Ймовірнісне оцінювання напружено-деформованого стану основ фундаментів неглибокого закладання з урахуванням нелінійних властивостей ґрунтів
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Оцінювання напружено-деформованого стану основ фундаментів неглибокого закладання з урахуванням неоднорідності та нелінійності деформування основ і критеріїв надійності за імовірнісним підходом дозволяє більш повно використовувати несучу здатність та деформативність ґрунтів.
Метою роботи є удосконалення методики імовірнісного аналізу НДС основ методом статистичних випробувань задля підвищення надійності проєктних рішень фундаментів.
Методика ймовірнісного аналізу реалізована на базі методу статистичних випробувань із застосуванням апробованого нелінійного методу та комп’ютерного програмування. Запропоновано визначати допустимий тиск на основи фундаментів за результатами ймовірнісного аналізу при заданих доцільних значеннях імовірностей відмов за граничними станами: перевищення тиском Р під підошвою фундаменту граничного опору Pu; перевищення розрахунковим осіданням S або Snl граничного значення Su; перевищення розрахункової відносної нерівномірності осідань ∆S/L граничного значення (∆S/L)u.
Виконані розрахунки стовпчастих фундаментів за імовірнісним та детермінованим підходами на одношарових піщаних та глинистих ґрунтових основах.
Імовірнісними розрахунками отримані значення коефіцієнтів варіації: ν(S)=0,06-0,17, ν(∆S/L)=0,74-0,79, ν(R)=0,08-0,14, ν(Pu)=0,1-0,18.
У випадках неоднорідності механічних характеристик ґрунтів із коефіцієнтами варіацій v≥0,15-0,2 і одночасного їх урахування в ймовірнісних розрахунках допустимі тиски на основи не перевищили їх розрахункові опори P<R. Зі збільшенням тиску на основи фундаментів ймовірність відмов за граничними станами підвищується і вже із досягненням 40-60% величини несучої здатності основ стрімко зростає до значень, що перевищують допустимі.
За результатами імовірнісного аналізу отримано менші на 5-50% значення допустимих тисків на основи фундаментів у порівнянні із детермінованими розрахунками, що підтверджує необхідність урахування неоднорідності характеристик ґрунтів, особливо при оцінюванні можливості роботи основи у нелінійній стадії деформування за рахунок їх резервів несучої здатності.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Трегуб, О.В. (2014). Удосконалення мето-ду проектування фундаментів мілкого за-кладання з урахуванням нелінійності де-формування ґрунтів (Автореф. Дис … канд. техн. наук). ДВНЗ «ПДАБА». Дніп-ро.
Kirichek Y., & Tregub O. (2024). Nonlinear numerical analysis of foundations on basis of plate load test results. Proceedings of the XVIII European Conference on Soil Mechan-ics and Geotechnical Engineering «Ge-otechnical Engineering Challenges to Meet Current and Emerging Needs of Society», 576-581.
DOI: 10.1201/9781003431749
Kirichek Y., & Tregub, A. (2015). Limit Sate Design of Shallow Foundation. Proc. Fifth International Symposium on Geotechnical and Risk. Rotterdam, IOS Press, 374-379.
Kayser M., & Gajan S. (2014). Application of probabilistic methods to characterize soil variability and their effects on bearing ca-pacity and settlement of shallow founda-tions: state of the art. International Journal of Geotechnical Engineering, (8)4, 352-364.
DOI: 10.1179/1938636213Z.00000000073
Chemali, B., & Tiliouine, B. (2023). Proba-bilistic Analysis of Shallow Foundations on c-φ Soils Using 2nd Order Response Surface Methods. Periodica Polytechnica Civil Engi-neering, 67(2), 485–494.
DOI: 10.3311/PPci.17917
Phoon, K.-K., & Ching, J. (2018). Risk and reliability in geotechnical engineering, CRC Press.
DOI: 10.1201/b17970
Pereira C., & Caldeira L. (2011). Shallow Foundation Design through Probabilistic and Deterministic Methods. Proceedings of the 3rd International Symposium on Geotech-nical Safety and Risk, 199-207.
