автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Метод расчета устойчивости однородного откоса как основания сооружения

На правах рукописи

/|г

Ерещенко Татьяна Владимировна

МЕТОД РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ОДНОРОДНОГО ОТКОСА КАК ОСНОВАНИЯ СООРУЖЕНИЯ

Специальность: 05.23.02 - Основания и фундаменты, подземные сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2006

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Богомолов Александр Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Цветков Владимир Константинович

доктор технических наук, доцент Скибин Геннадий Михайлович

Ведущая организация Кубанский государственный

аграрный Университет

Защита состоится «7» декабря 2006 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.026.01 в ГОУ ВПО Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, 1, ауд. Б-203

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан « 1 » ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Кукса JI.B.

Актуальность темы диссертационной работы. Бурный рост объемов строительства жилья и производственных зданий в последние годы обусловил острый дефицит территорий пригодных для этих целей.

В качестве строительных площадок нередко используются территории непосредственно примыкающие к действующим оползням или расположенные на береговых склонах рек, откосах оврагов, балок и т.д. Примером этого может служить город Волгоград, где активно начинает застраиваться территория, расположенная на правом высоком берегу р. Волга.

Если рассмотреть нагрузку от строящегося здания, то ее эпюру можно представить в виде трапеции с постоянно меняющейся в процессе строительства величиной отношения боковых сторон так как возведение сооружения ведется захватками.

Совершенно очевидно, что величина т|, при всех прочих равных условиях, будет оказывать влияние на напряженно-деформированное состояние грунтового откоса, а значит, и на его устойчивость.

Состояние откоса напрямую влияет на состояние возводимого на нем сооружения, так как по существу и сути откос является его основанием.

Поэтому задача расчета устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, является актуальной.

Целью диссертационной работы является создание инженерного метода расчета величины коэффициента устойчивости однородного откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, (геометрически сложного наклонного основания сооружения) на основе анализа напряженно-деформированного состояния грунтового массива методами теории функций комплексного переменного и формализация разработанного метода в компьютерную программу.

Для достижения поставленной в диссертационной работе цели необходимо:

1. Обосновать необходимость решения задачи о расчете устойчивости однородного нагруженного откоса на основе анализа его напряженно-

деформированного состояния.

2. Установить и обосновать пределы изменения параметров, оказывающих влияние на величину коэффициента устойчивости нагруженного откоса.

3. Показать все достоинства применения методов теории функций комплексного переменного для анализа напряженно-деформированного состояния и вычисления величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса и обусловленные этим преимущества.

4. Определить коэффициенты отображающей функции, совершающей конформное отображение нижней полуплоскости на полуплоскость с трапециевидным вырезом, имеющим различные значения отношения высоты выреза к его основанию и углы наклона его боковых сторон. Обосновать и отработать вид расчетной схемы.

5. Провести компьютерное моделирование процесса разрушения однородного откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки. На основе его результатов построить графические зависимости величины коэффициента устойчивости откоса от физико-механических свойств грунта, его геометрических параметров и интенсивности внешнего воздействия. Провести математическую аппроксимацию полученных зависимостей. Численные значения коэффициентов аппроксимирующих выражений составят базу данных при работе над компьютерной программой.

6. Создать и апробировать компьютерную программу, позволяющую вычислять величину коэффициента устойчивости нагруженного откоса для всех возможных сочетаний численных значений физико-механических свойств грунтов, его геометрии и интенсивности внешнего воздействия, рассмотренных в настоящей работе.

7. Провести сопоставление результатов компьютерного моделирования с результатами экспериментальных исследований.

Достоверность результатов исследований, выводов и рекомендаций диссертационной работы обусловлены:

1. Теоретическими предпосылками, опирающимися на фундаментальные положения теории функций комплексного переменного, теории упругости, пластичности, механики грунтов и инженерной геологии.

2. Удовлетворительной сходимостью результатов моделирования процесса разрушения моделей откосов из эквивалентных материалов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки, с результатами теоретических исследований.

Научная новизна диссертационной работы:

1. Для анализа напряженно-деформированного состояния и расчета величины коэффициента устойчивости однородного нагруженного откоса использована методика, основанная на аналитическом решение первой основной задачи теории упругости методами теории функций комплексного переменного.

2. Получены зависимости величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса от физико-механических свойств грунта, геометрических параметров откоса и интенсивности внешнего воздействия. Проведена их математическая аппроксимация.

3. Разработан инженерный метод расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, адекватно учитывающий большинство факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние объекта. Составлена соответствующая компьютерная программа.

Практическая значимость работы. Диссертационная работа является частью научных исследований, проведенных на кафедрах «Строительные конструкции, основания и надежность сооружений» и «Информатика и вычислительная математика» ВолгГАСУ в 2001-2006г.г.

— Полученные в процессе работы над диссертацией зависимости и составленная на их базе компьютерная программа, могут быть использованы для: • определения геометрических параметров откосов и степени их устойчивости на этапе проектирования;

• прогноза поведения сооружений, возведенных на откосах и склонах, вследствие изменений физико-механических свойств грунта, обусловленных различными природными и техногенными явлениями.

