Корректное определение прочностных свойств всегда актуально для прогноза механического поведения грунтов и их массивов. В статической постановке задачи вопрос широко освещен в отечественной и зарубежной литературе, тогда как определение прочностных свойств при динамическом нагружении вызывает как теоретические, так и методические вопросы. На сегодняшний день все разработанные типы испытаний описывают частные случаи работы грунтового основания при динамическом воздействии, общего научного подхода к определению показателей прочности грунта в динамических условиях не разработано. В статье рассмотрены особенности определения прочности и параметров прочности песчаного грунта в статических и динамических условиях при трехосном сжатии. Приведен обзор современных представлений по этой теме. Описана методика определения точки фазовой трансформации и точки разрушения по результатам трехосных испытаний. Определены прочностные параметры на основе теории прочности Кулона-Мора и теории критического состояния. По результатам испытаний сделаны выводы о том, что разрушение песка как в статических, так и в динамических условиях происходит при одинаковом соотношении нормальных касательных и средних эффективных напряжений и описывается единой линией критического равновесия (CSL), представленной в виде билинейного уравнения. Экспериментально доказано, что прочность песка в статических и динамических условиях разная, но параметры прочности одни и те же. Для определения угла внутреннего трения ( φ ) и сцепления (С) песков достаточно проведения испытаний в статических условиях. Однако для определения величины прочности и оценки возможности разрушения грунта необходима корректная оценка порового давления, что предполагает моделирование его накопления или проведение собственно динамических испытаний.

1. Баркан Д.Д., 1959. Виброметод в строительстве. Госстройиздат, Москва.
2. Болдырев Г.Г., 2008. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса. ПГУАС, Пенза.
3. Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., 2018. Методы определения динамических свойств грунтов. ООО «Прондо», Москва.
4. Вознесенский Е.А., 2018. Становление и развитие научной школы динамики грунтов на кафедре инженерной и экологической геологии МГУ. Инженерные изыскания, Том XII, № 3–4, с. 26–41, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2018-12-3-4-26-41.
5. Ершов В.А., 1962. Сопротивление сдвигу водонасыщенных песков в зависимости от ускорения колебаний. Основания, фундаменты и механика грунтов, Сборник докладов XX научной конференции ЛИСИ, Ленинград, 1962, с. 20–23.
6. Ишихара К., 2006. Поведение грунтов при землетрясениях, под ред. А.Б. Фадеева, М.Б. Лисюка, перев. с англ. Н.Л. Курчанова, В.А. Клименко. НПО «Геореконструкция-Фундаментпроект», Санкт-Петербург.
7. Перлей Е.М., 1964. Об изменении истинных характеристик внешнего и внутреннего трения движения грунтов под влиянием вибрации. Труды ВНИИГС, Вып. 17, с. 5–8.
8. Покровский Г.И., 1937. Исследования по физике грунтов: элементы физики дисперсных систем применительно к грунтам и почвам. ОНТИ, Главная редакция строительной литературы, Москва, Ленинград.
9. Савченко И.А., 1958. Влияние вибраций на внутреннее трение в песках. Труды НИИОСП им. Н.М. Герсеванова, Вып. 33,
с. 83–88.
10. Соболев Е.С., Тер-Мартиросян А.З., Манукян А.В., 2017. Проектирование оснований зданий и сооружений с учетом динамического разжижения грунтов. Геотехника, № 3, c. 28–37.
11. Powrie W., 2004. Soil mechanics concepts and applications, 2nd edition. Spon Press, Abingdon, UK.
12. Roscoe K.H., Schofield A.N., Wroth C.P., 1958. On the yielding of soils. Geotechnique, Vol. 8, No. 1, pp. 22–53, https://doi.org/10.1680/geot.1958.8.1.22.
13. Schofield A., Wroth P., 1968. Critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Inc, New York, USA.
14. Shahnazari H., Rezvani R., Tatunchian M.A., 2017. Experimental study on the phase transformation point of crushable and noncrushable soils. Marine Georesources and Geothechnology, Vol. 35, No. 2, pp. 176–185, https://doi.org/10.1080/1064119X.2015.1126773.
15. Tatsuoka F., Ochi K., Fujii S., Okamoto M., 1986. Cyclic undrained triaxial and torsional shear strength of sands for different sample preparation methods. Soils and Foundations, Vol. 26, No. 3, pp. 23–41.
16. Wichtmann T., Triantafyllidis T., 2018. Monotonic and cyclic tests on kaolin: database for the development, calibration and verification of constitutive models for cohesive soils with focus to cyclic loading. Acta Geotechnica, No. 13, Issue 5, pp. 1103–1128, https://doi.org/10.1007/s11440-017-0588-3.

