СУЧАСНИЙ СТАН ПРОБЛЕМИ КОНТАКТНОЇ ВЗАЄМОДІЇ ГРУНТОВИХ ОСНОВ ТА ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ ПРИ ПРОЕКТУВАННІ АВТОМОБІЛЬНИХ ДОРІГ
DOI:
https://doi.org/10.31649/2311-1429-2025-2-180-188Ключові слова:
дорожні покриття, пластичність ґрунту, числовий метод граничних елементів, дилатансія, несуча спроможність, напружено-деформований стан, нелінійна модель грунтової основи.Анотація
Проблема несучої здатності доріг та грунтових основ, яка до теперішнього часу продовжує залишатися актуальною у зв’язку з ростом об’ємів будівництва доріг, так і промислового та цивільного будівництва і необхідністю проектування надійних і економічних конструкцій доріг та споруд. Оцінка міцності основ, необхідність якої регламентується діючими нормативними документами, проводиться з різною ступінню достовірності на базі використання різних наближених методів, рішень задач теорії граничної рівноваги, а також пружних і пружно-пластичних задач.
В останній час спостерігається тенденція посилення ролі теоретичних досліджень у механіці грунтів. Сучасна методика проектування основ заснована на ідеї, що опір основи має перебільшувати напруження, які в них розвиваються без надмірних запасів міцності. В роботі використано методику для розрахунку контактної взаємодії жорсткого металевого аеродромного покриття з грунтовою основою, виконано порівняння з результатами експериментальних досліджень.
Методика заснована на методі граничних елементів (МГЕ) та дилатансійній моделі нелінійного деформування грунту І. П. Бойка , В. М. Ніколаєвського, (1,2), використано метод О. Іллюшина (3), який базується на використанні лінеарізованої системи розрахункових рівнянь.
Величина напружень визначалась не лише миттєвим значенням деформацій, як це має місце в суцільних середовищах, але і історією винекнення цих деформацій, що враховують нелінійні моделі пластичності. Пружно-пластичному середовищу грунту властива за формулюванням О. Іллюшина “довга” пам’ять, тобто, величина вкладу попередньої історії в даний момент. Прикладне значення математичної теорії пластичності для грунтової основи має бути вище, ніж класична теорія пружності, яка дійсна для грунтів при достатньо низьких рівнях навантажень.
Метою роботи є визначення напружено-деформованого стану дорожного покриття на всьому етапі навантаження. Числовий підхід проілюстровано розрахунками напружено-деформованого стану покриття на кожному кроці навантаження з урахуванням дилатансійних властивостей грунту та використанням пружно-пластичної моделі грунтової основи.
Порівняння результатів числового моделювання за МГЕ з даними експериментальних досліджень (9) свідчать про достатньо добру відповідність цих величин. Прогнозування напружено-деформованого стану дорожного покриття має суттєву практичну цінність.
Посилання
Boyko I.P., Boyandin V.S., Delnik A.E., Kozak A.I., Sakharov A.S., Kiev. Frchiv of Applied Mechanics 62 (1992) s 16-328.
Nikolaevski V.N., Rice I.R. Current topics on the nonelastic deformation of geological materials.– in: High – pressure reince and technology.1979, vol. 2.
Ilyushin O.A. Plasticity. Technical Bulletin.1948. 367p.
Botkin A.I. Investigation of the stress state in loose and cohesive soils. 1939.
Bugrov A.K., Golubiv L.I. Anisotropic soils and foundations of structures. Subsoil. 1993, 245 p.
Nikolaevsky V.N. Mechanics of porous and fractured media. Nedra. 1948. 232 p.
Drucker D.C., Prager W. Soil mechanics and plastic analysis or limit design. Quarterly of Applied Mathematisc. 1952.10. №2.
DBN V.2.3-14: 2006 Transport structures. Bridges and pipes. Rules for design.
V.M. Boyko, I.O. Onopa. On the question of assigning the bed coefficient when calculating rigid airfield pavements. OFMG № 4,1993.
C.A. Brebbia, J.C. F. Telles, L.C. Wroubel. BOUNDARY ELEMENT TECHNIQUES, Theory and Applications in Engineering. New York. 1989.
http://www.mymanual.ru/ebooks/texnicheskaia
Morgun A.S., Met' I. M. , Nitsevich A.V. Computer technologies for calculating foundation structures based on the boundary element method. Monograph: VNTU, 2009. – 162 p.
Mindlin R. D., Force at a point in the interior of a semi-infinite solid, Physics. 7, 195-202 (1936).
Suklie L. Rheoloqical Aspects of Soil Mechanics / WILEY – INTERSCIENCE, A division pf John Wiley & Sons Ltd London, 1945.
Boyko I.P., Sakharov V.O. Stress-strain state of soil massif during construction of new foundations near existing buildings // Foundations and foundations: Interdepartmental scientific and technical collection. – K.: KNUBA. Issue No. 28, 2004. – P. 3-10.
Suklie L. Rheoloqical Aspects of Soil Mechanics / WILEY – INTERSCIENCE, A division pf John Wiley & Sons Ltd London, 1945.
Morgun A.S. Nonlinear problems of soil mechanics / A.S. Morgun // Vinnytsia, VNTU, 2016. – 122 p.
Brebbia C.A. Boundary element tecyniques / Springer - Verlag Nev York, 1984.
Cruse. T.A. Mathematical foundations of the boundary integral equation method in solid mechanics. Report No. AFOSR – TR- 77 – 1002. Pratt and Whiney Aircraft Group. 1977.
Brebbsa C. A. and Walker S. Boundary Tlement Techniques in Engineering. Butterworths. London. 1980.
Telles I.C.F., On the application of the boundary element method to inelastic problems. Ph. D. Thesis , University of Southampton, 1981.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 1
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
