Дисертацію присвячено питанням вирівнювання безкаркасних будівель у складних гірничо-геологічних умовах. Розроблено конструкції з термопластичними елементами з асфальтобетону для вирівнювання житлових будівель висотою до дев'яти поверхів. Опрацьовано інженерні методи розрахунку тривалої міцності конструкції з асфальтобетонними елементами, що базуються на численному інтегруванні рівнянь граничної рівноваги зв'язно-сипкого середовища. Виконано комплекс експериментальних досліджень короткочасної і тривалої міцності конструкцій із термопластичними елементами з асфальту. Досліджено закономірності термопластичного осідання конструкцій з асфальтобетонними елементами під час однобічного нагріву їх за допомогою електронагрівачів. Виконано перевірку працездатності пропонованих конструкцій із асфальтобетонними елементами в умовах натурних експериментів.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання впливу анізотропних властивостей грунтів на напружено-деформований стан основи та їх урахування для удосконалення розрахунку осідання основ стрічкових фундаментів. Експериментальними польовими випробуваннями встановлено залежність деформаційної анізотропії грунтів від пористості, показника текучості та генезису. Вперше отримано розв'язання задачі про розподіл напружень в основі стрічкових фундаментів з урахуванням властивостей деформаційної анізотропії та інших характеристик грунтів.

  Скачати повний текст

Висвітлено питання проблем захисту безкаркасних будинків, що експлуатуються за умов нерівномірних деформацій основи. Розроблено конструкції підсилення фундаментів безкаркасних будинків, сполучених з відмощенням, які реалізують принцип трансформації контактних тисків, що діють на підошву фундаменту. Запропоновано методику розв'язання контактної задачі для стрічкового фундаменту, що забезпечує взаємодію з основою, яка нерівномірно деформується, у разі виникнення в ній локальних зон зсувів. Наведено методики проектування конструкції підсилення стрічкового фундаменту, а також розрахунку фундаментів, підсилених розробленою конструкцією. Здійснено програмну реалізацію запропонованих методик.

  Скачати повний текст

Досліджено напружено-деформований стан шаруватої грунтової основи (у тому числі з шарами, що мають реологічні властивості у водонасиченому стані) під час дії на неї зовнішнього навантаження від фундаментів. Розроблено методику розрахунку середніх осадок. На підставі експериментальних досліджень у спеціальному лотку з круглими металевими штампами площею 100 та 200 см2 досліджено особливості згущення одно-, дво- та тришарової основи, представлені зв'язними та незв'язними грунтами у водонасиченому стані. За допомогою тривалих компресійних випробувань встановлено реологічні властивості зв'язних грунтів шарової основи. У межах загальних засад теорії пружності аналітичним шляхом визначено напруги та пересування в шаровій основі. По-перше, отримано розв'язок для випадку, коли до верхньої межі основи прикладено окремим способом розподілену напругу. По-друге, розв'язок застосовано до напруги, розподіленій на заданій площині. Проведено порівняльний аналіз розподілення напруг і пересувань у шаруватій та однорідній основах, який виявив їх суттєву розбіжність. За результатами експериментальних досліджень і теоретичного аналізу розроблено практичні рекомендації щодо розрахунку середніх осадок фундаментів на грунтовій шаруватій основі.

  Скачати повний текст

На базі узагальненого закону Дарсі - Герсеванова побудовано математичну модель задачі фільтраційної консолідації грунтів з урахуванням переносу солей. Встановлено існування та єдність розв'язку відповідної першої крайової задачі в одновимірному випадку. З використанням методів скінченних різниць та скінченних елементів отримано чисельні розв'язки одно- та двовимірних задач в області з фіксованими межами та задачі консолідації тіла грунтової греблі з вільною рухомою поверхнею з урахуванням переносу солей. Проведено числові експерименти та їх аналіз з розрахунку поля напорів і поля концентрації сольового розчину з урахуванням нормальної та аномальної осмотичних фільтрацій, а також залежності коефіцієнтів фільтрації та конвективної дифузії від концентрації солей у грунтових водах.

