АннотацияОб авторахСписок литературы
При расчете зданий и сооружений, взаимодействующих с неравномерно деформируемым основанием, на особенности моделирования неравномерных деформаций основания влияют не столько причины их возникновения, сколько их зависимость от внешней нагрузки на основание. Рассмотрены методы определения неравномерных деформаций основания в сложных инженерно-геологических условиях. Методы можно разделить на аналитические и численные. К аналитическим методам относятся: определение экстремального перемещения или деформации в какой-либо характерной точке основания с последующей линейной или нелинейной аппроксимацией закономерности деформирования основания в окрестностях вышеуказанной точки; определение перемещений или деформаций в ряде точек основания с учетом неоднородности геологического строения, полей распределения напряжений, влажности и температуры. Из существующих численных методов наибольшую популярность получил метод конечных элементов. К недостаткам численных методов следует отнести определенные сложности при учете особых свойств грунтов, а также перемещений, не зависящих от внешней нагрузки на основание. Представлены возможности программного обеспечения для определения жесткостных характеристик основания в системе «основание–фундамент–сооружение» с учетом деформаций, вызванных: частичной распределительной способностью грунта; сдвигом и разуплотнением грунта; неоднородностью грунтового массива в плане и по глубине; особыми свойствами грунта; локальным замачиванием и подработкой. Показано, что разработка программного обеспечения для определения неравномерных деформаций основания, вызванных сложными инженерно-геологическими условиями, с использованием апробированных аналитических методов расчета и последующей передачей результатов в конструкторские системы автоматизированного проектирования по-прежнему является актуальной.
В.В. ЯРКИН1, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
Н.Г. ЛОБАЧЕВА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Н.Г. ЛОБАЧЕВА2, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
1 Донбасская национальная академия строительства и архитектуры (86123, Донецкая Народная Республика, г. Макеевка, ул. Державина, 2)
2 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет(129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)
1. Гарагаш Б.А. Надежность пространственных регулируемых систем «основание–сооружение» при неравномерных деформациях основания. Т. 1. М.: АСВ, 2012. 416 с.
2. Гарагаш Б.А. Надежность пространственных регулируемых систем «основание–сооружение» при неравномерных деформациях основания. Т. 2. М.: АСВ, 2012. 472 с.
3. Нуждин Л.В., Михайлов В.С. Численное моделирование свайных фундаментов в расчетно-аналитическом комплексе SCAD Office // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2018. № 1. С. 5–18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01
4. Lobacheva N., Griniov V. Comparative analysis of calculations of strip foundation, taking into account the influence of adjoined building with different soil models. XXII International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment» (FORM-2019). Москва. 2019. Т. 97. 04006 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199704006
5. Игошева Л.А., Клевеко В.И. Сравнение результатов определения вертикальной осадки ленточного фундамента аналитическим методом и методом конечных элементов в условиях плоской и пространственной задач // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2014. № 3. С. 74–86.
6. Строкова Л.А., Тарек С.С.Т., Голубева В.В., Иванов В. Численное моделирование влияния упрочнения грунтового массива цементно-песчаной инъекцией на деформации основания // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 10. С. 6–17.
7. Егорова Е.С., Иоскевич А.В., Иоскевич В.В., Агишев К.Н., Кожевников В.Ю. Модели грунтов, реализованные в программных комплексах SCAD Office и Plaxis 3D // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 3. С. 31.
8. Peng W. et al. A two-pile foundation model in sloping ground by finite beam element method // Computers and Geotechnics. 2020. Т. 122. 103503. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2020.103503
9. Тер-Мартирсян А.З., Мирный А.Ю., Соболев Е.С. Особенности определения параметров современных моделей грунта в ходе лабораторных испытаний // Геотехника. 2016. № 1. С. 66–72.
10. Калугина Ю.А., Кек Д., Пронозин Я.А. Расчетныe модули деформации грунта согласно национальным стандартам России и Германии // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 7 (75). С. 139–149. DOI: 10.18720/MCE.75.14
11. Антонов В.М., Леденев В.В., Скрылев В.И. Проектирование зданий в особых условиях строительства и эксплуатации. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. 240 с.
