Диссертация (1141525), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Параметр α определяет форму эллипса и зависит откоэффициента бокового давления для нормально-консолидированного грунта, параметрpp- размер полуосей эллипса и зависит от опорного модуля жесткостиmEoed refEoed c cosθ  ζ1 sin θ  , который определяется в основном из компрессионныхrefccosθpsinθиспытаний при давлении равном pref.На рисунке 1.2.8 приведена поверхность текучести, которая соответствует моделиHardening Soil.Рисунок 1.2.8. Поверхность текучести модели Hardening Soil в пространстве главныхнапряженийСледуетотметить,чторассматриваемаямодельучитываетнекоторыеособенности модели Cam-Clay. Разница состоит в том, что Hardening Soil для описаниядеформаций сдвига использует кривые, полученные в ходе лабораторных испытанийгрунтов.Главным преимуществом применения модели грунта с упрочнением является то,что она позволяет учитывать наличие пластических деформаций формоизменения наразличных траекториях нагружения.

Однако она имеет и ряд недостатков. Во-первых,это сложность использования модели при практическом ее применении на реальнойзадаче, во-вторых, перегруженность модели математическими зависимостями.34В последнее время относительно часто используется другая модель, котораяносит название Hardening Soil Small-strain (HSS) – модель грунта с упрочнением прималыхдеформациях.Дляхарактерно,HSSчтопридеформацияхε1  103устанавливается дополнительная гиперболическая зависимость между напряжениями идеформациями. Другими словами можно сказать, что в этой модели модуль сдвигаизменяется нелинейно, но только в области малых деформаций.Ниже приведено уравнение, которое описывает модель HSS:GG011 α,γ(1.2.15)γ 0,722mгде G  секущий модуль сдвига, G0  Gref0 ζ3  c cot θ  ref  начальный модуль сдвига,pccotθγ  угловая деформация, γ 0,722  угловые деформации, при которых секущий модульсдвига составляет 72,2% от начального.На рисунке 1.2.9 приведена графическая интерпретация модели грунта супрочнением при малых деформациях.Рисунок 1.2.9.

Графическая интерпретация модели Hardening Soil Small-strainОсновным недостатком модели HSS является то, что невозможно определитьпараметры этой модели в лабораторных условиях в стандартных лабораториях.1.2.5. Динамические инерционные моделиВ [71] приводится обоснование модели, которая достаточно часто применяется красчету оснований атомных станций [72, 91]. Эта модель получила названиединамической модели линейно деформируемого инерционного основания. В данноймодели не учитывается конечная жесткость фундамента сооружения [36, 44, 45, 46, 47,65].35Для прямоугольного в плане фундамента, который находится на поверхностилинейно деформируемого полупространства, заданного с осредненными динамическимихарактеристиками, определены квазистатические и мгновенные жесткости основания.Все значения приведены в таблице 1.2.1.Таблица 1.2.1.Мгновенные и квазистатические интегральные жесткости основания для фундаментапрямоугольной формы в планеВид движенияКвазистатическая жесткостьМгновенная жесткостьГоризонтальноеcx  0,576k x R ρ G ,поступательное по осиkx  2 1  μ  G Lx Ly β x  Lx Ly Lx LyхRπГоризонтальноепоступательное по осиуВертикальноепоступательное по осиzВращательноеотносительногоризонтальной оси хВращательноеотносительногоризонтальной оси уk y  2 1  μ  G Lx Ly β y  Ly Lx kz G Lx Lykθx kθy 1 μβ z  Lx Ly 2x yGL Lβθx  Ly Lx 1 μ2y xGL Lβθy  Lx Ly 1 μcy  0,576k y R ρ G ,cz  0,85kz R ρ G ,cθx Rθx cθy Rθy 0,3kθx Rθx ρ G,1  Bθx4Lx L3y3π0,3kθy Rθy ρ G,1  Bθy4Ly L3x3π3Вращательноеотносительновертикальной оси z16GRθzkθz ,3Rθz  Lx Ly L  L42x2ycθz kθz I z1  2 I z ρRθ5zЗдесь β x ,β y ,β z ,βθx ,βθy  безразмерные коэффициенты, которые зависят ототношения сторон фундаментной плиты в плане и которые определяются изсоответствующих графиков [71]; Lx , Ly  размеры фундаментной плиты в плане покоординатным осям х и у; R, Rθx , Rθy , Rθz  приведенные радиусы фундаментной плитыпрямоугольной формы в плане при поступательных и вращательных движениях.Описываемую модель предполагается использовать при проведении расчетов наземлетрясение, поэтому в качестве входных параметров характеристик грунтового36основания должны использоваться динамические характеристики, которые могут бытьопределены через скорости распространения сейсмических волн [71].2s3δ 2  4E  ρν,2δ 1(1.2.16)δ2  2μ,2(δ 2  1)(1.2.17)G  ρν 2s ,(1.2.18)где E  динамический модуль деформации, G  динамический модуль сдвига, μ динамический коэффициент Пуассона, δ  ν p ν s ,продольной волны в грунтовом массиве,ν p  скорость распространенияν s  скорость распространения поперечнойволны в грунтовом массиве.Еще одним подходом к расчету систем сооружениеоснование является методика,предложенная А.Г.

