ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Проектирование и конструирование строительных систем. Строительная механика. Основания и фундаменты, подземные сооружения

Напряженно-деформированное состояние грунтового массива в четверти плоскости под воздействием полосовой нагрузки

  • Тер-Мартиросян Завен Григорьевич - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Ванина Юлия Викторовна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
DOI: 10.22227/1997-0935.2020.11.1505-1512
Страницы: 1505-1512
Введение. При строительстве высотных зданий с развитой подземной частью, расположенной в глубоких котлованах, неизбежно возникает необходимость количественной оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтов за ограждением котлована с учетом взаимодействия с окружающей застройкой и условий контакта с ограждающей конструкцией. Рассматривается действие распределенной нагрузки p = const на горизонтальном участке шириной b = 2a на расстоянии с < a от края стенки прямоугольного профиля, что вызывает неоднородное НДС в массиве грунта в форме четверти плоскости. Принимается, что вертикальная стенка закреплена распорными конструкциями, но допускаются вертикальные перемещения грунтов. Материалы и методы. В основе аналитического решения задачи о действии распределенной нагрузки на горизонтальном участке массива грунта в форме четверти плоскости использовалось известное решение плоской задачи теории упругости для полупространства при действии нагрузки p = const, распределенной по полосе. Аналитическое решение получено при помощи программного комплекса (ПК) MathCAD, численное решение — в ПК PLAXIS 2D. Результаты. Проведены аналитическое и численное исследования задачи о действии распределенной нагрузки на горизонтальном участке массива грунта в форме четверти плоскости. Выполнена сравнительная оценка результатов НДС и их анализ. Выводы. Из анализа приведенных результатов поставленной задачи следует, что получена хорошая сходимость результатов аналитического и численного решений. Таким образом, дальнейшее развитие новых методов количественной оценки НДС массивов грунтов на основе известных теоретических решений является одной из основных задач современного проектирования оснований и фундаментов зданий и сооружений.
  • НДС грунтового основания;
  • четверть плоскости;
  • задача Фламана;
  • ограждение котлована;
  • численное моделирование;
Литература
  1. Ильичев В.А. и др. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения / под ред. В.А. Ильичева и Р.А. Мангушева. М. : Изд-во АСВ, 2016. 1024 с.
  2. Цытович Н.А. Механика грунтов. М. : Госстройиздат, 1963. 636 с.
  3. Flamant A. Sur la répartition des pressions dans un solide rectangulaire chargé transversalement // Compte. Rendu. Acad. Sci. 1892. Vol. 114. Pp. 1465–1468.
  4. Горбунов-Посадов М.И., Шехтер О.Я., Кофман В.А. Давление грунта на жесткий заглубленный фундамент и свободные деформации котлована // Труды НИИ оснований и фундаментов. М. : Гостройиздат, 1954. № 24.
  5. Клейн Г.К. Учет неоднородности, разрывности деформаций и других механических свойств грунта при расчете сооружений на сплошном основании // Сб. тр. МИСИ им. В.В. Куйбышева. М. : Госстройздат, 1956. № 14. С. 168–180.
  6. Герсеванов И.М., Мачерет Я.А. К вопросу о бесконечно длинной балке на упругой почве, нагруженной силой // Гидротехническое строительство. 1935. № 10. С. 15–23.
  7. Schleicher F. Zur theorie des baugrundes // Bauingenieur. 1926. Issue 7. P. 931.
  8. Егоров К.Е. О деформации основания конечной толщины // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1961. № 1.
  9. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. М. : Наука, 1975. 576 с.
  10. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов. М. : АСВ, 2009. 551 с.
  11. Караулов А.М., Королев К.В., Галтер Д.С. Предельное давление круглого штампа на основание в стесненных условиях // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 12 (720). С. 23–30.
  12. Nguyen N.H.T., Bui H., Nguyen G.D. An approach to calculating large strain accumulation for discrete element simulations of granular media // International journal for numerical and analytical methods in geomechanics. 2020. Vol. 44. Issue 11. Pp. 1525–1547. DOI: 10.1002/nag.3076
  13. Brown E.T., Hoek E. Trends in relationships between measured in-situ stresses and depth // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1978. Vol. 15. Issue 4. Pp. 211–215. DOI: 10.1016/0148-9062(78)91227-5
  14. Guerra C., Fischer K., Henk A. Stress prediction using 1D and 3D geomechanical models of a tight gas reservoir — A case study from the Lower Magdalena Valley Basin, Colombia // Geomechanics for Energy and the Environment. 2019. Vol. 19. P. 100113. DOI: 10.1016/j.gete.2019.01.002
  15. Fan H., Li S., Feng X.-T., Zhu X. A high-efficiency 3D boundary element method for estimating the stress/displacement field induced by complex fracture networks // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2020. Vol. 187. P. 106815. DOI: 10.1016/j.petrol.2019.106815
  16. Khademian Z., Shahriar K., Nik M.G. Developing an algorithm to estimate in situ stresses using a hybrid numerical method based on local stress measurement // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2012. Vol. 55. Pp. 80–85. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2012.05.019
  17. Li G., Mizuta Y., Ishida T., Li H., Nakama S., Sato T. Stress field determination from local stress measurements by numerical modelling // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2009. Vol. 46. Issue 1. Pp. 138–147. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2008.07.009
  18. Pei Q., Ding X., Liu Y., Lu B., Huang S., Fu J. Optimized back analysis method for stress determination based on identification of local stress measurements and its application // Bulletin of Engineering Geology and the Environment. 2019. Vol. 78. Issue 1. Pp. 375–396. DOI: 10.1007/s10064-017-1118-0
  19. Ильичев В.А. Плоская задача о штампе на упругом основании с учетом технологии его возведения // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2008. № 4. С. 12–16.
  20. Королев К.В., Караулов А.М. Аналитическое решение задачи о предельном давлении на весомое сыпучее основание при больших нагрузках // Актуальные вопросы геотехники при решении сложных задач нового строительства и реконструкции: сб. тр. науч.-техн. конф. 2010. 404 с.
  21. Парамонов В.Н. Метод конечных элементов при решении нелинейных задач геотехники. СПб. : Геореконструкция, 2012. 262 с.
  22. Cui X.-F., Xie F.-R. Preliminary research to determine stress districts from focal mechanism solutions in Southwest China and its adjacent area // Acta Seismologica Sinica. 1999. Vol. 12. Issue 5. Pp. 562–572. DOI: 10.1007/s11589-999-0056-8
  23. Karaulov A.M., Korolev K.V. A static solution for the problem of the stability of a smooth freestanding sheet pile wall // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2017. Vol. 54. Issue 4. Pp. 211–215. DOI: 10.1007/s11204-017-9460-6
  24. Llorens M.-G. Stress and strain evolution during single-layer folding under pure and simple shear // Journal of Structural Geology. 2019. Vol. 126. Pp. 245–257. DOI: 10.1016/j.jsg.2019.06.009
  25. Kudriavtcev S.A., Paramonovi V.N., Kazharski A.V., Goncharova E.D. Calculated evaluation of shoring of deep excavation in the restrained urban conditions (Khabarovsk, Russia) // Japanese Geotechnical Society Special Publication. 2016. Vol. 2. Issue 79. Pp. 2722–2725. DOI: 10.3208/jgssp.tc305-10
СКАЧАТЬ (RUS)