КОРЕКТНІ УМОВИ МОДЕЛЮВАННЯ МСЕ ПРОЦЕСУ УЩІЛЬНЕННЯ ГЛИНИСТИХ ҐРУНТІВ У СКЛАДІ ДОРОЖНІХ НАСИПІВ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2016/103392Ключові слова:
глинисті ґрунти, дорожній насип, щільність скелету ґрунту, ущільнення ґрунтів, моделювання МСЕАнотація
Мета. Рішення просторових задач методом скінченних елементів (МСЕ) з використанням пружно-пластичних моделей ґрунту доводять можливість коректного моделювання його ущільнення, але невирішеним поки є питання апробації цих рішень для моделювання процесу ущільнення глинистих ґрунтів у складі дорожнього насипу за умови забезпечення їх тривалої міцності. Методика. Для моделювання процесу пошарового ущільнення глинистих ґрунтів у складі дорожнього насипу використано добре апробований програмний комплекс «PRIZ-Pile», у якому реалізоване рішення вісесиметричної задачі МСЕ кроково-ітераційними методами у фізично й геометрично нелінійній постановці з представленням ґрунту ізотропним чи ортотропним середовищем. Результати. Після чисельного моделювання було виконано трьохчинниковий аналіз впливу на середнє значення щільності скелету ґрунту в ущільненому шарі початкової щільності скелету глинистого ґрунту в межах шару після його відсипання та розрівнювання, початкової товщини відсипаного та спланованого до горизонтального рівня ЗП грейдером чи бульдозером шару, зниження поверхні цього шару ґрунту під котком. З високими значеннями статистичних показників отримано емпіричне рівняння взаємозв’язку між щільністю скелету глинистого ґрунту в кожному ущільненому шарі та вказаними вище показниками. Наукова новизна. Встановлено нові коректні умови моделювання МСЕ у фізично та геометрично нелінійній постановках процесу пошарового ущільнення глинистих ґрунтів у складі дорожніх насипів, за якими проектувальник отримує щільність скелету ґрунту та модуль його деформації. Практична значимість. Визначено оптимальну вологість пилуватих суглинків для їх пошарового ущільнення в залежності від проектної величини щільності скелета ґрунту в межах дорожнього насипу та числа пластичності ґрунту.Посилання
REFERENCES
Vynnykov Ju. L. Matematychne modeljuvannja vzajemodiji fundamentiv z ushhiljnenymy osnovamy pry jikh zvedenni ta nastupnij roboti [Mathematical design of co-operation of foundations with compact bases at their report and following work]. Poltava, PoltNTU imeni Jurija Kondratjuka, 2016. 280 p.
DBN V.2.1-10-2009. Obyekty budivnytstva ta promyslova produktsiya budivelnoho pryznachennya. Osnovy ta fundamenty budynkiv i sporud. Osnovy ta fundamenty sporud. Osnovni polozhennya proektuvannya. [State Standard V.2.1-10-2009. Objects of construction and industrial products for construction purposes. Bases and foundations of buildings and structures. Bases and foundations of buildings. Basic design requirements], Kyyiv, Minrehionbud Ukrayiny Publ., 2009. 107 p.
Inzhenerna gheologhija. Mekhanika gruntiv, osnovy i fundamenty [Mechanics of soils, bases and foundations]. Poltava, PNTU, 2004. 568 p.
Klovanich S.F. Metod konechnykh elementov v nelineynykh zadachakh inzhenernoy mekhaniki [Finite elements method in the nonlinear tasks of engineering mechanics]. Zaporozhe, IPO «Zaporozhe», 2009. 400 p.
Kostochka N. A. Proghnoz deformacij osnov na bazi kompresijnykh vyprobuvanj gruntiv. Avtoreferat Diss. [Prognosis of bases deformations on the base of compression tests of soils Author’s abstract.]. Poltava, 2015. 22 р.
Lobacheva N. G., Petrakov A. A. Izmenenie raschetnykh parametrov grunta osnovaniya pri ispolzovanii metoda uplotnyayushchikh davleniy [Change of calculation parameters of foundation soil at the use of making method of the compact pressures]. Stroitelnye konstruktsii [Building constructions], 2004, issue 61, Vol. 2, pp. 59-63.
Lopan R. M. Vzajemozv'jazok fizyko-mekhanichnykh kharakterystyk gruntiv pishhanykh podushok z parametramy jikh ukochuvannja. Avtoreferat Diss. [Intercommunication of physical and mechanical descriptions of sandy pillows soils with the parameters of their rolling Author’s abstract.]. Odesa, 2012. 24 p.
