При возрастании нагрузки.

При воздействии на грунт местной постепенно возрастающей нагрузки он испытывает сложное напряженное состояние, которое в значительной степени отличается от компрессионного сжатия. В этом случае грунт кроме нормальных испытывает и касательные напряжения.

На рис. 21 приведена кривая деформаций грунта при действии постепенно возрастающей местной нагрузки.

Рис. 21. График зависимость осадки от нагрузки.

Пока внешней нагрузкой не превзойдена структурная прочность грунта, он испытывает незначительные деформации, которые вполне упруги, поэтому полностью восстанавливаются после снятия давления (участок 0-а). С увеличением нагрузки (за пределы структурной прочности) возникает уплотнение грунта, сопровождающееся уменьшением пористости под нагруженной поверхностью. Эта фаза напряженного состояния грунта называется фазой уплотнения(участок b-c). В строительном отношении фаза уплотнения не представляет собой никакой опасности, так как грунт приобретает более плотную структуру и осадки его невелики. В пределах фазы уплотнения зависимость осадки от нагрузки для практических целей можно принять прямолинейной.

Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к тому, что в отдельных точках грунта силы внутреннего сопротивления оказываются недостаточными, и между частицами грунта возникают скольжения, которые формируются в площадки скольжения и зоны сдвигов. Так наступает – фаза сдвигов (участок с-d). В этой фазе рост осадок значительно опережает увеличение внешней нагрузки, поэтому зависимость между напряжениями и деформациями имеет нелинейный характер. Последующее увеличение нагрузки сопровождается пластическими или прогрессирующими деформациями, которые совершенно недопустимы для зданий и сооружений.

Конец фазы уплотнения и начало фазы сдвигов соответствуют начальной критической нагрузке на грунт. В конце уплотнения под штампом начинает формироваться жесткое ядро ограниченных смещений частиц. Это ядро работает как клин, разжимает грунт в стороны и обусловливает значительные осадки штампа. Уплотненное ядро полностью сформировывается при достижении грунтом максимальной несущей способности. В дальнейшем ядро остается неизменным. При этом напряженном состоянии преобладают боковые смещения частиц, формируются непрерывные поверхности скольжения, и толща грунта теряет устойчивость.