York. 1982. Ch. 20. P.513-582.

476. Wood W.A., Segall R.L. Softening of cold-worked metal by alternating strain // Journal of Institute of Metals. 1958. V.86. № 5. P.225-228.

477. Woods R.D. Measurement of dynamic soil properties / Proceedings: ASCE Geotechnical Engineering Division Specialty Conference "Earthquake Engineering and Soil Dynamics", Pasadena. 1978. V.l. P.91-178.

478. Woods R.D. National Geotechnical Experimentation Sites (NGES). Third International Conference on Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics. St. Louis, MO. 1995. V.3. 1457-1464.

479. Wright D.K., Gilbert P.A., Saada A.S. Shear devices for determining dynamic soil properties / Proceedings: ASCE Geotechnical Engineering Division Specialty Conference "Earthquake Engineering and Soil Dynamics", Pasadena, CA. 1978. V.2. P. 1056-1075.

480. Wu T.H. Soil dynamics. Allyn & Bacon. Boston, Mass. 1971.

481. Yakovleva T.G. Use of geotechnical centrifuges in the USSR / Centrifuges in Soil Mechanics. Craig, James and Schofield (eds.), A.A.Balkema, Rotterdam. 1988. P.29-34.

482. Yegian M., Whitman R.V. Risk analysis for ground failure by liquefaction // Journal of the Geotechnical Engineering Division, ASCE. 1978. V. 104. № GT7. P.921-938.

483. Yegian M.K., Ghahraman G.V., Gazetas G., Dakoulas P., Makris N. The Northridge earthquake of 1994: ground motions and geotechnical aspects. Third International Conference on

484. Recent Advances in Geotechnical Earthquake Engineering and Soil Dynamics St Louis MO. 1995. V.3. 1383-1389.

485. Yong R.N., Akiyoshi T., Japp R.D. Dynamic shear modulus of soil using a random vibration method // Soils and Foundations. 1977. V.17. №1. P. 1-12.

486. Yoshimi Y., Oh-Oka H. A ring torsion apparatus for simple shear tests / Proceedings: 8th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Moscow. 1973.V.l.part 2. P. 1-12.

487. Youd T.L., Harp E.L., Keefer D.K., Wilson R.C. The Borah Peak, Idaho earthquake of October 28, 1983 liquefaction / Earthquake Spectra, EERI. 1985. V.2. № 1.

488. Youd T.L., Perkins M. Mapping liquefaction-induced ground failure potential // Journal of the Geotecnical Engineering Division, ASCE. 1978. V.104. № GT4. P.433-446.

489. Yu P., Qin W. Dynamic properties of fly ashes / 2nd ICRAGEE & SD. 1991.

490. Yudbir, Wood D.M. Recent developments in laboratory strength and deformation testing. Proceedings: 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio de Janeiro, August 1989, A.A.Balkema, Rotterdam. 1992. V.4. P.2303-2337.

491. Zelikson A., Boisson J.Y., Hembise O., Bardey P. Instrumented projectiles in centrifuge modelling of sea bed penetration // Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 1986. V.5. №4. P.239-247.

492. Zergoun M., Vaid Y.P. Effective stress response of clay to undrained cyclic loading // Canadian Geotechnical Journal. 1994. V.31. 714-727.

493. Zytynski M., Randolph M.F., Wroth C.P. On modelling the unloading-reloading behaviour of soils // International Journal of Numerical Analysis Methods in Geomechanics. 1980. V.2. P.87-94.

Информация о работе

Вознесенский, Евгений Арнольдович
доктора геолого-минералогических наук
Москва, 2000
ВАК 04.00.07

Диссертация

Динамическая неустойчивость грунтов - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему Динамическая неустойчивость грунтов ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Динамическая неустойчивость грунтов"

Содержание диссертации, доктора геолого-минералогических наук, Вознесенский, Евгений Арнольдович

Введение Диссертация по геологии, на тему "Динамическая неустойчивость грунтов"

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Вознесенский, Евгений Арнольдович

Библиография Диссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Вознесенский, Евгений Арнольдович, Москва

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Динамическая неустойчивость грунтов
ВАК РФ 04.00.07, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение