Определение коэффициента поперечной деформации дисперсных материалов с использованием прибора оригинальной конструкции

В определяющих соотношениях моделей поведения песчаных грунтов для описания упругости используется постоянный коэффициент Пуассона, а в состоянии течения приравнивается к 0,5, особенности же поведения дисперсного материала учитываются через феноменологически заданные параметры свойств, определенные в экспериментах. Однако, с точки зрения грунтоведения, коэффициент Пуассона не может распространятся на область пластических деформаций песчаного грунта и следует использовать коэффициент поперечной деформации. Цель работы состоит в определении коэффициента и зависимостей его от морфологических факторов и напряженно-деформированного состояния для проб модельных дисперсных материалов. В рамках работы сконструирован и опробован прибор оригинальной конструкции, который позволяет напрямую измерять коэффициент поперечной деформации в плоских деформациях. При помощи прибора было показано, что коэффициент поперечной деформации не является прямой аналогией коэффициента Пуассона, не имеет постоянного значения и не является характеристическим параметром песчаного грунта.

1. Артамонова Н.Б., Шешенин С.В., Чистяков П.В. Измерение коэффициента поперечной деформации песчаного грунта // Механика композиционных материалов и конструкций. 2025. Т. 31, № 1. С. 82–100.

2. Беляев Н.М. Сопротивление материалов: Учебник для вузов. М.: Гостехиздат, 1954. 856 с.

3. Болдырев, Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248-2010. M.: ООО «Прондо», 2014. 812 с.

4. Бородич М. К., Добродеев А. Н., Зубарев Г. Н. и др. Строительные конструкции. М.: Издательство литературы по строительству, 1971. 440 с.

5. Грунтоведение. М.: МГУ; Наука, 2005. 1024 с.

6. Дерягин Б.В. Что такое трение? М.: Изд-во Академии наук СССР, 1963. 232 с.

7. Дорошенко С.П., Саенко Ю.В., Невзоров А.Л. Определение коэффициента Пуассона грунта на основе численного моделирования лабораторных испытаний // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7, № 2. С. 60–68.

8. Мирный А.Ю., Мосина А.С. Осесимметричное трехосное сжатие в практике инженерных изысканий. Вологда: ООО Издательство Инфра-Инженерия, 2024. 188 с.

9. Орлов Е.А., Мирный А.Ю. Влияние минерального состава на деформирование монофракционных песчаных грунтов в условиях невозможности бокового расширения // Грунтоведение. 2025. Т. 1, № 24. С. 27–35.

10. Песчаные грунты России. Т. 1. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2021. 394 с.

11. Тимошенко С.П. Курс сопротивления материалов. М.; Л.: Гос. изд-во, 1930. 587 с.

12. Троицкая М.Н. Пособие к лабораторным работам по механике грунтов. М.: МГУ, 1961. 306 с.

13. Ali U., Kikumoto M., Cui Y., et al. Role of particle rotation in sheared granular media // Acta Geotechnica. 2023. N 9 (18). P. 4599–4614.

14. Chen Z., Omidvar M., Li K., Iskander M. Particle rotation of granular materials in plane strain // International Journal of Physical Modelling in Geotechnics. 2017. N 1 (17). P. 23–40.

15. Hales T.A. A proof of the Kepler conjecture // Ann. Math. 2005. Т. 162, N 3. P. 1065–1185.

16. Lakes R. Foam Structures with a Negative Poisson’s Ratio // Science. 1987. Т. 235, N 4792. P. 1038–1040.

17. Poisson S.D. Mémoire sur l’équilibre et le mouvement des corps élastiques // Mémoires de l’Académie Royale des Sciences de l’Institut de France. 1829. Vol. 8. P. 357–570.

18. Reynolds O. On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact. With experimental illustrations // The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1885. Т. 20, N 127. P. 469–481.

19. Schofield A.N., Wroth P. Critical state soil mechanics. London: McGraw-Hill, 1968. 218 p.

20. Wadell H. Volume, Shape, and Roundness of Quartz Par ticles // The Journal of Geology. 1935. Т. 43, N 3. P. 250–280.