Представлена методика расчета вертикального давления и давления на стенки сыпучего материала в двумерном сужающемся книзу сосуде (бункере). Методика учитывает свойства сыпучего материала - насыпной вес и угол внутреннего трения, а также угол наклона стенок сосуда и коэффициент трения сыпучего материала о стенку. Показано, что с ростом глубины вертикальные давления в сыпучем материале увеличиваются с уменьшающейся интенсивностью, достигают максимума на некоторой глубине и затем начинают уменьшаться. Предложенная методика может быть легко распространена на двумерные и трехмерные сосуды любой формы.

Надано розширену класифікацію підпірних стін у разі використання, ландшафтного проектування, реконструкції забудови й експлуатації непридатних для освоєння територій. Розроблено нові конструкції підпірних стін для застосування в різних напрямах масового будівництва за складних інженерно-геологічних умов і техногенного навантаження.

Дана расширенная классификация подпорных стен при использовании, ландшафтном проектировании, реконструкции застройки и эксплуатации непригодных для освоения территорий. Разработаны новые конструкции подпорных стен для применения в разных направлениях массового строительства в сложных инженерно-геологических условиях и при техногенной нагрузке.

Розглянуто особливості визначення додаткових переміщень підпірної стінки для підтвердження достовірності запропонованої методології дослідження взаємодії огороджувальних та захисних конструкцій з грунтовим півпростором у надграничному стані з урахуванням геометричної та фізичної нелінійності.

Сформульовано гіпотези, а на їх базі - завдання раціоналізації конструкції підпірної стіни. Ідеологія пошуку рішення базується на побудові конструктиву з простою зовнішньою та складною внутрішньою топологією. Наведено численні приклади.

Обобщен теоретический и экспериментальный материал по теории расчета, проектирования и возведения геотехнических инженерных сооружений с использованием материалов по гидрологии, гидромеханике, гидравлике, динамике подземных вод, теории движения грунтовых вод и др. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние массивов при оползневых явлениях и математически смоделированы системы движения массива. Приведены расчеты и варианты проектирования подпорных стен и стен подвалов, стен подземных сооружений и противофильтрационных завес, подземных сооружений на карстовых породах и опускных колодцев. Описаны особенности движения подземного водного раствора, нагретого высокой температурой от тепловых сооружений; рассмотрена химическая термодинамика в горных породах. Проведен расчет тоннеля сечения с учетом сейсмических воздействий по электронному варианту.

Розроблено методи управління біагрегатом "оболонка-сипуче". Сформульовано принципи раціоналізації внутрішніх параметрів оболонки, що сприймає бічний тиск від сипучого і має просту зовнішню та складну внутрішню геометрію. Виявлено закономірність взаємовпливу конфігурації поверхні, що сприймає бічний тиск від сипучого середовища, з характером розподілу цього тиску. Керуючись екстремальними енергетичними принципами запропоновано стратегію пошуку оптимальної форми поверхні конструкції, навантаженої сипучим. Розроблено метод експериментального визначення бічного тиску сипучого на криволінійну поверхню, на базі якого побудовано експериментальну установку. Одержаними експериментальними даними підтверджено концептуальну вірність запропонованих теоретичних результатів.

Цель работы - установить качественную оценку характера деформаций гофрированной стенки емкости при воздействии нагрузки от сыпучих материалов; определить схемы перераспределения горизонтального давления на каждую отдельную пластину гофра и методы расчета, что ближе к действительной ситуации; получить количественные показатели деформаций для сопоставления их с расчетными, полученными при моделировании математической модели. Для достижения поставленной цели исследованы различные типы профилей емкостных конструкций и получены значения вертикальных суммарных перемещений при воздействии нагрузки. Для вычислительного эксперимента использован проектно-вычислительный комплекс Structure CAD для Windows. Проведен лабораторный эксперимент, анализ результатов которого важен для подтверждения верности предварительно выполненных компьютерных моделей. В результате проведенного эксперимента, найдено подтверждение полученных при расчете с помощью метода конечных элементов (МКЭ) данных, а именно - направление и характер деформаций полностью (качественно и количественно) повторял расчетную ситуацию в SCAD. Выполнен анализ работы гофрированного профиля при различных теоретически возможных схемах нагрузки и различных методах расчета. Изложены рекомендации для реального расчета с помощью компьютерного моделирования. В процессе совместного исследования получены данные, позволяющие более точно и корректно оценить работу гофрированных профилей при воздействии давления от сыпучих материалов. Проведенные исследования и экспериментальные испытания объясняют и уточняют способы возможного перераспределения давления сыпучего материала на каждые отдельные пластины гофра, про что отсутствует информация в имеющейся рекомендованной литературе и нормативной базе в области проектирования емкостных сооружений. Применение предложенных решений является полезным для корректного моделирования емкостей с гофрированными стенками при последующих расчетах и поиска новых направлений дальнейшего исследования.

