Экспериментальное моделирование работы фундаментов и выбор проектных решений с помощью экспертных систем

• Автор: Луценко, Александр Кузьмич
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 210 с. : ил.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1. Обзор работ в области исследования и расчета оснований и фундаментов

1.2. Обзор результатов экспериментальных исследований работы оснований и

фундаментов.

1.3. Информационные технологии проектирования и исследования работы фундаментов и оснований

1.4. Цель и задачи диссертационной работы.

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УПРУГО ПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ПЕСЧАНОГО ОСНОВАНИЯ ПЛИТНЫХ И ЛЕНТОЧНЫХ ФУНДАМЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТА.
2.1. Разработка методики, алгоритмов и программ реализации обработки экспериментальных данных в реальном масштабе времени.
2.2. Результаты экспериментального моделирования работы оснований ленточных фундаментов
2.3. Результаты экспериментального моделирования работы оснований плитных фундаментов
2.4. Графическое и численное сравнение результатов экспериментов с аналитическими расчетами. Обработка экспериментальных данных с помощью сплайнов и анализ результатов моделирования.
2.5. Применение результатов эксперимента для построения численной модели
НДС песчаного основания с помощью сплайнаппроксимации
Выводы по главе
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИЛАТАНСИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ГРУНТОВОМ ОСНОВАНИИ.
3.1. Разработка методики экспериментальных исследований дилатансионных процессов в песчаном основании с помощью АСНИ
3.2. Дилатансионные характеристики песчаного основания под круглым жестким штампом
3.3. Дилатансионные характеристики песчаного основания плитного фундамента.
3.4. Анализ изменения дилатансионных характеристик песчаного основания в
процессе нагружения.
Выводы по главе.
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГРУНТОВОГО ОСНОВАНИЯ ПОД НАГРУЗКОЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДА ГРАНИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
4.1. Применение метода граничных элементов для расчета НДС грунтового основания
4.2. Реализация модели дискретноконтинуальной среды грунтового основания с применением метода граничных элементов.
4.3. Построение расчетной схемы для грунтового основания с помощью граничных элементов разрывных смещений.
4.4. Результаты моделирования работы грунтового основания при нагружении
с использованием модулей программы
Выводы по главе.
5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ ЭС ДЛЯ РЕШЕНИЯ МАЛО ФОРМАЛИЗОВАННЫХ ЗАДАЧ ВАРИАНТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОСНОВАНИЙ И ФУНДАМЕНТОВ ,.
5.1. Решение неформальных задач на начальном этапе проектирования оснований и фундаментов с использованием технологии ЭС.
5.2. Формирование базы знаний ЭС многокритериального оптимального проектирования.
5.3. Разработка структуры программных и технических средств ЭС
5.4. Использование технологии ЭС для решения задачи о выборе глубины заложения фундаментов
5.5. Задача о выборе лучшего типа фундамента и пример ее решения с помощью ЭС.
5.6. Апробирование ЭС в учебном процессе и проектировании оснований и фундаментов
Выводы по главе.
6.0Б1ЦИЕ ВЫВОДЫ.
7. ЛИТЕРАТУРА.
8. ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


В е годы широкое развитие также получили методы расчета конструкций на сжимаемом основании с использованием дискретной модели основания, которая основана на рассмотрении грунтового массива как совокупности упругих компактных частиц, взаимодействие которых при нагружении описывается контактной статистической теорией. Идея статистической теории разработана в г. Г. И. Покровским 5 и в г. Н. К. Снитко 1. В этой области следует отметить предложения М. Н. Гольдштейна , К. Клейна 5. Современная механика дискретных сред разработана И. И. Кандауровым 6. Известным представителем второго направления в решении нелинейных задач, основанного на феноменологическом представлении основания как сплошной нелинейнодеформируемой среды, подчиняющегося при близком к простому нагружению теории малых упругопластических деформаций с учетом экспериментальных зависимостей конкретного грунта и, в некоторых случаях, и вида его напряженного состояния, является А. И. Боткин . Им была разработана теория прочности грунтовых сред, согласно которой в любой точке грунта может быть достигнуто предельное состояние. Нелинейные модели основания этого направления подучили широкое развитие в работах М. В. Малышева, В. Н. Широкова, В. И. Соломина, Г. А. Крыжановского, Э. И. Воронцова, А. С. Строганова, Ю. А. Иоселевича, В. Н. Барашевского 2, , 8, 3, ,9. Нелинейные модели, охватывающие весь интервал работы оснований, находятся в стадии разработки. Весьма важно изучение процессов образования зон сдвигов и уплотненного ядра. В г. М. X. Пигулевский открыл существование упругого ядра под фундаментом. Учет уплотнения грунта в зоне упругого ядра приводит к повышению теоретической предельной нагрузки на основание и дает приближение к опытным данным. Этот факт также в дальнейшем послужил толчком к постановке целого ряда экспериментальных исследований и дал возможность при некотором упрощении постановки задачи создать теории расчета оснований по первому предельному состоянию. Этот факт также привлек внимание исследователей, и были предприняты попытки учесть в теории расчета существование уплотненного ядра ,,. Решения с учетом уплотненного ядра в приближенной постановке были получены В. Г. Березанцевым для жесткого ядра фундамента глубокого заложения и ГорбуновымПосадовым для упругопластического ядра. За рубежом в практике проектирования применяются расчетные формулы, полученные К. Терцаги 6 для центрально нагруженных жестких малозаглубленных фундаментов. В этом направлении следует отмстить также работы Н. П. Пузыревского 9, М. М. Гришина , В. П. Морозова , П. Д. Евдокимова , Д. Е. Польшина 6, Токаря 4, В. П. Дыбы . В г. В. В. Соколовский 2 дал общее аналитическое решение плоской задачи теории предельного равновесия сыпучей среды. Общий метод, построенный В. В Соколовским, рассматривает основные задачи статики весомой среды и позволяет получить решение для инженерной практики. В.В. Соколовским и О. Д. Григорьевым переменное сцепление . Значительный объем исследований по несущей способности оснований выполнены М. В. Малышевым и Ю. И. Соловьевым , 4. Применение теории упругости позволило определить осадку в интервале от нагрузок от 0 до РзарАр, при которой глубина пластической области не превышала 0. В, где Вширина фундамента. Применение результатов решения смешанных задач позволило расширить границы нагрузок для расчета осадок. Некоторые решения приведены в табл. Таблица 1. Соколовский В. В. 3. Нелинейная, для полубесконечной нагрузки при пошаговом нагружении. Для исключения зон перенапряжений выполняется раздвижка границ предельных зон. Березанцев В. Г. . Для оценки осадки фундаментов глубокого заложения. Зоны перенапряжений не рассматривались. Федоров И. В. 9. Нелинейная, для полубесконечной нагрузки при пошаговом нагружении с учетом и с среды. Для исключения зон перенапряжений выполняется раздвижка границ предельных зон. Мурзенко Ю. Н. . Нелинейная, смешанная для полосовой нагрузки, решение получено в напряжениях на основе сложения решений Федорова для полубесконечной нагрузки. Для исключения зон перенапряжений вводится нелинейная функция.