12. Кушнер С.Г. Расчет деформаций оснований зданий и сооружений. Запорожье: ООО «ИПО Запорожье», 2008. 496 с.
13. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83*. М., 2016. 220 с.
14. Леденев В.В. Основания и фундаменты при сложных силовых воздействиях (опыты). Т. 3. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017. 400 с.
15. Мангушев Р.А., Карлов В.Д., Сахаров И.И., Осокин А.И. Основания и фундаменты. М.: АСВ, 2011. 394 с.
16. Маскалева В.В., Мухамадиев В.Р. Особенности работы слабых глинистых грунтов // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 6. С. 104–119.
17. Кудашева М.И., Калошина С.В. Параметры модели упрочняющегося грунта в программном комплексе Plaxis // Химия. Экология. Урбанистика. 2017. Т. 1. С. 261–265.
18. Мацеля В.И. Сравнительный анализ параметров конечно-элементных моделей грунтов, полученных численными методами // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2017. № 1 (63). С. 23–31.
19. Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю. и др. Программный комплекс Лира-САПР 2013: Учебное пособие. Киев; Москва: Электронное издание, 2013. 376 с.
20. Гензерский Ю.В., Куценко А.Н., Марченко Д.В. и др. ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к пособию ЛИРА 9.2. Киев: НИИАСС, 2006. 124 с.
21. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. М.: СКАД СОФТ, 2011. 736 с.
22. Тихонюк И., Канев Д., Колесников А. Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D // Веб-сайт компании ЛИРА софт. 2017. https://lira-soft.com/wiki/articles/primenenie-tekhnologiy-bim-pri-raschete-zdaniy-v-usloviyakh-slozhnoy-geotekhnicheskoy-obstanovki-s-p/ (дата обращения 1.12.2022)
23. Сидоров В.Н., Вершинин В.В. Метод конечных элементов в расчете сооружений. Теория, алгоритм, примеры расчетов в программном комплексе SIMULIA Abaqus. М.: АСВ, 2015. 288 с.
24. Yarkin V., Kukhar A. Determination of non-uniform settlements caused by decompression of soil in the excavation. International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2018). СПб. 2018. Т. 245. 08002. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201824508002
25. Fuentes R. Influence of corners in excavations on damage assessment // Geotechnical Research. 2019. № 6 (2). С. 91–102. DOI: https://doi.org/10.1680/jgere.18.00017
26. Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. М.: АСВ, 2016. 392 с.
27. Клепиков С.Н. Расчет сооружений на деформируемом основании. Киев: НИИСК, 1996. 204 с.
28. Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Геотехническое сопровождение развития городов. СПб.: Стройиздат Северо-Запад, Группа компаний «Геореконструкция», 2010. 551 с.
29. Мельников Р.В., Сагитова Р.Х. Калибровка параметров модели Hardening Soil по результатам лабораторных испытаний в программе SoilTest // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2016. № 3 (30). С. 79–83.
30. Yarkin V., Kukhar H., Lobacheva N. Non-linear settlements of shallow foundation. XXII International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment» (FORM-2019). М. 2019. Т. 97. 04034. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199704034
31. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства. М.: АСВ, 2017. 168 с.
32. Яркин В.В. Моделирование системы «Основание–фундамент–сооружение» в сложных инженерно-геологических условиях: Монография. Макеевка: Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, ЭБС АСВ, 2020. 392 c. https://www.iprbookshop.ru/93864.html (дата обращения: 01.12.2022).
33. Robertson P., Cabal C. Guide to cone penetration testing for geotechnical engineering. California, USA: Greg Drillings & Testing, 2015. 143 с.
34. Тер-Мартиросян А.З., Мирный А.Ю., Сидоров В.В., Соболев Е.С. Определение параметров модели Hardening Soil по результатам лабораторных испытаний. Геотехника. Теория и практика: Межвузовский тематический сборник трудов. СПб., 2013. Т. 1. С. 141–146.
