<aside> 💡 Прежде всего, следует отметить, что параметры «угол трения» и «сцепление» — это всего лишь математическая абстракция. Не следует придавать им большого физического смысла.

</aside>

Особенностью зарубежных программ по геотехническим расчетам является утверждение, что для грунтов, отнесённых к нормально уплотняющимся (а это могут быть текучие и текучепластичные глины!), сцепление может быть равно нулю.

График сопротивления сдвигу выглядит следующим образом (выдержка из книги Г. Г. Болдырева Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса [Текст]: монография / Г.Г. Болдырев. — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с.) (рис. 1, слева):

Рис. 1. Выдержка из книги Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса [Текст]: монография / Г. Г. Болдырев. — Пенза: ПГУАС, 2008.

Такое положение не увязывается с представлениями, которые приняты в отечественной Механике грунтов: глина всегда имеет сцепление.

Ответ кроется в различиях интерпретации прочности грунтов. В данном случае речь идёт об эффективной прочности (в отечественной литературе её иногда называют кажущейся прочностью). Получить параметры эффективной прочности можно из консолидированно-дренированных (КД) или консолидированно-недренированных (КН) испытаний. Но будут нюансы в их интерпретации.

См. также:

Эффективный (дренированный) угол внутреннего трения

Оценка прочности в терминах эффективных напряжений

Стандартная интерпретация результатов основана на использовании пиковой прочности (максимальной), и предельная прямая определяется известными параметрами прочности $c'$, $φ'$ (красная линия на рис. 2 справа). Пиковая прочность соответствует малым деформациям (около 1–3%) и не характерна для высокопластичных глин (с влажностью на границе текучести более 50%). Для таких грунтов обычно используется критическая прочность и соответствующий угол трения $φ_{cv}$. (по сути это критерий оценки достижения предельного состояния, который у нас в стране жестко ограничен деформаций 15% в трехосном приборе) (см. также Теоретически можно выделить пять критериев выбора значений, на основании которых определяют параметры прочности:).

Рис. 2. Пиковая и критическая прочность грунтов

Рассмотрим теоретический пример.

Консолидированно-недренированное испытание:

• шаг 1 — обжатие с открытым краном и отсутствием порового давления;
• шаг 2 — недренированное девиаторное нагружение (увеличение вертикальной нагрузки до разрушения).

Схема КН испытаний и график порового давления

Очевидно, что на шаге 2 вертикальное давление на образец будет способствовать его дополнительному уплотнению и уменьшению объема. Однако в закрытом образце (недренированные условия) изменения объема происходить не будет, но будет расти избыточное поровое давление. Можно построить зависимость роста порового давления от деформации.

Опираясь на принцип Терцаги: полные напряжения складываются из напряжений в скелете (эффективных) и давления в поровой воде:

Можно построить траекторию (изменение) как полных, так и эффективных напряжений в осях $p-q$. См. также: 1.1.3. График в осях p-q.