  Скачати повний текст

Вивчено напружено-деформований стан (НДС) фундаментів із кільцевою формою підошви, розроблено методики розрахунку стабілізованих осідань. З використанням теорії пружності визначено напруги та деформації основ фундаментів із кільцевою формою підошви. Отримано точне розв'язання задачі про напружено-деформований стан грунтової основи в межах моделі лінійної пружності ізотропного середовища, а також точні розв'язки задачі про напружено-деформований стан грунтової основи в межах: моделі лінійного пружного водонасиченого ізотропного, моделі спадково пружного ізотропного та моделі водонасиченого спадково-пружного ізотропного середовищ.

  Скачати повний текст

Досліджено напружено-деформований стан фундаментів на палях разом з будівлею з урахуванням впливу просадних грунтів великої товщі. Обстежено значну кількість будівель з фундаментами на палях, встановлено причини їх виникнення. На підставі аналізу напружено-деформованого стану системи будівля - палі - просадний грунт вивчено вплив на палі локальної обводненої зони просадного грунту. Розрахунок виконано з використанням методу кінцевих елементів у плоскій та просторовій постановці. Розроблено методику комплексного дослідження деформованих будівель за умов просадних грунтів, що дозволяє визначити причини деформування та здійснити вибір способів підсилення будівлі.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено формування вирви осідання навколо жорстких штампів на шаруватих грунтах і на цій основі встановлено взаємний вплив фундаментів на деформації їх основ. Виявлено, що взаємовплив фундаментів залежить від текстурних особливостей їх основ, визначено особливості утворення вирви осідання в різних за зв'язністю грунтах і за умови шаруватої основи. Запропоновано методику розрахунку вирви осідання та взаємного впливу суміжних фундаментів на деформації їх основ. Встановлено закономірності формування вирви осідання і взаємного впливу фундаментів на осідання їх основ: якщо у верхній частині шаруватої основи залягає щільний грунт, то істотний взаємовплив спостерігається за умови відстані між штампами в 1,0 b, (b - ширина штампа); якщо верхній шар складений слабким грунтом у пластичному стані, взаємовплив істотний за умови відстані між штампами в (0,5 - 0,75) b.

  Скачати повний текст

Розроблено методику експериментального дослідження формування воронки осідання навколо твердих штампів різних видів, встановлено взаємний вплив близько розташованих моделей фундаментів. З'ясовано особливості утворення осадової воронки у різних щодо зв'язності грунтах для моделей різних видів фундаментів, що дозволило визначити їх взаємний вплив за умов пружного півпростору. Запропоновано методику розрахунку воронки осідання та взаємного впливу близько розташованих фундаментів різних видів на деформації їх основ за умов пружного напівпростору.

  Скачати повний текст

Проведено експериментально-теоретичне дослідження формування воронки осідання навколо твердих штампів різної форми підошви за умов лінійно-деформівного шару. Встановлено взаємний вплив фундаментів на деформацію їх основ. Виявлено, що форма підошви жорсткого штампа (моделі фундаменту), вид грунту та товщина пружного шару впливають на формування та розміри воронки осідання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Наведено нову реалізовану модифікацію моделі нелінійного деформування професора І.П.Бойка з дилатансійною умовою В.М.Ніколаєвського, що дозволяє врахувати залежність критерію міцності грунту від виду напруженого стану, структурну міцність та ефект розвантаження, які є важливими під час розв'язання задач прибудови. На базі моментної схеми методу скінченних елементів для ефективного розв'язання задач, з використання тензорних рядів розроблено нові скінченні елементи, які забезпечили підвищену збіжність результатів розрахунків. Здійснено порівняльні числові експерименти взаємодії інженерних конструкцій з основою та досліджено вплив структурної міцності на формування меж стисненої зони, особливості взаємодії пальових фундаментів і захисних конструкцій з грунтовим середовищем, а також влаштування котлованів прибудови. На підставі аналізу двовимірних і тривимірних досліджень взаємодії елементів системи "існуючий будинок - основа - фундамент - надземні конструкції" з урахуванням влаштування котловану та поступового зведення прибудови показано необхідність здійснення нелінійних тривимірних розрахунків задач прибудови. Запропоновано методику проведення інтегрування розрахункових задач.

