В программе PLAXIS используются два типа напряжений: главные (Principal stresses) и декартовы (Cartesian stresses).

Рис. 1. Меню Stress (Напряжения) в программе вывода результатов Output

Рис. 1. Меню Stress (Напряжения) в программе вывода результатов Output

В чём принципиальная разница? Обратимся к учебнику Н. А. Цытовича «Механика грунтов», в котором на рис. 82 показаны эллипсы главных напряжений (рис. 2).

Рис. 2. Иллюстрация из учебника по механике грунтов

Рис. 2. Иллюстрация из учебника по механике грунтов

На рисунке показаны эллипсы, характеризующие напряженное состояние под полосовой нагрузкой. Аналогичную картину можно получить в PLAXIS при выборе меню Stresses → Principal effective stresses → Effective principal stresses (рис. 3).

Рис. 3. Оси эллипсов главных напряжений в PLAXIS

Рис. 3. Оси эллипсов главных напряжений в PLAXIS

Отображаются только оси эллипсов, размер которых определяется коэффициентом бокового давления $K_0$ = $ξ$. При этом, если включить пункт меню Stresses → Principal effective stresses → Pricipal stress direction, то можно увидеть угол поворота главных напряжений относительно вертикали (рис. 4).

Рис. 4. Изополя угла поворота осей эллипсов напряжений

Рис. 4. Изополя угла поворота осей эллипсов напряжений

Из рис. 4 видно, что по оси приложения нагрузки угол поворота равен нулю, что подтверждается вертикальными линиями на рис. 1 и 2.

Таким образом, главные напряжения $σ_1$ по оси приложения полосовой нагрузки имеют вертикальную ориентацию, следовательно, совпадают с вертикальными напряжениями $σ_y$. А в точках, удалённых по горизонтали от оси, напряжения будут отличаться. Для примера на рис. 5 показаны напряжения:

— в точке Б (слева от нагрузки) $σ_1$ ≠ $σ_y$;

— в точке по оси нагрузки $σ_1$ = $σ_y$.

Рис. 5. Иллюстрация к определению напряжений

Рис. 5. Иллюстрация к определению напряжений

Напряжения от собственного веса (бытовые напряжения), подчиняются закону гидростатического распределения (рис. 6).

Рис. 6. Распределение напряжений от собственного веса

Рис. 6. Распределение напряжений от собственного веса

Поворот осей отсутствует (рис. 7), и главные напряжения равны вертикальным во всех точках схемы $σ_1$ = $σ_y$ (рис. 7), т. е. угол поворота равен нулю.

Рис. 7. Отсутствие поворота осей

Рис. 7. Отсутствие поворота осей

В случае переуплотненного состояния грунтового массива горизонтальные напряжения могут превышать вертикальные (рис. 8, справа). В таком случае коэффициент бокового давления называют $K_0^{OC}$, что означает его принадлежность к переуплотненному состоянию (ОС, Over Consolidated) и отличие от нормально уплотненного состояния (NC, Normally Consolidated).

Рис. 8. Распределение напряжений от собственного веса: слева — для нормально уплотненного состояния; справа — для переуплотненного состояния

Рис. 8. Распределение напряжений от собственного веса: слева — для нормально уплотненного состояния; справа — для переуплотненного состояния

В PLAXIS переход от нормальноуплотненного коэффициент бокового давления $K_0$ к коэффициенту бокового давления для переуполтненного состояния производится автоматически при указании на переуплотнение путем задания коэффициента переуплотнения $OCR$ или исторического давления $POP$ (рис. 9) на вкладке Initial при назначении параметров моделей грунта (кроме Кулона-Мора).