5.4. Сопротивление заземлителя в многослойной электрической
структуре грунта
Практика и теоретический анализ подтверждают удовлетворительные результаты определения, в частности, сопротивления растеканию заземлителя при удачной замене многослойной /в электрическом понимании/ модели грунта двухслойной. По сравнению же с однородным грунтом введение в расчете двухслойности также сближает расчеты с результатами экспериментов, объем расчетов при этом увеличивается.
Определение собственно многослойной модели грунта представляет самостоятельную задачу и рассматривается наиболее подробно среди геофизических методов; некоторые методы приспособлены и для случаев под готовки исходных данных при расчетах заземлителей.
Использование кернов при бурении с целью подготовки исходных данных
о механических свойствах грунтов месте предполагаемого сооружения фундамента некоторой строительной конструкции также позволяет составить многослойную модель грунта с учетом данных по рис 5.16.
Поиск двухслойной модели для реальной многослойности основет на положении равнозначности сопротивления заземлителя в обоих структурах. Применительно к заземляющему устройству /рис. 5.17/
задача рассматривалась проф.А.И.Якобсом.
Одним из принципиальных допущений является предоставление реальной системы электродов эквипотенциального заземлителя проводящей и огибающей систему поверхностью сжатого полуэллипсоида вращения /рис. 5. 17, б/. Сечение эллипсоида на поверхности земли принимается равновеликим площади S, занимаемой заземлителем. Малая полуось эллипсоида d=l+t.
Примем для рассмотрения исходную многослойную модель в соответствии с
z рис. 5.18. Один из вариантов заземления вертикального электрода заземляющего устройстве приводит и пересечению электродом трех слоев, тогда задача зкви-валентирования предполагает определение модели с двумя слоями: первый - до глубины 
с сопротивлением
; второй учитывает все нижерасположенные слои и имеет сопротивление 
Сопротивление полуэллипсоида вращения в п -слойной структуре грунта:
/5. 34/
при 
;
Условие инвариантности, т.е. независимости от вида модели, для сопротивления полуэллипсоида при замене к- верхних слоев одним эквивалентным с сопротивлением рэ1.к имеет вид
откуда 
при
/5.35/
Сопротивление нижних слоев
/5.36/
Для удобства функция F табулирована в пределах 
=0,01...0,6 и 
=0,02... 0,5.
Для одного вертикального электрода
/заземлителя/ нахождение расчетной двухслойной
модели может быть упрощено. Высота верхнего эк
вивалентного слоя принимается по глубине укладки
заземлителя: Рис.5.18
/5.37/
/5.38/
Предполагается, таким образом, что по высоте 
размещается
несколько
, а именно к слоев.
Нижний /второй/ слой в соответствии с надежными оценками должен учитывать грунты с глубиной залегания до Н=1.41в. В случае убывания сопротивления 
с ростом глубины h рекомендуется использовать выражение
/5.39/
а при нарастании сопротивлений р, с глубиной h
/5.40/
Необходимые для расчета сопротивлений заземления выражения как для горизонтальных, так и вертикальных электродов приводятся в рекомендуемой литературе.