Подпорные стены в настоящее время находят широкое применение не только в гражданском и промышленном строительстве, но и в градостроительном проектировании для сложных ландшафтов. Возникают ситуации строительства объектов в стесненных условиях, на неблагоприятных территориях с активными действующими деформационными воздействиями, что усложняет применение имеющихся типов конструкций подпорных стен. В настоящее время данная проблема актуальна для подрабатываемых территорий и для просадочных грунтов, т.к. при сложных деформациях основания не всегда можно реализовать имеющиеся технические решения в виду их неприспособленности к условиям работы. Существующие конструкции подпорных стен не рассчитаны на дополнительные усилия от горизонтального сдвижения грунта, который вызывает концентрацию напряжений в нижней части лицевой плиты, что соответственно приводит к разрушению конструкции. Поэтому на стадии проектов детальной планировки с целью комплексной защиты населенных пунктов, промышленных объектов, инженерных сетей и транспортных коммуникаций с определенным уровнем безопасности и защиты необходимо использовать инженерные сооружения специального назначения. Поставлена следующая задача: провести исследования с использованием положений теории планирования эксперимента, определить оптимальное конструктивное решение подпорной стены специального типа. Цель исследования - определение такого сочетания факторов, при котором нагрузка на удерживаемый грунт будет максимальной. Для выбора оптимального конструктивного решения подпорной стены специального типа планируется учитывать несколько факторов: контактная площадь опорных призматических участков; объем полостей; угол резанья, градус; вид грунта (в виде удельного сцепления); несущая способность основания. Полученное уравнение позволит уменьшить количество экспериментов и определить максимальную нагрузку на удерживаемый конструкцией грунт (функция отклика) с учетом оптимального сочетания значимых факторов.

Мета роботи - узагальнення та уточнення основних методів проектування та розрахунку підпірних стін. Важливим у розрахунках є врахування коефіцієнтів запасу. існуючі методи недостатньо висвітлені в сучасній навчально-технічній літературі та, як правило, не знаходять належного відображення в курсах лекцій з опору матеріалів та будівельної механіки, що читаються в технічних вузах. Мета роботи - заповнити цю прогалину, що, в свою чергу, послужить раціональному конструюванню підпірних стін, що застосовуються при виявленні дефектів і пошкоджень будівель і споруд, причиною яких є нестабільність основи. Існують основні принципи розрахунку підпірних стін. Виходячи з граничних станів повинні бути зроблені наступні розрахунки: на стійкість до перекидання; на стійкість до зсуву-ковзанню; на міцність самої конструкції підпірної стіни; на міцність грунту основи; на деформацію грунту основи; на тріщиностійкість елементів конструкції. Актуальність роботи пов'язана із розв'язанням поставленої задачі. Проаналізовано та досліджено публікації, де було застосовано нову методику перевірок стійкості підпірної стіни, яка враховує міцність і деформацію її основи і яка відповідає новому трактуванню коефіцієнта запасу. Найбільшу величину активного тиску грунту при наявності на горизонтальній поверхні засипки рівномірно розподіленого навантаження необхідно визначати при розташуванні цього навантаження в межах всієї призми обрушення, якщо навантаження не має фіксованого положення. Перевірочний розрахунок підпірної стіни на стійкість за методикою єдиного коефіцієнту запасу зводиться до обчислення коефіцієнта запасу як відношення утримуючої сили Ту до зсувної Тс. Коефіцієнт запасу стійкості показує, у скільки разів має зрости тиск землі разом з тимчасовим навантаженням на ній, щоб стався зсув підпірної стіни. Запропонована методика перевірок стійкості підпірної стіни враховує міцність і деформацію основи і відповідає новому трактуванню коефіцієнта запасу.