  Скачати повний текст

Розроблено феноменологічну пружно-пластичну модель грунту, яка дозволяє описувати його стан у разі широкого діапазону часу дії наванажень, характерних для влаштування та роботи ущільнених основ. Зазначено, що параметри моделі встановлюються інтерпретацією нормативних випробувань грунту. Уперше для одночасного розв'язання задач про напружено-деформований стан (НДС) основ у процесі утворення фундаментів ущільнення за різними технологіями (вдавлювання, розкочування, забивання, витрамбовування) та наступної роботи цих фундаментів, зокрема межового стану за грунтом. Розроблено алгоритм числового розв'язку, на базі якого створено програмний комплекс "PRIZ-Pile" дя ПЕОМ, що реалізує метод кінцевих елементів у фізично та геометрично нелінійній постановці. Запропоновано класифікацію методів впливу на грунт у разі влаштування фундаментів ущільнення, що дає змогу вибрати режим випробувань грунту під час визначення його вихідних параметрів для моделювання НДС ущільнених основ, що створюються за різноманітними технологіями. Здійснено комплексні розрахунково-теоретичні та експериментальні дослідження НДС штучних основ і фундаментів ущільнення, створених за різними методами впливу на грунт за умов їх улаштування та роботи. Проаналізовано процеси зміни НДС масивів, що мають місце у процесі створення фундаментів і штучних основ з ущільненням грунту та їх наступної роботи, зокрема утворення зон грунту зі змінними властивостями навколо фундаментів. Запропоновано нові ефективні конструкції, обладнання та способи зведення фундаментів ущільнення, а також методики їх проектування. Виконано та проаналізовано багаторічні спостереження за осіданнями будівель і споруд на фундаментах ущільнення.

  Скачати повний текст

Уперше запропоновано та створено у аспекті вирішення проблеми систем автоматичного програмного регулювання (САПР) нову універсальну, адекватну й ефективну математичну модель нелінійного деформування складних просторових систем споруд, базуючись на єдиному експоненціальному законі деформування матеріалів конструкцій і грунтів. Створено у складі сучасного програмного забезпечення САПР загальний автоматичний метод нелінійного розрахунку з використанням методу скінченних елементів, суперелементів і методу послідовного навантаження складних просторових систем споруд з урахуванням критеріальних параметрів, що повною мірою характеризують особливий стан та еволюцію статичного процесу у всьому діапазоні силових і деформаційних навантажень. На підставі результатів, одержаних завдяки здійсненню комплексу числових досліджень, виявлено суттєві ефекти з урахування фактора нелінійності взаємодії споруди та основи на якісні та кількісні оцінки параметрів, що дозволяє багаторазово знижувати напруження у системі та здійснювати прогноз стосовно змін структури статичних станів у всьому діапазоні навантажень. Установлено загальні закономірності розподілу напружень і деформацій у просторовій системі споруда - основа за різних комбінацій моделей і режимів навантажень, що дозволяє одержати оптимальні проектні рішення.