Тяпиным. Согласно [85, 86] рассматривается три модели основания:«основание 0» - основание с которым работают изыскатели, «основание 1» - основание,на котором задано воздействие, «основание 2» - основание, на котором будет работатьсооружение. Следующим шагом, согласно данной методики является пересчетвоздействия с «основания 1» к воздействию на открытой отметки подстилающегополупространства (решение обратной задачи инженерной сейсмологии). Далее решаетсяпрямая задача инженерной сейсмологии, то есть осуществляется пересчет воздействияот открытой отметки подстилающего полупространства к свободной поверхности«основания 2».

По итогам работы с введенными моделями формируется горизонтальнослоистая модель основания и пересчитывается сейсмическое воздействие. Затемвыполняется анализ сооружения в отсутствии основания (на защемленном фундаменте).Поэтапно происходит построение диагональной матрицы динамической инерции. Наследующемэтапеосуществляетсяпересчетопределенногонапервомэтапесейсмического воздействия к сейсмическим нагрузкам на неподвижный фундамент.После чего фиксируются колебания жесткого фундамента под сооружением, которыезатем предаются на рассматриваемую надфундаментную конструкцию.371.2.6. Достоинства и недостатки моделей основания при расчете наземлетрясениеТаблица 1.2.2.Достоинства и недостатки моделей основания при расчете на землетрясениеНазвание моделиМодельКулонаПреимущества1)Данныеразличныхтеоретическихиэкспериментальныхисследованийпоказалидостаточно точные результаты,полученныедлясложныхМоранапряженно-деформируемыхсостояний реальных грунтов.2)Простотаназначенияпараметров, которые можнонайти в любом отчете поинженерно-геологическимизысканиямНедостатки1)Должнавыполнятьсяшестикратная проверка накаждом этапе итерационногопроцесса.

2) Для данноймоделихарактерныдополнительныетрудностичисленнойреализацииалгоритмовтеориипластического течения, чтопроисходит из-за кусочнолинейного вида поверхноститекучести.3)Деформации,которыенаходятся внутри предельнойповерхности,являютсяупругимииобратимыми,поэтому модель ограничиваетуровень напряжений сдвига иненамногодополняетлинейную модель1) Отсутвие большого числа1) Наличие нерегулярной точкиМодель Друккера- нерегулярных точек и какв вершине пирамиды ДруккераПрагераследствиегладкийвидПрагераповерхности текучести1) Некорректное описаниесдвиговых деформаций грунта.1)Простыеразрешающие 2) Численные результаты плохоШатроваямодель уравненийисравнительно согласуютсясреальными(Cam Clay)небольшое количество входных данными, полученными в ходепараметровиспытаний грунтов1) Сложность использованиямодели при практическом ееМодельсприменении на реальной задачеупрочнением1) Позволяет учесть наличие 2) перегруженность модели(Hardening Soil) и ее пластическихдеформаций математическимимодификацияформоизменения на различных зависимостями(HardeningSoil траекториях нагружения3) Невозможно определитьSmall-strain)параметры этой модели влабораторныхусловияхвстандартных лабораториях.Как показывают проведенные исследования при решении задач с помощьюпрямого нелинейного динамического метода с интегрированием уравнений движения по38явной схеме (см.

п. 1.1), целесообразно использовать модель грунтового основанияМора-Кулона, так как она является наиболее устойчивой и стабильной при решениизадач численными методами.1.3. Основные положения теории надежности и теории вероятностей1.3.1. Вероятностный анализ метода предельных состоянийНевозможно точно сказать где, когда, какой интенсивности и с какимипараметрами произойдет землетрясение. Сейсмическое воздействие является ярковыраженным нестационарным случайным процессом.

Одновременно с этим основныепараметры грунта основания (модуль деформации, угол внутреннего трения, удельноесцепление) также обладают большой изменчивостью. Д.Н. Соболев рассматривалгрунтовое основание упругим, статически-неоднородным (в плане, по высоте), скоэффициентамипостели,которыеявлялисьслучайнойфункциейкоординатрассматриваемого массива грунта [43, 76].Любое состояние системы (элементов конструкции, всей конструкции в целом,грунтового основания) в процессе эксплуатации характеризуется некоторым известнымчислом независимых параметров. Одни параметры определяют прочность материалов,следующие – нагрузки, которые действуют на эту систему, и в особую группупараметров выделяют параметры, характеризующие разницу между действительнойработой, например, конструкции, и реакцией на заданную нагрузку принятой расчетнойсхемы.Зная функцию работоспособности g ( x1 , x2 ,..., xn ) можно составить уравнениеграницы области допустимых состояний рассматриваемой системы [48, 67, 69]:g ( x1, x2 ,..., xn )  0(1.3.1)Параметры с обозначением «» будем называть случайными величинами.Как и при решении обычных задач, в вероятностных задачах присутствуютпараметры, которые относятся только к свойствам грунта или конструкции (системы)либо которые определяют внешнее воздействие.

Характеристики

Список файлов диссертации