Мета роботи - проектування оптимальних конструктивних рішень з урахуванням конкретних умов експлуатації одна з головних інженерних задач. Для підпірних стін, застосовуваних на підроблюваних територіях з горизонтальними і вертикальними переміщеннями грунту, це завдання є особливо важливою. На сучасному етапі фундаментобудування виникає необхідність розробки більш прогресивних конструкцій фундаментів, які будуть більш економічні, технологічно досконаліші, здатні бути використані в складних інженерно-геологічних умовах. До таких фундаментів відносяться багатохвильові фундаменти-оболонки, різноманітні за формою, умовами роботи та сферою використання. Мета роботи - визначення найбільш оптимального конструктивного рішення фундаменту під опори ліній електропередач (ЛЕП), що використовують на водонасичених, болотистих та слабких грунтах. Теоретичною основою для моделювання методом еквівалентних матеріалів служить вчення про подібність, яке є науковим методом постановки експерименту, обробки його результатів і поширення цих результатів на натуральні явища. Три теореми теорії подібності дозволяють проаналізувати рівняння, що описують натурний і модельний процес, вивести умови моделювання у вигляді критеріїв подібності і вибрати масштабні коефіцієнти (константи подібності). Актуальність роботи пов'язана із розв'язанням поставленої задачі. Її результатом є визначення оптимальних інженерних рішень з моделювання і виготовлення фізичних моделей підпірних стін та фундаментів-оболонок для подальшого їх застосування в лоткових випробуваннях згідно із положеннями теорії планування експерименту. Фізичне моделювання дозволяє розробнику створювати моделі, які можуть бути використані багаторазово і спільно з іншими інженерами. Можливість імпортувати дані і моделі з інших середовищ розробки допомагає забезпечити точність моделей. Завдяки інтеграції цих моделей з алгоритмами управління і обробки сигналів розробник може перевірити помилки інтеграції на початку процесу проектування. Використовуючи положення теорії подібності, були виготовлені фізичні моделі підпірних стін і фундаментів-оболонок, що мають характеристики жорсткості та міцності відповідні натурним конструкціям. Надалі це дозволить вивчити процес контактної взаємодії цих конструкцій та деформованої основи, а також отримати математичні закономірності їх спільної роботи.

Цель работы - проектирование оптимальных конструктивных решений с учетом конкретных условий эксплуатации одна из главных инженерных задач. Для подпорных стен, применяемых на подрабатываемых территориях с горизонтальными и вертикальными перемещениями грунта, эта задача является особенно важной. При небольших нагрузках грунт переходит в упругопластическое состояние, поэтому в расчетах необходимо учитывать этот фактор. Используется теория пластического течения с упрочнением, так как деформационные теории при сложном нагружении неприменимы. В такой постановке рассматриваемая здесь задача исследуется впервые. Интерес представляет расчет подпорных стен со структурной поверхностью с учетом ее совместной работы с грунтом. Существующие конструкции подпорных стен не рассчитаны на дополнительные усилия от горизонтального сдвижения грунта, который вызывает концентрацию напряжений в нижней части лицевой плиты, что соответственно приводит к разрушению конструкции. В качестве исследуемой стены принята подпорной стена со структурной поверхностью, а именно монолитная подпорная стена уголкового типа, которая имеет вертикальный и горизонтальный элементы на поверхности, которых с контактной стороны, размещены опорные части и пустоты в виде усеченных пирамид одинакового размера и направленных меньшим основанием вглубь вертикального и фундаментного элементов. Расчет подпорной стены со структурной поверхностью выполнялся в соответствии с действующими нормативными документами, расчетное сопротивление грунта определялось как для длительно нагруженного основания. Разработка новых конструктивных решений подпорных стен способных воспринимать дополнительное воздействие от неравномерно деформируемого основания. Выполненные расчеты позволят изучить процесс контактного взаимодействия подпорной стены и деформируемого основания, а также провести математические моделирование их совместной работы. Результаты расчетов указывают на то, что в подпорной стене со структурной поверхностью идет снижение усилий (изгибающий момент, поперечная сила) в ее элементах.