  Скачати повний текст

Удосконалено методи розрахунку основ існуючих будівель і споруд за умов щільної міської забудови. На базі ідеально пружно-пластичної моделі грунту за умов пласкої деформації з залученням методів скінченних елементів і початкових напружень визначено напружено деформований стан основ, зокрема нерівномірність додаткових осідань. Проведено математичне моделювання процесу функціонування основ фундаментів існуючих будівель і споруд за умов щільної забудови та виконано зіставлення одержаних результатів з даними натурних спостережень та розрахунками за існуючими нормами. Доведено достовірність та ефективність даного підходу для розрахунку деформації основ фундаментів будівель. Досліджено вплив таких чинників, як довжина консолей фундаментів нових будівель і наявність захисних споруд та їх основних параметрів (жорсткості, висоти, анкерування та лідирування) на додаткові осідання існуючих будівель. На підставі розрахункових досліджень показано ефективність конструктивних рішень основ за умов щільної міської забудови - влаштування консолей, захисних стін, пальових фундаментів. Розроблено методику розрахунку нерівномірності осідань основ стрічкових фундаментів існуючих будівель від впливу новобудов і доведено її достовірність для прогнозування появи ушкоджень у конструкціях існуючих будівель.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Для основи було використано модельний матеріал, дрібний пісок і суглинок різної консистенції. Розроблено методику та проведено експерименти, на підставі результатів яких вивчено особливості розвитку крену жорсткого фундаменту на водонасиченій основі, показано можливість використовування модельного матеріалу для дослідження деформації грунтових основ. Теоретично досліджено закономірності розвитку у часі крену фундаментів споруд на водонасиченій основі, зокрема з прямокутною формою підошви у рамках розрахункової схеми пружного напівпростору. Здійснено розрахунки залежності крену фундаментів на водонасиченій основі від часу за різних співвідношень товщини основи, розмірів сторін і значень коефіцієнта Пуассона грунтового скелета. За вищого значення цього коефіцієнта швидше завершується процес фільтраційної консолідації основи та відбувається стабілізація крена фундаменту.

  Скачати повний текст

Розроблено практичні рекомендації щодо випробування грунтів з метою визначення просідання та здійснення розрахунку лесових основ на території хімічних підприємств.

  Скачати повний текст

На підставі аналізу показника гнучкості за Горбуновим - Посадовим доведено, що з розмірами фундаменту він взаємозв'язаний залежностями - експоненціальною у випадку балочних і поліноміальною другого порядку у випадку плитних фундаментів, за цього точність апроксимації одержаних графіків підтверджує наявність функціональної залежності. З використанням методу скінченних елементів (МСЕ) доведено, що вплив слабкого шару на зміну напружень і переміщень основи практично припиняються у випадку, коли шар заходиться нижче мінімальної ізолінії напружень від активного навантаження фундаменту. Розширено застосування показника гнучкості за Горбуновим - Посадовим під час дослідження напружено-деформованого стану шаруватих основ за допомогою МСЕ. Розвинуто пружно-пластичну модель шару кінцевої товщини для випадку шаруватих основ, а також удосконалено процес дослідження основ за взаємодії з транспортними спорудами.

  Скачати повний текст

Досліджено зсувні процеси на зсувонебезпечних територіях і основні фактори, які формують їх напружено-деформований стан з використанням моделі пружно-пластичного деформування грунтів, яка базується на дилатансійній теорії В.М.Николаєвського, неасоційованому закону деформування та модифікованому критерію пластичності Мізеса - Шлейхера - Боткіна, запропонованого проф. І.П.Бойко. Розроблено методику числового моделювання напружено-деформованого стану грунтового масиву зсувонебезпечної території, яка передбачає використання модуля пружності грунтів, значення якого визначається за гілкою розвантаження випробуваннями грунтів, і модуля загальних деформацій, зміна яких зумовлюється відповідними значеннями структурної міцності. Розв'язано задачі впливу гідрогеологічних умов, додаткового навантаження від будинків на бровці схилу, екскавації грунту у підніжжі схилу з використанням розрахунково-програмного комплексу "VESNA", орієнтованих на розв'язок тривимірних нелінійних задач. Шляхом виявлення та фіксації локальних зон розвитку пластичних деформацій підтверджено запропоновану гіпотезу пошуку положення та форми потенційної поверхні ковзання. На експериментальному майданчику в м.Києві організовано довготривалі інструментальні спостереження за розвитком зсувних процесів, проведено випробування зразків грунтів непорушеної структури.

  Скачати повний текст