35. Орехов В.В. О расчете оснований по деформациям численными методами // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2016. № 1. С. 2–4.
36. Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В., Ермошина Л.Ю. Определение и верификация параметров модели слабого грунта с учетом ползучести // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 6 (117). С. 697–708. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.697-708
2. Гарагаш Б.А. Надежность пространственных регулируемых систем «основание–сооружение» при неравномерных деформациях основания. Т. 2. М.: АСВ, 2012. 472 с.
3. Нуждин Л.В., Михайлов В.С. Численное моделирование свайных фундаментов в расчетно-аналитическом комплексе SCAD Office // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2018. № 1. С. 5–18. DOI: 10.15593/2224-9826/2018.1.01
4. Lobacheva N., Griniov V. Comparative analysis of calculations of strip foundation, taking into account the influence of adjoined building with different soil models. XXII International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment» (FORM-2019). Москва. 2019. Т. 97. 04006 DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199704006
5. Игошева Л.А., Клевеко В.И. Сравнение результатов определения вертикальной осадки ленточного фундамента аналитическим методом и методом конечных элементов в условиях плоской и пространственной задач // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2014. № 3. С. 74–86.
6. Строкова Л.А., Тарек С.С.Т., Голубева В.В., Иванов В. Численное моделирование влияния упрочнения грунтового массива цементно-песчаной инъекцией на деформации основания // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Т. 328. № 10. С. 6–17.
7. Егорова Е.С., Иоскевич А.В., Иоскевич В.В., Агишев К.Н., Кожевников В.Ю. Модели грунтов, реализованные в программных комплексах SCAD Office и Plaxis 3D // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2016. № 3. С. 31.
8. Peng W. et al. A two-pile foundation model in sloping ground by finite beam element method // Computers and Geotechnics. 2020. Т. 122. 103503. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2020.103503
9. Тер-Мартирсян А.З., Мирный А.Ю., Соболев Е.С. Особенности определения параметров современных моделей грунта в ходе лабораторных испытаний // Геотехника. 2016. № 1. С. 66–72.
10. Калугина Ю.А., Кек Д., Пронозин Я.А. Расчетныe модули деформации грунта согласно национальным стандартам России и Германии // Инженерно-строительный журнал. 2017. № 7 (75). С. 139–149. DOI: 10.18720/MCE.75.14
11. Антонов В.М., Леденев В.В., Скрылев В.И. Проектирование зданий в особых условиях строительства и эксплуатации. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2002. 240 с.
12. Кушнер С.Г. Расчет деформаций оснований зданий и сооружений. Запорожье: ООО «ИПО Запорожье», 2008. 496 с.
13. СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01–83*. М., 2016. 220 с.
14. Леденев В.В. Основания и фундаменты при сложных силовых воздействиях (опыты). Т. 3. Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВО «ТГТУ», 2017. 400 с.
15. Мангушев Р.А., Карлов В.Д., Сахаров И.И., Осокин А.И. Основания и фундаменты. М.: АСВ, 2011. 394 с.
16. Маскалева В.В., Мухамадиев В.Р. Особенности работы слабых глинистых грунтов // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. № 6. С. 104–119.
17. Кудашева М.И., Калошина С.В. Параметры модели упрочняющегося грунта в программном комплексе Plaxis // Химия. Экология. Урбанистика. 2017. Т. 1. С. 261–265.
18. Мацеля В.И. Сравнительный анализ параметров конечно-элементных моделей грунтов, полученных численными методами // Вестник Астраханского государственного технического университета. 2017. № 1 (63). С. 23–31.
19. Городецкий Д.А., Барабаш М.С., Водопьянов Р.Ю. и др. Программный комплекс Лира-САПР 2013: Учебное пособие. Киев; Москва: Электронное издание, 2013. 376 с.
