Конечно-элементный расчет современных фундаментов мостовых сооружений с использованием упругопластической модели теории пластического течения грунтов

• Автор: Мельничук, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.17, 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Исходные представления. Современное состояние вопроса

1.1 Краткий обзор опор эксплуатируемых, строящихся и реконструируемых мостовых сооружений. Современные инновации

1.2 Анализ нормативных и теоретических положений расчета и проектирования опор.

1.2.1 Нормативные положения.

1.2.2 Расчет несущей способности буронабивных свай

1.3 Возможности повышения научной строгости расчетов и повышения расчетной несущей способности оснований мостовых опор.

1.3.1 Нелинейный упругопластический метод расчета геотехнических объектов.

1.3.2 Учет упрочнения оснований длительно эксплуатируемых объектов.

1.4 Выводы по главе 1.

Глава 2. Выбор упругопластической модели грунта. Программное
обеспечение.
2.1 Описание принятой модели грунта. Определяющие и разрешающие уравнения
2.2 Программное обеспечение.
2.2.1 Обзор программ, реализующих нелинейные версии МКЭ.
2.2.2 Программа УПРОС и дополняющие ее элементы.
2.3 Обзор исследований, подтверждающих принятую модель грунта
2.4 Выводы по главе 2.
Глава 3. Математическое моделирование и методика упругопластического расчета буронабивных свай на осевую нагрузку
3.1 Описание решаемых задач.
3.2 Расчетное моделирование вдавливания одиночных буронабивных свай в связные грунты.
3.3 Расчетное моделирование вдавливания одиночных буронабивных свай в несвязные грунты.
3.3.1 Примеры расчетов
3.3.2 Численное исследование
3.4 Расчетное моделирование буронабивных свай в составе свайных ростверков многосвайных фундаментов.
3.5 Задача об устойчивости грунта вокруг неукрепленной цилиндрической полости
3.6 Выводы по главе 3.
Глава 4. Расчет фундаментов мостовых опор в особых условиях
4.1 Основные положения
4.2 Упругопластический анализ упрочненных оснований реконструируемых объектов средствами МКЭ.
4.3 Упругопластический расчет фундаментов мостовых опор в особых условиях
4.4 Выводы по главе 4
Основные выводы
Список литературы


Расчетное моделирование вдавливания стержней цилиндрической формы ступенчато возрастающей осевой силой в идеально упругопластическую среду, описываемую физическими соотношениями закона Гука (на допредельной стадии деформирования); условием текучести Мизеса-Шлейхера-Боткина, гипотезой о соосности девиаторов главных напряжений и относительных деформаций, дилатаисионными соотношениями неассоциированного закона текучести (на стадии пластического деформирования) путем использования решения осесимметричной смешанной задачи теорий упругости и пластичности на математической основе МКЭ: обоснование и конечно-элементная формализация расчетных областей, назначение граничных условий, обоснование критериев предельных состояний. Расчетное моделирование (обоснование и конечно-элементная формализация, назначение граничных условий, обоснование критериев предельных состояний) в соответствии с положениями, указанными в п. Обоснование выбора для условий решаемых задач упругопластической модели грунта, описываемой уравнениями закона Гука (на допредельной! Мора-Кулона (для условии плоской деформации), Мизеса-Шлейхера-Боткииа (для условии осесимметричного напряженного состояния), гипотезой о соосности девиаторов главных напряжений и относительных деформаций с дилатансионными соотношениями неассоциированного закона течения. Обоснование расчетной модели и численная конкретизация параметров предельных состояний буронабивных свай путем сравнения результатов расчетов с данными статических испытаний но известным (из литературных источников) и архивным материалам. Способ расчета на основе МКЭ упрочнения оснований фундаментов мелкого заложения после длительного периода эксплуатации, заключающийся в применении повышающих коэффициентов (Д. И. Полищук, ) к прочностным характеристикам (углу внутреннего трения и удельного сцепления) грунтов несущих слоев. МКЭ с использованием табличных данных из литературных источников; разработке методик и расчетов примеров фундаментов мелкого заложения в особых условиях; корректировке программы УПРОС и дополняющих ее процедур и технологических элементов, предназначенных для расчетов исследуемых объектов. Апробации работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на II и III Международных научных конференциях «Городские агломерации на оползневых территориях» (Волгоград, , г. Международном научно-практическом семинаре «Актуальные проблемы проектирования и строительства в условиях городской застройки» (Пермь, г. Международной научно-технической конференции «Проблемы механики грунтов и фундамептостроения в сложных грунтовых условиях» (Уфа, г. Проблемы механики и надежности эксплуатируемых и реконструируемых мостов на автомобильных дорогах» (ВГАСУ - НИЦ "Дормост", Воронеж, -г г. Оценка риска и безопасность строительных конструкций» (Воронеж, г. Публикации* Основные результаты исследования и содержание диссертационной работы изложены в 9 статьях, опубликованных в сборниках научных работ. Одна статья опубликована в издании, входящем в перечень, определенный ВАК РФ. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов. Общий объем работы: 4 страниц машинописного текста, рисунка, таблиц; список литературы из наименований, 3 приложения; всего 4 страницы. Глава І. ИСХОДНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИМ. Краткий обзор фундаментов опор эксплуатируемых, строящихся и реконструируемых мостовых сооружений. Современные конструкции мостовых опор на автомобильных дорогах, построенных в период начиная с -х годов, преимущественно сборные или сборно-монолитные свайные, стеичатые, массивные системы с фундаментами мелкого заложения или (в большинстве случаев) свайными (с забивными, буронабивными сваями, сваями-оболочками). На рисунке 1 представлены схемы типовых опор, наиболее широко примененных на объектах Центрального и Центрально-Черноземного регионов России. При строительстве мостов через водотоки преимущественно применяются свайные фундаменты глубокого заложения, что связано возможными размывами верхних слоев основания, а также с их переувлажнением и недостаточной несущей способностью. Областью применения плитных фундаментов мелкого заложения являются опоры путепроводов и эстакад, сооружаемые в грунтах высокой п средней прочности: песках, от гравелистых до мелких, пылеватоглинистых грунтах твердой и полутвердой консистенции, скальных, полу-скальных, крупнообломочных породах. В последние десятилетия (после г. Реконструкции и капитальные ремонты мостов с увеличением габаритов и усилением (увеличением веса) пролетных строений, ведущие к переустройствам или увеличениям нагрузок (без переустройства) на существующие фундаменты. В таблице 1. Рисунок 1.