Деформация отдельных частиц и контактов

Рассматривая взаимодействия между отдельными частицами, из которых статистически складываются суммарные свойства системы, интересно отметить существование на кривых второго типа двух барьеров — правого и левого. Пока внешняя сила, действующая на контакт, не превысит величины правого барьера, возможно увеличение расстояния между частицами после снятия нагрузки. При этом ветвь декомпрессии не будет совпадать с ветвью компрессии только на величину суммы пластических сил прилипания и сопротивления выдавливанию жидкости из тонкой прослойки, связанных с наличием в них сдвиговой прочности.

Если сила, действующая на контакт, достигнет величины правого барьера, то произойдет самопроизвольное сближение частиц на величину, соответствующую расстоянию вдоль координаты от правого барьера до нижнего участка кривой, характеризующего уже силы упругого отталкивания. Если после этого нагрузка будет не только уменьшена, но и полностью снята, изменение расстояния определится уже не участком кривой, лежащим выше правого барьера, а нижней ее упругой частью. Только после приложения растягивающей силы, равной величине левого нижнего барьера расстояние между частицами может быть увеличено до бесконечности.

Таким образом, в случае, если при сжатии глинистого грунта контактные усилия превышают правый барьер, частицы как бы попадают в «молекулярную ловушку», обеспечивающую появление молекулярного сцепления между частицами, создающего прочность грунта на разрыв и проявляющегося при ее разбухании. В реальных грунтах, благодаря разнообразию частиц по их природе, размерам, форме, условиям опирання друг на друга одновременно могут существовать как контакты, в которых действующее усилие превысило величину, так и контакты, где частицы разделены еще жидкими прослойками.

После снятия или уменьшения нагрузки в последних будет наблюдаться тенденция к восстановлению прежнего объема системы (т. е. к набуханию грунта). Контакты, в которых возникло непосредственное касание частиц и появились силы сопротивления разрыву, будут препятствовать набуханию грунта. Чем больше были нагрузки, действующие на грунт, тем больше возникает контактов, тем резче будут отличаться наклоны компрессионной и декомпрессионной кривых при нулевых нагрузках.