Оцінка впливу імпульсного навантаження спричиненого вибухом та ударом на заглиблені захисні споруди та ґрунтове середовище - НОСЕНКО, Віктор; НЕЧИПОРЕНКО, Дмитро (Основи і фундаменти, 2025)
Розрахунок заглиблених у ґрунтове середовище захисних споруд на дію імпульсного навантаження викликаного вибухом або ударом є комплексною проблемою, яка вимагає знання сучасного фізико-математичного апарату опису швидкоплинних процесів деформування різних за міцністю та жорсткістю матеріалів. Для розв’язання задач такого типу сьогодні найчастіше використовують числове моделювання і його результати залежать від коректності створення розрахункової моделі, вибору методу побудови та роботи сітки скінченних елементів, вибору моделей поведінки матеріалів та їх параметрів для ґрунту, бетону, сталевої арматура, що дозволяють описати поведінку споруди та ґрунтового середовища при швидкоплинних і великих деформаціях, а також враховують зміну параметрів матеріалів при імпульсному (короткочасному) впливі у порівнянні з статичними (довготривалими) навантаженнями. В роботі представлені результати оцінки впливу вибуху та удару на заглиблену у грунт захисну споруду виконані у програмному комплексі Ansys/LS-Dyna. Споруда, що аналізувалась є модульною конструкцією яка складається з двох крупнорозмірних залізобетонних елементів, занурена в ґрунтове середовище, в якості якого обраний піщаний ґрунт. При створенні розрахункової моделі заглиблена споруда моделювалась сіткою Лагранжа, а ґрунт, повітря, простір навколо заглибленої споруди та зона вибуху за допомогою сітки Ейлера. Такий підхід дає змогу використати переваги обох методів. Розрахунки на дію впливу вибухової ударної хвилі спричиненої вибухівкою масою 50 кг у тротиловому еквіваленті проводилися для трьох варіантів заглиблення споруди: обсипка ґрунтом товщиною 0,5 м; заглиблення в грунт на 1,0 м та на 1,5 м. Досліджено, що збільшення глибини занурення споруди з 0,5 м до 1 м зменшує тиск, що виникає на поверхні споруди в 20 разів, її переміщення зменшуються в 4 рази, напруження в арматурі зменшуються на 68% та значно менше розміри зони пластичних деформацій. При дослідженні впливу від удару снаряду масою 200 кг, що рухається зі швидкістю 50 м/с під кутом 60° до поверхні ґрунту споруда занурювалась на глибину 0,1 м та 0,5 м. Встановлено, що збільшення глибини занурення споруди знижує ступінь пошкодження заглибленої споруди, кількість пошкоджених ударом зон при збільшені з 0,1м до 0,5м зменшується на 80% тобто ґрунтовий прошарок товщиною 0,5м добре виконує демпфуючу функцію.