СЕНЦОВА Е.А.*
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, sentsovaea@gmail.com
Адрес: Ленинские горы, д. 1, г. Москва, 119991, Россия
НИКИТИН М.С.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, mikes.nikitin@gmail.com
ВОЗНЕСЕНСКИЙ Е.А.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия, eugene@geol.msu.ru

Correct determination of strength properties is always relevant for the prediction of the mechanical behavior of soils and their massifs. Under static loading conditions, the issue is prominent in domestic and foreign literature, but the determination of strength properties under dynamic loading causes theoretical and methodical issues. All developed types of tests, to date, describe particular cases of the reaction of a soil foundation under dynamic loading, a general scientific approach of determination of soil strength parameters in dynamic conditions has not been developed. The article describes the features of determining the strength and strength parameters of sand in static and dynamic conditions in triaxial tests. A review of current views on this topic is provided. On the basis of triaxial tests the method of determining the phase transformation point and the failure point is described. On the basis of the Coulomb-Mohr’s strength theory and the critical state approach the strength parameters are determined. The test results concluded that the destruction of sand under both static and dynamic conditions occurs with the same ratio of normal, shearing and mean effective stresses and is described by a single critical state line (CSL), presented in the form of a bilinear equation. It has been experimentally proved that the strength of sand under static and dynamic conditions is different, the strength parameters are the same, that’s why the angle of internal friction (φ) and cohesion (C) of sand can be determined only under static conditions. At the same time to quantify the strength of soil, to assess the possibility of destruction of the soil requires a correct assessment of pore pressure, which implies conducting dynamic tests or modeling its accumulation.

1. Barkan D.D., 1959. Vibro-method in construction. Gosstrojyizdat, Moscow. (in Russian)
2. Boldyrev G.G., 2008. Methods for determining the mechanical properties of soils. Status of the issue. Penza State University of Architecture and Construction, Penza. (in Russian)
3. Boldyrev G.G., Idrisov I.Kh., 2018. Methods for determining the dynamic properties of soils. ”Prondo” LLC, Moscow. (in Russian)
4. Voznesensky E.A., 2018. Formation and development of soil dynamics scientific school at the department of engineering and ecological geology of MSU. Engineering Survey. Vol. XII, No. 3–4, pp. 26–41, https://doi.org/10.25296/1997-8650-2018-12-3-4-26-41. (in Russian)
5. Ershov V.A., 1962. Dependents of shear resistance from acceleration of oscillations for wet sands. Bases, foundations and soil mechanics, Proceedings of the XX scientific Conference of Leningrad Institute of Civil Engineering, Leningrad, 1962, pp. 20–23. (in Russian)
6. Ishihara K., 2006. Soil behavior in earthquake, in A.B. Fadeev, M.B. Lisyuk (eds.), transl. from English N.L. Kurchanov, V.A. Klymenko. Scientific Production Association “Georeconstructsiya - Fundamentproekt”, Saint-Petersburg. (in Russian)
7. Perley E.M., 1964. On the change of the true characteristics of the external and internal friction of soil movement under the influence of vibration. Proceedings of the All-Union Scientific Research Institute of Urban Construction, Issue 17, pp. 5–8. (in Russian)
8. Pokrovsky G.I., 1937. Studies on the soil physics: elements of the physics of disperse systems applied to soils. United Scientific Publishing House, Main editorship of literature on construction, Moscow, Leningrad. (in Russian)
9. Savchenko I.A., 1958. Influence of vibrations on internal friction in the sands. Proceedings of the Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures, pp. 83–88. (in Russian)
10. Sobolev E.S., Ter-Martirosyan A.Z., Manukyan A.V., 2017. Design of the bases of buildings and structures, taking into account the dynamic soil liquefaction. Geotechnics, No. 3, pp. 28–37. (in Russian)
11. Powrie W., 2004. Soil mechanics: concepts and applications, 2nd edition. Spon Press, Abingdon, UK.
12. Roscoe K.H., Schofield A.N., Wroth C.P., 1958. On the yielding of soils. Geotechnique, Vol. 8, No. 1, pp. 22–53, https://doi.org/10.1680/geot.1958.8.1.22.
13. Schofield A., Wroth P., 1968. Critical state soil mechanics. McGraw-Hill, Inc, New York, USA.
14. Shahnazari H., Rezvani R., Tatunchian M.A., 2017. Experimental study on the phase transformation point of crushable and noncrushable soils. Marine Georesources and Geothechnology, Vol. 35, No. 2, pp. 176–185, https://doi.org/10.1080/1064119X.2015.1126773.
15. Tatsuoka F., Ochi K., Fujii S., Okamoto M., 1986. Cyclic undrained triaxial and torsional shear strength of sands for different sample preparation methods. Soils and Foundations, Vol. 26, No. 3, pp. 23–41.
16. Wichtmann T., Triantafyllidis T., 2018. Monotonic and cyclic tests on kaolin: database for the development, calibration and verification of constitutive models for cohesive soils with focus to cyclic loading. Acta Geotechnica, No. 13, Issue 5, pp. 1103–1128, https://doi.org/10.1007/s11440-017-0588-3.

EKATERINA A. SENTSOVA*
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; sentsovaea@gmail.com
Address: Bld. 1, Leninskie Gory, 119991, Moscow, Russiа
MIKHAIL S. NIKITIN
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; mikes.nikitin@gmail.com
EUGENE A. VOZNESENSKY
Lomonosov Moscow State University; Moscow, Russia; eugene@geol.msu.ru