Досліджено особливості формування напружено- деформованого стану системи "утримуючі конструкції - ґрунтовий масив" для багатоярусних підпірних стін. Виконано порівняння моделей фунтового середовища на основі даних натурних випробувань. Дослідження проведені для двох варіантів конструкцій підпірних стін, за результатами досліджень побудовані графіки отримані при числовому моделюванні і порівняні з даними проведених експериментів. Модель ґрунтового середовища, яка базується на дилатансійній теорії з використанням модифікованого критерія текучості Мізеса-Губера обрана базовою, для проведення подальших розрахунків. Основною частиною роботи є дослідження впливу розташування ярусів підпірних стін у плані та по висоті на формування напружень і переміщень, що виникають у всіх елементах системи "утримуючі конструкції - ґрунтовий масив". Дослідження проведені шляхом числового моделювання задач з різними варіантами положень ярусів підпірних стін. Для аналізу даних була створена методика, що дає змогу виявити небезпечні зони формування максимальних зусиль та деформацій у ярусах підпірних стін. Виявлені раціональні положення підпірних стін, які дають змогу зменшити витрати матеріалів на їх зведення. Результати досліджень впроваджено на двох об'єктах будівництва і підтверджено шляхом порівняння розрахунків з даними геодезичного моніторингу за утримуючими конструкціями, що був проведений на одному з дослідних будівельних майданчиків.

Мета роботи - при будівництві підпірних стін в складних інженерно-геологічних умовах необхідно досягти: підвищення стійкості і міцності підпірних стін; зниження витрат використовуваних будівельних матеріалів; зменшення обсягів земляних робіт; зниження нерівномірності деформацій; зниження термінів будівництва; поліпшення умов відсипання і ущільнення засипки; підвищення експлуатаційної надійності, якості виконання робіт і збільшення термінів служби підпірних стін. Таким чином, для оцінки НДС підпірних стінок кутового профілю необхідний облік спільної роботи всієї стінки з грунтом і застосування більш обгрунтованих моделей грунту в районі її вертикального і горизонтального елементів. Метою досліджень є дослідження напружено-деформованого стану підпірної стіни зі структурною поверхнею (ПССП) з урахуванням її контактної взаємодії з грунтовим масивом. Методи дослідження. Перспективним напрямком досліджень НДС системи "підпірна стіна - грунт" є використання методів математичного моделювання на основі чисельних методів аналізу. Найпоширенішим на сьогоднішній день є метод кінцевих елементів (МКЕ), який покладено в основу сучасних програмних комплексів для розрахунку будівельних конструкцій, будівель і споруд. У порівнянні з класичними варіаційними методами МКЕ більш гнучкий при завданні геометричних параметрів і граничних умов, наочний і універсальний для широкого кола завдань. При цьому є можливість вибирати різні моделі грунту для вирішення поставленого завдання. Наукова новизна. Актуальність даної роботи пов'язана із розв'язанням поставленої задачі. Її результатом є дослідження напружено-деформованого стану ПССП з урахуванням її контактного взаємодії з грунтовим масивом за допомогою програмного комплексу. Практична значимість. Визначення напружено-деформованого стану підпірної стіни зі структурною поверхнею (ПССП) з урахуванням її контактного взаємодії з грунтовим масивом. Результати. Математичне моделювання дозволило наочно продемонструвати зниження напруги на контактній поверхні. Поетапне заповнення пустот призводить до рівномірного розподілу деформацій, що в довгостроковій перспективі збільшує термін експлуатації споруди, забезпечуючи тим самим економічний ефект. Особливість конструктивного рішення ПССП, при взаємодії грунту зі структурною поверхнею підвищує несучу здатність основи за рахунок спільної роботи конструкції підпірної стіни і деформованої основи.

