Напряженно-деформированное состояние и расчет осадки песчаного основания с применением дискретно-континуальной модели

• Автор: Савин, Артем Петрович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ОСНОВНЫХ МОДЕЛЕЙ ГРУНТОВ И ОБЩАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСКРЕТНОКОНТИНУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ

1.1. Дискретные модели грунтов.

1.2. Континуальные модели 1рунтов

1.3. Комбинированные модели грунтов

1.4. Дискретно континуальная модель грунтов

1.4.1. Механическая модель

1.4.2. Математическая модель

1.5. Подходы к обоснованию возможности применения дискретно

континуальной модели.
ГЛАВА II. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДИСКРЕТНО КОНТИНУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ И РАЗРАБОТКА ИНТЕРФЕЙСА
2.1. Структура программного комплекса
2.1.1. Модификация математического модуля.
2.1.2. Оперативная часть
2.2. Интерфейс программного комплекса
2.2.1. Эпюры и изолинии напряжений и перемещений
2.2.2. Изолиния предельного напряженного состояния
2.2.3. Разрезы скольжения.
2.2.4. Интерфейсный модуль ПК .
2.3. Представление информации в ПК .
2.3.1. Представление входной информации.
2.3.2. Представление выходной информации
ГЛАВА III. АПРОБАЦИЯ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛИТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ.
ЗЛ. Методика сопоставления решений ДКМ с аналитическими решениями .
3.2. Сопоставление напряженных состояний, полученных по аналитическому и численному расчетам.
3.2.1. Сопоставление по напряжениям
3.2.2. Сопоставление по областям возможных сдвигов.
3.3. Сопоставление деформированных состояний, полученных по аналитическому и численному расчетам.
3.3.1. Сопоставление по перемещениям.
3.3.2. Сопоставление по осадкам
Выводы.
ГЛАВА IV. НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНТИНУАЛЬНОЙ СРЕДЫ И ЕЕ ОСАДКА
4.1. Постановка задачи и выбор характеристик среды.
4.2. Определение деформационных характеристик континуальной среды в вычислительном эксперименте
4.3. Анализ НДС континуальной среды при гибком и жестком ее нагружении .
4.3.1. Примеры при гибком нагружении континуальной среды.
4.3.2. Примеры при жестком нагружении континуальной среды
4.4. Сопоставление линейных осадок континуальной среды по ДКМ и
осадок для линейно деформируемого полупространства.
Выводы.
ГЛАВА V. НАПРЯЖЕННО ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ
ДИСКРЕТНО КОНТИНУАЛЬНОЙ СРЕДЫ И ЕЕ ОСАДКА
5.1. Дискретизация континуальной среды с помощью разрезов скольжения
5.1.1. Принцип использования разрезов скольжения.
5.1.2. Определение параметров жесткости контактного материала разрезов
5.1.3. Пример с разрезами.
5.2. Последовательность формирования НДС дискретно континуальной среды
5.2.1. Методика определения НДС с использованием краевых групп разрезов на примерах 1 и 2
5.2.2. Пример 1 при р1 кПа.
5.2.3. Пример 2 при р, кПа.
5.2.4. Пример 3 при р0 кПа.
5.2.5. Пример 4 при р0 кПа.
5.2.6. Пример 5 при р0 кПа.
5.3. Сопоставление нелинейных осадок по дискретно континуальной модели, по пособию к СНиП и по упругопластической модели МКЭ
5.3.1. Расчет нелинейной осадки по пособию к СНиП
5.3.2. Особенности сопоставления с различными решениями
5.4. Сопоставление полученных результатов с экспериментальными данными
5.4.1. Сопоставление по напряженному состоянию.
5.4.2. Сопоставление по деформированному состоянию.
Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Разработке и реализации алгоритмов для программного комплекса ЭСМ. Методика применения дискретно - континуальной модели для проведения вычислительных экспериментов по расчету напряженно -деформированного состояния основания. Результаты вычислительных экспериментов, связанные с равитием локальных областей сдвигов в основании. Результаты вычислительных экспериментов, связанные с развитием нелинейных осадок основания. Прием оперативной дискретизации среды в программном комплексе. Программный комплекс «Расчет грунтового основания по дискретно -континуальной модели («ОСМ»)» в строительных организациях: ЗАО «Каменск - Строй», ЗАО «СУ - 9». Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в научных статьях, две из которых — в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы общим объемом _4_ страниц, включает в себя рисунка и 4_таблицы. ГЛАВА I. Классификация моделей грунтов не может быть произведена однозначно ввиду большого количества взаимосвязанных классификационных признаков. Под углом зрения последующего рассмотрения дискретно — континуальной модели, предложенной В. В. Ревенко[-,], выполним деление основных существующих моделей по используемой исходной базовой среде, т. Грунт является дискретной средой, поэтому весьма близкой к действительности была бы модель, описывающая весь набор отдельных частиц (гранул) грунтового массива с учетом всего комплекса связей и взаимодействия между ними. Однако формулировка такой модели во всей ее полноте и тем более реализация в конкретных расчётах, по-видимому, практически неосуществимы [ ]. Первые теоретические построения в механике грунтов основывались на представлении о грунте как о теле плотной упаковки, состоящим из шарообразных частиц, не сцепленных друг с другом. Одной из первых попыток построения теории давления грунта на подпорную стенку была работа Купле, г. В расчётах оснований находят применение простейшие варианты моделей дискретной среды, основанные на представлении грунта набором отдельных одинаковых гранул или блоков. Принимая те или иные условия передачи усилий от частице к частице, закон распределения напряжений в рассматриваемом наборе частиц может быть найден на основе использования теории вероятности и математической статистики. Первые результаты были получены Г. И.И. Кандауровым []. В основе механики дискретной среды лежит статистическая теория распределения напряжений. В соответствии с ней свойства дискретной среды определяются формой, размерами и взаимным расположением частиц. В частности, в плоских задачах фунт идеализируется набором плоских прямоугольников или круглых элементов - дисков. Принимается, что усилие от каждой частицы (диска) передастся в среднем на две частицы в плоской задаче и на четыре - в пространственной. Распределение вертикальных усилий в каждом горизонтальном ряду основания от сосредоточенной силы, приложенной к поверхности, подчиняется биноминальному закону, который аппроксимируется кривой нормального распределения вероятностей. В зависимости от формы частиц (дисков) и принятых условий передачи усилий от частицы к частице все дискретные среды разделены на две группы -безраспорные и распорные в зависимости от принятой гипотезы о наличии или отсутствии клинового эффекта по отношению к направлению действующей внешней силы. В безраспорной зернистой среде элементы (частицы - блоки) принимаются уложенными друг на друга и образующими структуру со строго упорядоченными (ориентированными) плоскостями, в которой каждые два блока связываются через третий блок. Поскольку безраспорная среда обладает способностью распределять вертикальные напряжения (они меняются по длине горизонтальных сечений), то вертикальные усилия на соседние частицы будут неодинаковыми, и их разность будет восприниматься связующей частицей. Дискретная распорная среда отличается от безраспорной тем, что в ней нет строгой упорядоченности (ориентации) плоскостей по которым укладываются частицы по отношению друг к другу.