Винников, Ю.Л., & Харченко, М.О. (2015). Імовірнісні методи в геотехніці. Галузеве машинобудування, будівництво: збірник наукових праць, 1(43), 93–111.
Загальні принципи забезпечення надійнос-ті та конструктивної безпеки будівель і споруд: ДБН В.1.2-14:2018. (2018) [Чин-ний від 2019.01.01]. К.: Мінрегіон Украї-ни.
Основи та підвалини будинків і спо-руд. Ґрунти. Методи статистичної оброб-ки результатів випробувань: ДСТУ Б В.2.1-5-96 (ГОСТ 20522-96) (1996) [Чин-ний від 1997.04.01]. НДІОСП.
Клепиков С.Н. (1996). Расчет со-оружений на деформируемом основании. НИИСК Киев.
Tregub, O.V. (2014) Udoskonalennya metodu proektuvannya fundamentiv milkoho zakladannya z urakhuvannyam neliniynosti deformuvannya gruntiv [Improvement of de-sign method of shallow foundations taking into consideration the nonlinearity of soil de-formation]: (Аvtoref. dys. … kand. tekhn. nauk) DVNZ «PDABA». Dnipro (in Ukrain-ian).
Kirichek, Y., & Tregub, O. (2024). Nonline-ar numerical analysis of foundations on ba-sis of plate load test results. Proceedings of the XVIII European Conference on Soil Me-chanics and Geotechnical Engineering «Ge-otechnical Engineering Challenges to Meet Current and Emerging Needs of Society», 576-581. (in English).
DOI: 10.1201/9781003431749
Kirichek, Y., & Tregub, A. (2015). Limit Sate Design of Shallow Foundation. Proc. Fifth International Symposium on Geotech-nical and Risk. Rotterdam, IOS Press, 374-379.
Kayser, M., & Gajan, S. (2014). Application of probabilistic methods to characterize soil variability and their effects on bearing ca-pacity and settlement of shallow founda-tions: state of the art. International Journal of Geotechnical Engineering, (8)4, 352-364.
DOI: 10.1179/1938636213Z.00000000073
Chemali, B., & Tiliouine, B. (2023). Proba-bilistic Analysis of Shallow Foundations on c-φ Soils Using 2nd Order Response Surface Methods. Periodica Polytechnica Civil Engi-neering, 67(2), 485–494.
DOI: 10.3311/PPci.17917
Phoon, K.-K., & Ching, J. (2018). Risk and reliability in geotechnical engineering. CRC Press.
DOI: 10.1201/b17970.
Pereira, C., & Caldeira, L. (2011). Shallow Foundation Design through Probabilistic and Deterministic Methods. Proceedings of the 3rd International Symposium on Geotech-nical Safety and Risk, 199-207.
Vynnykov, Y.L., & Kharchenko M.O. (2015). Imovirnisni metody v heotekhnitsi. [Probabilistic methods in geotechnics]. Ha-luzeve mashynobuduvannya, budivnytstvo: zbirnyk naukovykh pratsʹ, 1(43), 93–111. (in Ukrainian).
Zahalʹni pryntsypy zabezpechennya nadiy-nosti ta konstruktyvnoyi bezpeky budivelʹ i sporud [General principles for ensuring the reliability and structural safety of buildings and structures]: DBN V.1.2-14:2018. (2018) [Chynnyy vid 2019.01.01]. K. Minrehion Ukrayiny. (in Ukrainian).
Osnovy ta pidvalyny budynkiv i sporud. Grunty. Metody statystychnoyi obrobky re-zulʹtativ vyprobuvanʹ [Foundations and foundations of buildings and structures. Soils. Methods of statistical processing of test results]: DSTU B V.2.1-5-96 (HOST 20522-96) (1996) [Chynnyy vid 1997.04.01]. NDIOSP. (in Ukrainian).
Klepikov, S.N. (1996). Raschet sooruzheniy na deformiruyemom osnovanii [Calculation of structures on a deformable foundation]. NIISK. Kiev. (in Russian).