20. Гензерский Ю.В., Куценко А.Н., Марченко Д.В. и др. ЛИРА 9.4. Примеры расчета и проектирования. Приложение к пособию ЛИРА 9.2. Киев: НИИАСС, 2006. 124 с.
21. Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможность их анализа. М.: СКАД СОФТ, 2011. 736 с.
22. Тихонюк И., Канев Д., Колесников А. Применение технологий BIM при расчете зданий в условиях сложной геотехнической обстановки в связке программ Revit, ЛИРА 10.6 и PLAXIS 3D // Веб-сайт компании ЛИРА софт. 2017. https://lira-soft.com/wiki/articles/primenenie-tekhnologiy-bim-pri-raschete-zdaniy-v-usloviyakh-slozhnoy-geotekhnicheskoy-obstanovki-s-p/ (дата обращения 1.12.2022)
23. Сидоров В.Н., Вершинин В.В. Метод конечных элементов в расчете сооружений. Теория, алгоритм, примеры расчетов в программном комплексе SIMULIA Abaqus. М.: АСВ, 2015. 288 с.
24. Yarkin V., Kukhar A. Determination of non-uniform settlements caused by decompression of soil in the excavation. International Scientific Conference on Energy, Environmental and Construction Engineering (EECE-2018). СПб. 2018. Т. 245. 08002. DOI: https://doi.org/10.1051/matecconf/201824508002
25. Fuentes R. Influence of corners in excavations on damage assessment // Geotechnical Research. 2019. № 6 (2). С. 91–102. DOI: https://doi.org/10.1680/jgere.18.00017
26. Шулятьев О.А. Основания и фундаменты высотных зданий. М.: АСВ, 2016. 392 с.
27. Клепиков С.Н. Расчет сооружений на деформируемом основании. Киев: НИИСК, 1996. 204 с.
28. Улицкий В.М., Шашкин А.Г., Шашкин К.Г. Геотехническое сопровождение развития городов. СПб.: Стройиздат Северо-Запад, Группа компаний «Геореконструкция», 2010. 551 с.
29. Мельников Р.В., Сагитова Р.Х. Калибровка параметров модели Hardening Soil по результатам лабораторных испытаний в программе SoilTest // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2016. № 3 (30). С. 79–83.
30. Yarkin V., Kukhar H., Lobacheva N. Non-linear settlements of shallow foundation. XXII International Scientific Conference «Construction the Formation of Living Environment» (FORM-2019). М. 2019. Т. 97. 04034. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20199704034
31. Мангушев Р.А., Никифорова Н.С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства. М.: АСВ, 2017. 168 с.
32. Яркин В.В. Моделирование системы «Основание–фундамент–сооружение» в сложных инженерно-геологических условиях: Монография. Макеевка: Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, ЭБС АСВ, 2020. 392 c. https://www.iprbookshop.ru/93864.html (дата обращения: 01.12.2022).
33. Robertson P., Cabal C. Guide to cone penetration testing for geotechnical engineering. California, USA: Greg Drillings & Testing, 2015. 143 с.
34. Тер-Мартиросян А.З., Мирный А.Ю., Сидоров В.В., Соболев Е.С. Определение параметров модели Hardening Soil по результатам лабораторных испытаний. Геотехника. Теория и практика: Межвузовский тематический сборник трудов. СПб., 2013. Т. 1. С. 141–146.
35. Орехов В.В. О расчете оснований по деформациям численными методами // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2016. № 1. С. 2–4.
36. Тер-Мартиросян А.З., Сидоров В.В., Ермошина Л.Ю. Определение и верификация параметров модели слабого грунта с учетом ползучести // Вестник МГСУ. 2018. Т. 13. № 6 (117). С. 697–708. DOI: 10.22227/1997-0935.2018.6.697-708
Для цитирования: Яркин В.В., Лобачева Н.Г. Моделирование неравномерных деформаций основания фундаментов в сложных инженерно-геологических условиях // Жилищное строительство. 2022. № 12. С. 15–25. DOI: https://doi.org/10.31659/0044-4472-2022-12-15-25