Динамические свойства грунтов
Динами́ческие сво́йства грунто́в, группа физико-механических свойств грунтов, определяющих их реакцию на действие динамических нагрузок – переменных воздействий, изменяющихся быстрее, чем затухают вызванные ими в грунте волны напряжений. Динамические свойства грунтов характеризуют их как среду распространения колебаний и определяют динамическую неустойчивость грунтов, проявляющуюся в увеличении их деформируемости и снижении прочности при динамическом нагружении по сравнению со статическими нагрузками. Количественно динамические свойства грунтов как среды распространения волн напряжений характеризуются динамическими модулями продольной упругости (Юнга), сдвига, объёмного сжатия; коэффициентом Пуассона, характеристиками поглощения (затухания), добротностью колебательной системы. Динамическая неустойчивость грунтов оценивается: 1) потенциалом разжижения, критической величиной динамических напряжений, деформацией разжижения и избыточным поровым давлением; 2) сдвиговой прочностью в зависимости от параметров динамической нагрузки; 3) возникающими деформациями.
В основе динамической неустойчивости грунтов лежит их способность накапливать от цикла к циклу воздействия долю рассеянной за счёт своих гистерезисных свойств энергии. Это приводит к увеличению внутренней энергии системы и снижению устойчивости структурных связей.
При прохождении волн напряжений в грунтах возникают колебания частиц и накопление сдвиговых деформаций. В несвязных дилатантных грунтах взаимное смещение частиц сопровождается изменением пористости, а в недренированных условиях – изменением порового давления, что может выражаться в разжижении водонасыщенных песков, уплотнении рыхлых или разуплотнении плотных песков или постепенном накоплении сдвиговых деформаций.
В связных квазитиксотропных грунтах при динамическом воздействии происходит разупрочнение, иногда вплоть до разжижения. После воздействия обратимые структурные связи восстанавливаются, однако конечная прочность не совпадает с исходным уровнем.
Дилатантно-тиксотропным слабосвязным – существенно пылеватым – грунтам присущи плывунность в водонасыщенном состоянии с последующим уплотнением и слабовыраженные тиксотропные эффекты.
Динамическая неустойчивость скальных грунтов проявляется как их усталостное разрушение или снижение прочности.