Порівняльний аналіз розрахункових моделей поведінки ґрунту на прикладі моделювання лоткового експерименту
DOI:
https://doi.org/10.26906/znp.2022.58.3081Ключові слова:
вертикальний ґрунтоцементний елемент, ґрунтова основа, осідання, порівняння моделей розрахунку, метод скінченних елементів, лоткове дослідженняАнотація
Наведено графіки залежності «тиск на основу – осідання жорсткого стрічкового штампу» за результатами математичного моделювання та лоткового експерименту при варіативних параметрах армування глинистої основи для визначення впливу армування вертикальними ґрунтоцементними елементами (ҐЦЕ) слабких глинистих ґрунтів в основі стрічкових фундаментів будівель і споруд. Порівняно результати моделювання лоткових випробувань з використанням двох раніше вже апробованих моделей поведінки грунту: ідеальної пружно-пластичної моделі Мора-Кулона та моделі ізотропного ущільнення (зміцнення) Hardening soil model, - методом скінченних елементів (МСЕ) у просторовій (3D) постановці для оцінювання напружено-деформованого стану (НДС) системи «грунтовий масив – ґрунтоцементна основа – жорсткий стрічковий штамп» при використанні різних моделей імітації ҐЦЕ, зокрема, об'ємними грунтовими елементами за моделлю поведінки linear elastic та пальовими елементами, так званими embedded beam. Оцінено різні способи моделювання ҐЦЕ відповідно до можливостей програмного комплексу (ПК) Plaxis 3D Foundation. Визначено найоптимальніші моделі поведінки ґрунту для моделювання роботи ҐЦЕ за умов слабких глинистих ґрунтів. При цьому в якості вихідних параметрів використано наступні характеристики грнту: щільність; модуль деформації; кут внутрішнього тертя; питоме зчеплення; коефіцієнт Пуасона. Доведено коректність результатів ПК Plaxis 3D при застосуванні пружно-пластичної моделі Мора-Кулона та моделі ізотропного ущільнення для аналізу деформованого стану системи «грунтовий масив – ґрунтоцементна основа – жорсткий стрічковий штамп». Рекомендовано для подальшого практичного використання в геотехічній практиці модель Hardening soil model, як більш коректну в лінійній стадії роботи ґрунту, а для моделювання ҐЦЕ використовувати об’ємні елементи, як більш достовірні. Підтверджено ефективність методу армування основ вертикальними ҐЦЕ для поліпшення основ, складених з ґрунтів з низьким модулем деформації
Посилання
EN 1990:2002/A1:2005/AC (2010). Eurocode: Basis of Structural Design. The European Union Per Regulation 305/2011, Directive 98/34/EC, Directive 2004/18/EC
DBN V.2.1-10: 2018. (2018). Bases and foundations of buildings and structures. Main principles. Kyiv: Ministry of Regional Development, Construction, and Housing of Ukraine
Briaud J. (2013). Geotechnical Engineering: Unsaturated and Saturated Soils. Hoboken: John Wiley & Sons
doi.org/10.1002/9781118686195 DOI: https://doi.org/10.1002/9781118686195
Poulos H.G. (2017). Tall building foundation design. Boca Raton: CRC Press
https://doi.org/10.1201/9781315156071 DOI: https://doi.org/10.1201/9781315156071
Cheng Y.M., Law C.W., Liu L. (2021). Analysis, Design and Construction of Foundations. London: CRC Press
doi.org/10.1201/9780429293450 DOI: https://doi.org/10.1201/9780429293450
Zotsenko N, Vynnykov Yu. & Zotsenko V. (2015). Soil-cement piles by boring-mixing technology. Energy, energy saving and rational nature use, 192-253
Denies N., Huybrechts N., De Cock F., Lameire B., Maertens J., Vervoort A., Guimond-Barret A. (2015). Thoughts on the durability of the soil mix material. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg
Vynnykov Yu., Voskobiinyk O., Kharchenko M., Mar-chenko V. (2017). Probabilistic analysis of deformed mode of engineering constructions’ soil-cement grounds. Proc. of the 6th Intern. Scientific Conf. “Reliability and Durability of Railway Transport Engineering Structures and Buildings”, 116
doi.org/10.1051/matecconf/201711602038 DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201711602038
Vynnykov Yu., Aniskin A., Razdui R. (2019). Tray research of the strain state of soil bases reinforced by soil-cement elements under the strip stamp. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(53), 90-97
doi.org/10.26906/znp.2019.53.1898 DOI: https://doi.org/10.26906/znp.2019.53.1898
Hamada J., Yamashita K., Tanikawa T. (2022). Large-scale load tests on bearing capacity of piled raft foundation with grid-form deep mixing walls. Proc. of the 20th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Australian Geomechanics Society, 3301-3306
Chau K. (2013). Numerical Methods. Proc. of the 18th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Paris
doi.org/10.30977/bul.2219-5548.2020.89.0.59 DOI: https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2020.89.0.59
Bull J.W. (2014). Linear and Non-linear Numerical Analysis of Foundations. London: CRC Press
doi.org/10.1201/9781482265958 DOI: https://doi.org/10.1201/9781482265958
Minno M., Persio R., Petrella F. (2015). Finite element modeling of a piled raft for a tall building on cohesionless soil. Proc. of the XVI ECSMGE Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Edinburg
Vynnykov Yu., Razdui R. (2021). The results of modeling the strain state of soil base reinforced by soil-cement elements under strip foundations of the building. Academic Journal. Industrial Machine Building, Civil Engineering, 2(57), 74-81
doi.org/10.26906/znp.2021.57.2588
Chow H.S.W.,& Poulos H.G. (2022). Contribution of superstructure stiffness to building foundation design. Proc. of the 20th Intern. Conf. on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Australian Geomechanics Society, 3205-3209
