Розрахунок фундаментів у витрамбуваних котлованах з розширеною основою за методом граничних елементів

Анотація

Проведено числову реалізацію за МГЕ визначення несучої спроможності штампованих паль з розширеною основою на основі положень нелінійної механіки дисперсних грунтів. В роботі математичний апарат доповнено експериментальними законами зсувного деформування ґрунту – враховано загальні закономірності зміни об’єму ґрунту при зсуві (дилатансію та контракцію) з залученням дилатансійних співвідношень В.М. Ніколаєського, І.П. Бойка. Особливе місце приділено практичному прикладанню нової технології прогнозного розрахунку несучої спроможності ефективних буро набивних паль – запропонованого методу числового розв’язку за методом граничних елементів (МГЕ) пружно-пластичної задачі механіки дисперсних ґрунтів з використанням в нелінійній стадії їх роботи неасоційованого закону пластичної течії. МГЕ – новий числовий підхід до розв’язку тривимірних крайових задач, має суттєву перевагу – дискретизація в ньому здійснюється не в середині дослідної області, в якій шукається рішення а на її границі. Фундаменти із буро набивних паль є однією із прогресивних конструкцій, яку широко використовують у будівництві. Для збільшення їх несучої спроможності влаштовують розширення в п’ятах паль. Необхідний конкретний аналіз їх ефективності, задача є актуальною. Буро набивні палі показують високу техніко-економічну ефективність, доцільність їх широкого використання, сприяють економії матеріалів і енергетичних ресурсів. В запропонованій моделі використано процедуру крокового навантаження та метод пружних рішень О.А. Ільюшина. В якості критерію переходу роботи ґрунту в пластичний стан залучено критерій Мізеса-ШлейхераБоткіна. Напрацьована методика дозволяє на всіх етапах навантаження отримувати напружено-деформований стан системи «основа-буронабивна паля», який залежить як від інженерно-геологічних характеристик ґрунту, так і від геометрії фундаменту. Впровадження сучасних нових методів розрахунку – один із шляхів здешевлення кошторисних фундаментних конструкцій.