Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния вязкоупругих водонасыщенных оснований

• Автор: Емельянова, Татьяна Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 162 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г. ОСНОВНЫЕ ТЕОРИИ РАСЧЕТА ВЯЗКОУПРУГИХ ОСНОВАНИЙ

1.1. Расчетные модели грунтов и их анализ.

1.2. Моделирование поровых давлений при расчете вязкоупругих водонасыщенных оснований.

1.3. Приближенные методы перехода от изображения к оригиналу.

1.4. Метод ломаных Мальцева Л.Е.

1.5. Определение механических характеристик водонасыщенных грунтов с учетом поровых давлений.

П. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЛОМАНЫХ К ОБРАБОТКЕ

ЭКС ЕРИМЕНТА

2.1. Способы назначения точек коллокаций

2.2. Анализ обусловленности СЛАУ
2.3. Методика по определению механических вязкоупругих характеристик.
2.4. Анализ точности решения СЛАУ.
III. РАСЧЕТ ВОДОНАСЫЩЕННОГО ВЯЗКОУПРУГОГО
ОСНОВАНИЯ ПО МЕТОДУ ЛОМАНЫХ
3.1. Постановка и решение задачи о действии погонной нагрузки на водонасыщенное упругое основание
3.2. Определение напряженнодеформированного состояния вязкоупругого водонасыщенного основания иод действием погонной нагрузки
3.3. Постановка и решение задачи о действии равномерно распределенной нагрузки на водонасыщенное упругое основание.
3.4. Определение напряженнодеформированного состояния вязкоупругого водонасыщенного основания под действием равномерно распределенной нагрузки
3.5. Сопоставление теоретического прогноза с экспериментальными
данными натурного эксперимента.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При сложных траекториях загружения грунтового массива описать его поведение с помощью деформационной теории пластичности затруднительно. Сложные траектории нагружения грунтового массива описываются теорией пластического течения. Применение данной теории позволяет наиболее полно отразить влияние режима нагружения на напряженно-деформированное состояние грунта. Впервые применительно к фунтам вариант идеально пластического тела реализовали Drucker D. Prager W. Неассоциированный закон пластического течения в отношении оснований сооружений разрабатывался в трудах Бугрова А. К. [], Малышева М. В. [], Строганова A. C. []. Разработки Drucker D. C., Gibson R. E., Henkel D. Свое дальнейшее развитие теория пластического упрочнения грунта получила в работах Зарецкого Ю. К. [], Тер-Мартиросяна З. Г. [], Малышева М. В. [], Широкова В. Н. [], Koskoe К. Pooroshasb Н. Gudehus G. Kolymbas D. Модель теории предельного напряженного состояния грунта описывает такое напряженное состояние, когда в массиве грунта от действующих нагрузок сформировались значительные по размерам замкнутые области, в каждой точке, которых устанавливается состояние предельного равновесия. Потому теорию предельного напряженного состояния часто называют теорией предельного равновесия грунта. Данная теория применяется для определения несущей способности грунта основания, то есть предельной нагрузки, при которой в основании сооружения полностью сформируются области пластического деформирования грунта. Решения теории используются также для общих расчетов устойчивости сооружений и оснований, откосов и склонов, определения давления грунта на ограждения. Начало решению задач теории предельного равновесия было положено Ш. Кулоном. Курдюмовым В. И. была раскрыта сущность процесса деформирования фунтов при потере их устойчивости в основании фундаментов. Советскими учеными Соколовским В. В. [], Березанцевым В. Г. [7, 8], Голушкевичем С. С. были разработаны методы решения дифференциальных уравнений устойчивости грунтов в условиях предельного равновесия. Для анализа напряженно - деформированного состояния водонасыщенного грунта используется теория фильтрационной консолидации, которая впервые была предложена Терцаги К. Грунт считается полностью водопасыщснным, с наличием в его порах свободной, несжимаемой и гидравлически непрерывной воды. Скелет грунта (твердая фаза) принимается линейно деформируемым, напряжения в нем мгновенно вызывают его деформации. Твердая фаза не обладает структурностью и внешнее давление, прикладываемое к ней, в первый момент времени полностью передается на воду. Фильтрация воды в порах грунта полностью подчиняется закону Дарси. Системы давлений в скелете грунта и поровой жидкости связаны лишь уравнением равновесия, во всем остальном это автономные системы. Таким образом, теория фильтрационной консолидации применима для расчета неуплотненных, полностью водонасыщенных двухфазных систем. В наиболее простой постановке теория описывает деформирование во времени полностью водонасыщенного грунта. Принимается, что полное напряжение, возникающее в элементе грунта от приложенной нагрузки, разделяется на напряжения в скелете грунта (эффективные напряжения) и давление в поровой воде (поровое давление). В различных точках массива грунта под действием нагрузки возникают разные значения порового давления. Вследствие этого образуется разность напоров в поровой воде и происходит ее отжатие в менее наг руженные области массива. Одновременно под действием эффективных напряжений происходят перекомпоновка частиц и уплотнение грунта. Павловским H. H. еще в г. Следствием этого является важное положение о том, что скорость деформации грунта будет находиться в прямой зависимости от скорости фильтрации в нем поровой воды. Поэтому основной характеристикой грунта, определяющей время протекания процесса фильтрационной консолидации, является коэффициент фильтрации. Рассмотрим основные уравнения данной теории. В начальный момент времени (/ = 0) грунтовая масса находится в статическом состоянии, то есть поровое давление воды равно нулю. МПа). Уравнение (1. Рис.