Так как во всех рассмотренных в этой главе задачах грунт считается находящимся в предельном напряженном состоянии, то все результаты расчетов соответствуют случаю, когда коэффициент запаса устойчивости k3 = 1. Для определения действительного коэффициента запаса можно использовать его выражение в форме (7.5) или (7.4), получая Рпр или Епр из решений задач теории предельного равновесия. При использовании выражения для коэффициента запаса в форме (7.9) можно непосредственно без какого-либо подбора определить форму откоса, нагрузки на основание с заданной величиной [&J. Для этого расчет по решениям теории предельного равновесия нужно проводить для грунта не с действительными расчетными характеристиками прочности ср и с, а для грунта с tg(pnp = = tg

Соответствие принятых исходных предпосылок теории предельного равновесия проверялось многочисленными экспериментальными исследованиями. Кроме определения предельных нагрузок на грунто-вые массивы во многих опытах фиксировались смещения элементов грунтового массива или даже отдельных частиц в период выпора или обрушения грунта. Для наблюдений за смещением частиц песка широко применяется предложенный еще в 1889 г. В. И. Курдюмовым способ фотофиксации, который заключается в фотографировании через прозрачную стенку лотка участка грунта при затворе фотоаппарата, открытым весь период увеличения нагрузки на грунт. При этом неподвижные частицы песка на фотографии четкие, а смещающиеся — смазанные; получающийся на фотографии след дает полное представление о траектории смещения частицы (рис. 9.25).

Как показали эти опыты, смещения частиц и границы областей выпора или обрушения по своему характеру удовлетворительно совпадают с определяемыми методами теории предельного равновесия. В случае же вертикальных нагрузок под жесткими штампами ярко выделялось «уплотненное — упругое ядро» с преимущественно вертикальным перемещением частиц. Получаемые в опытах траектории смещения частиц грунта нельзя полностью отождествлять с линиями скольжения, получаемыми из теории предельного равновесия. В опытах направления смещения частиц определяются также уплотнением или разрыхлением грунта, что никак не учитывается б расчетной модели теории предельного равновесия.

Определение же предельных нагрузок на песчаные грунты в лотках показало, что они согласуются с расчетными величинами недостаточно удовлетворительно и расчеты дают существенно заниженное представление о несущей способности оснований (рис. 9.26). Как можно заметить из рассмотрения кривых предельных нагрузок (см. рис. 7.3), полученных различными методами (рис. 9.26), расхождение увеличивается с возрастанием вертикальной составляющейнагрузки or. Анализ нагрузок, передаваемых на основание гидротехническими напорными сооружениями и гравитационными набережными, показывает, что для них наибольший интерес представляют ма­лые значения с, при которых потеря устойчивости происходит с выпором призм малых размеров. Для этих случаев расхождение между результатами расчета и опытов оказывается наименьшим. Имеются также данные, свидетельствующие о том, что для глинистых грунтов расхождение между результатами расчета и эксперимента меньше.

Таким образом, опыты показывают, что при оценке несущей способности оснований описанными выше методами, особенно из несвязных грунтов и при вертикальных нагрузках, имеются неиспользуемые резервы. Это объясняется в основном не учетом во всех этих методах расчета деформируемости грунта и изменения его напряженного состояния в процессе развития деформаций. Переход в последние годы к упругопластическим расчетным моделям приводит к повышению расчетной несущей способности оснований (см. гл. 10).

Тем не менее из рассмотренных в гл. 7 и 9 методов бесспорно в настоящее время теоретически наиболее развитыми методами исследований устойчивости массивов грунта являются методы теории пре­дельного равновесия. Постановка задачи теории предельного равновесия не содержит каких-либо существенных погрешностей в статическом отношении и большей частью приводит к результатам, достаточно удовлетворительно соответствующим данным экспериментальных исследований как в отношении очертания линий скольжения, так и напряженного состояния земляной среды. Конечно, при использовании методов теории предельного равновесия всегда необходимо учитывать, что это одна из крайних — предельных моделей, предполагающей, что во всех точках грунтовой среды одновременно существует предельное напряженное состояние, соответствующее условию прочности Кулона.

В заключение главы необходимо отметить, что решения задач о несущей способности основания, давления грунта на грань подпорной ¦ стенки и устойчивости откоса являются частными случаями общей (универсальной) задачи предельного равновесия бесконечного клина -с различной формой его граничной поверхности в направлении положительной и отрицательной частей оси х. В частности, решения для основания и подпорной стенки могут быть получены из общего решения .предельного состояния различным образом пригруженного откоса.