Paramonov V. N. Metod konechnykh elementov pri reshenii nelineynykh zadach geotekhniki [Finite elements method at the decision of nonlinear geothechnical tasks]. Saint Petersburg, Company’s Group «Georekonstruktsiya», 2012. 264 p.
Tsitsas G., Dimitriadi V., Zekkos D. and al. Dynamic compaction of collapsible soils – case study from a motorway project in Romania. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg, 2015, pp. 1487-1492.
Fu Z. Y., Jaksa M. B., Deng A. Quantifying the influence depth of dynamic compaction using the discrete element method. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg, 2015, pp. 3851-3856.
Kelm M., Grabe J. FE-simulation of soil compaction. Proc. XIIIth European Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Prague, 2003, Vol. 1, pp. 739-742.
Edip K., Garevski M., Sheshov V., Bojadjeva J. Numerical simulation of consolidation problem. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg, 2015, pp. 3847-3850.
Pak A., Shahir H., Ghassemi A. Behavior of dry and saturated soils under impact load during dynamic compaction. Proc. 16th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Osaka, 2005, pp. 1245-1248.
Zotsenko M., Vynnykov Y. Designing the compacted subsoil’s using mathematical simulation method. Active Geotechnical Design in Infrastructure Development. Proc. of the XIIIth Danube-European Conf. on Geotechnical Engineering. Ljubljana, 2006, Vol. 2, pp. 385-390
За ГОСТ
Винников, Ю. Л. Математичне моделювання взаємодії фундаментів з ущільненими основами при їх зведенні та наступній роботі [Текст] : монографія / Ю. Л. Винников. – Полтава : Пол-тНТУ імені Юрія Кондратюка, 2016. – 280 с.
ДБН В.2.1-10:2009. Об’єкти будівництва та промислова продукція будівельного призначення. Основи та фундаменти будинків і споруд. Основи та фундаменти споруд. Основні положення проектування [Текст]. – Надано чинності 2009-01-07. – Київ : Мінрегіонбуд України, 2009. – 107 с.
Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основи і фундаменти [Текст] : підручник / М. Л. Зоценко та ін. – Полтава : ПНТУ, 2004. – 568 с.
Клованич, С. Ф. Метод конечных элементов в нелинейных задачах инженерной механики [Текст] / С. Ф. Клованич – Запорожье : «ИПО «Запорожье». – 2009. – 400 с.
Косточка, Н. А. Прогноз деформацій основ на базі компресійних випробувань ґрунтів [Текст] : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. техн. наук: 05.23.02 / Н. А. Косточка. – Полтава : ПолтНТУ, 2015. – 22 с.
Лобачева, Н. Г. Изменение расчетных параметров грунта основания при использовании метода уплотняющих давлений [Текст] / Н. Г. Лобачева, А. А. Петраков // Строительные конструкции : Межвед. науч.-техн. сб. – Киев : НИИСК, 2004. – Вып. 61. – Т. 2. – С. 59-63.
Лопан, Р. М. Взаємозв’язок фізико-механічних характеристик ґрунтів піщаних подушок з параметрами їх укочування [Текст] : Автореф. дис. ... техн. наук: 05.23.02 / Р. М. Лопан. – Одеса : ОДАБА, 2012. – 24 с.
Парамонов, В. Н. Метод конечных элементов при решении нелинейных задач геотехники [Текст] / В. Н. Парамонов. – Санкт-Петербург : Группа компаний «Геореконструкция», 2012. – 264 с.
Tsitsas G., Dimitriadi V., Zekkos D. and al. Dy-namic compaction of collapsible soils – case study from a motorway project in Romania. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for In-frastructure and Development. Edinburg, 2015, pp. 1487-1492.
Fu Z. Y., Jaksa M. B., Deng A. Quantifying the influence depth of dynamic compaction using the discrete element method. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastruc-ture and Development. Edinburg, 2015, pp. 3851-3856.
Kelm M., Grabe J. FE-simulation of soil compac-tion. Proc. XIIIth European Conf. on Soil Mechan-ics and Geotechnical Engineering. Prague, 2003, Vol. 1, pp. 739-742.
Edip K., Garevski M., Sheshov V., Bojadjeva J. Numerical simulation of consolidation problem. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineer-ing for Infrastructure and Development. Edinburg, 2015, pp. 3847-3850.
Pak A., Shahir H., Ghassemi A. Behavior of dry and saturated soils under impact load during dy-namic compaction. Proc. 16th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Osaka, 2005, pp. 1245-1248.
Zotsenko M., Vynnykov Y. Designing the com-pacted subsoil’s using mathematical simulation method. Active Geotechnical Design in Infrastruc-ture Development. Proc. of the XIIIth Danube-European Conf. on Geotechnical Engineering. Ljubljana, 2006, Vol. 2, pp. 385-390.