Індекс рубрикатора НБУВ: Н112.59 + Н581.12

Рубрики:

Підпірні стіни

Механічні властивості та деформації ґрунтів

Шифр НБУВ: РА445611 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - визначити єдину методику, яка дозволить розрахувати конструктивні параметри дискретних утримуючих споруд. Методи дослідження. Виконано теоретичні дослідження геомеханічних процесів з використанням аналітичних і чисельних математичних методів. Аналіз і узагальнення результатів теоретичних досліджень. Наукова новизна. Запропоновано нову методику, що дозволяє розраховувати конструктивні параметри дискретних протизсувних утримуючих конструкцій при одночасній оцінці стійкості грунту, який знаходиться між його елементами. Практична значимість. Викладені матеріали досліджень дозволяють при проектуванні протизсувних дискретних споруд обгрунтовано розрахувати такі параметри: відстань, на якій дискретна утримуюча конструкція взаємодіє із зсувом; оцінити стійкість грунту в проміжках між залізобетонними елементами конструкції; відстані між окремими елементами дискретної утримуючої конструкції; діаметри окремих елементів дискретної утримуючої конструкції (у разі перетину круглої форми) або розмір меншої сторони окремих елементів дискретної утримуючої конструкції (у разі прямокутного перетину). Результати. В ході написання цієї статті нами були отримані аналітичні залежності, що дозволяють визначити такі конструктивні параметри системи "протизсувна утримуюча конструкція - сповзаючий грунтовий масив": стрілу підйому арки вивалу грунту між елементами дискретної утримуючої конструкції. Цей параметр необхідний для визначення відстані, на якій дискретна утримуюча конструкція взаємодіє із зсувом; коефіцієнт стійкості грунту в зоні взаємодії дискретної утримуючої конструкції із сповзаючим грунтовим масивом; це дозволяє оцінити стійкість грунту в проміжках між залізобетонними елементами конструкції; відстані між окремими елементами дискретної утримуючої конструкції; діаметри окремих елементів дискретної утримуючої конструкції (у разі перетину круглої форми) або розмір меншої сторони окремих елементів дискретної утримуючої конструкції (у разі прямокутного перетину). Також, отримані аналітичні залежності дають відповіді на питання, чи можливо в даних конкретних умовах використовувати дискретні утримуючі конструкції та визначити область зсуву, в якій відбувається його взаємодія з утримуючою конструкцією.

Розглянуто дослідження сейсмічного впливу під час проєктування підпірних стін. Історично перші дослідження динамічного тиску грунту базувалися на статичній теорії сейсмостійкості, яка розроблена на припущеннях і передумовах теорії Кулона. У роботах Окабе та Мононобе розрахункові залежності отримано у результаті спільного розгляду інерційних і гравітаційних сил, що діють в грунті засипки, тому епюри тиску грунту від сейсмічних впливів за формою не відрізнялися від статичних. Питання пошуку методів урахування динамічного тиску грунтів на бічну поверхню, зокрема сейсмічного тиску грунту на підпірні стіни, стосується низка сучасних досліджень. Однак у вказівках нормативних документів різних країн світу є деякі розбіжності, що підкреслює неоднозначність наукових поглядів на це питання. Наприклад, у нормативних документах США, Канади, Австралії, Нової Зеландії, Індії вираз рівнодіючої бічного тиску грунту за динамічного впливу має однаковий вигляд. У Єврокоді, державних українських нормах залежність для визначення рівнодіючої сили принципово відрізняється від стандартів вищезгаданих країн. В цьому дослідженні здійснено якісне та кількісне оцінювання зазначених розбіжностей. Проаналізувавши розрахункові залежності, для визначення бокового тиску грунту в нормативних документах США та Європи, можна дійти висновку, що, незважаючи на візуальну розбіжність в аналітичному плані, ці вирази є рівнозначними. Кількісна відмінність полягає лише в різних коефіцієнтах запасу. Що ж стосується українських норм - залежності хоч і незначно, але принципово відрізняються у порівнянні з нормами США та Європи. Відзначено, що ця розбіжність продубльована в державних стандартах України з радянських норм, а це свідчить про те, що за останні роки це питання в Україні не переглядали. Кількісна оцінка результуючого бічного тиску грунту обчислена з урахуванням різних нормативних вказівок, залежно від різних факторів. Відмінність нормативних вказівок України від вищезазначених спричиняє похибку в межах до 17,4 % у меншу (несприятливу) сторону.