• проверки степени устойчивости нагруженных откосов при проведении работ, связанных с изменением его профиля.

• проведения учебных занятий (курсового и дипломного проектирования) на соответствующих кафедрах строительных вузов.

Апробация работы. Основные результаты данной диссертационной работы докладывались, обсуждались и опубликованы в материалах ежегодных научно-технических конференций ВолгГАСУ (2001-2006 гг.); Международной научно-технической конференции «Опыт строительства и реконструкции зданий на слабых грунтах» (Архангельск, 2003г.); Международной научно-технической конференции по проблемам механики грунтов и транспортному строительству (Пермь, 2004г.); IV Международной научно-технических конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2005г.); III Международной научно-технической конференции «Городские агломерации на оползневых территориях» (Волгоград, 2005г.); Волгоградском центре научно-технической информации (2003-2006 гг.); научно-методических семинарах кафедры информатики и вычислительной математики ВолгГАСУ (2001-2006г.г.). Личный вклад автора заключается в:

• определении коэффициентов отображающей функции и построении расчетных схем для решения задач методом теории функций комплексного переменного;

• проведении компьютерного моделирования процесса разрушения откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, анализе и обобщении его результатов;

• разработке алгоритма расчета величины коэффициента устойчивости однородного грунтового нагруженного откоса, в зависимости от физико-механических свойств грунта, его геометрических параметров и величины интенсивности внешнего воздействия, формализации этого алгоритма в компьютерную программу;

• проведении экспериментальных исследований на моделях из эквивалентных материалов, сопоставительных расчетов и обработке и обобщении их результатов.

На защиту выносятся:

1. Результаты компьютерного моделирования процесса разрушения однородного грунтового откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки и построенные на их основе соответствующие графические зависимости.

2. Выявленные закономерности изменения величины коэффициента устойчивости откоса, как сложного грунтового основания, в зависимости от изменения физико-механических свойств грунта, геометрических параметров объекта и величины интенсивности внешнего воздействия.

3. Инженерный метод, формализующая его компьютерная программа и соответствующая база данных, позволяющие вычислять значения величины коэффициента устойчивости откоса, как сложного грунтового основания, для любого реального сочетания численных значений переменных параметров, рассмотренных в настоящей работе.

Результаты научных исследований внедрены:

При проведении экспертной оценки возможности эксплуатации зданий ООО НПФ Инженерным центром «Югстрой» и в учебном процессе кафедры СКОиНС ВолгГАСУ при проведении курсового и дипломного проектирования.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 11 научных статьях, одна из которых в издании, рекомендованном ВАК (в списке публикаций отмечена значком *).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений общим объемом 193 страницы, включает в себя 58 рисунков и 54 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность коллективу кафедры «Информатика и вычислительная математика» Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета за оказанную помощь и поддержку и Заслуженному работнику высшей школы РФ, Советнику РААСН, доктору технических наук, профессору А.Н.Богомолову за ценные советы, замечания и помощь, оказанную автору во время работы над диссертацией.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы. Здесь же сформулирована цель работы и определены основные этапы ее достижения, указаны научная новизна, степень апробации, практическая значимость и выносимые на защиту положения, представлены данные о ее практическом внедрении.

Первая глава диссертационной работы посвящена анализу наиболее часто используемых на практике методов расчета устойчивости откосов.

Научные исследования, связанные с созданием и совершенствованием методов расчета устойчивости откосов, в том числе и как оснований сооружений, проводили в разные годы многие отечественные и зарубежные ученые. Это ДМ. Ахпателов, А.Н. Богомолов, JI.K. Гинзбург, М.Н. Гольдпггейн, А.М. Демин, А.Г. Дорфман, Е.П. Емельянова, Г.С. Золотарев, H.H. Маслов, JI.P. Ставницер, З.Г. Тер-Мартиросян, Р.Р. Чугаев, В.К. Цветков, H.A. Цытович, И.В. Федоров, К.Ш. Шадунц, Г.М. Шахунянц, А. Аззоус, А. Бишоп, Н. Моргенштерн, К. Терцаги, Р. Пек, Н. Янбу, Г.П. Чеботарев и другие.

Анализ наиболее часто применяющихся расчетных методов показал, что при расчете устойчивости одних и тех же объектов этими методами получаемые результаты значительно отличаются друг от друга.

Считаем, что наиболее адекватно реальным условиям отвечает методика, основанная на решение первой основной задачи теории упругости для весомой полуплоскости с трапециевидным вырезом на ее горизонтальной границе, методами теории функций комплексного переменного, и способе построения наиболее вероятной поверхности разрушения и вычисления величины коэффициента устойчивости, которые предложены проф. А.Н.Богомоловым и проф. В.К.Цветковым.

. Эта методика свободна от допущений о том, что форма и положение поверхности разрушения заранее известны; призма обрушения разбивается на вертикальные абсолютно твердые отсеки, не контактирующие друг с другом, либо контактирующие в точке, положение которой определяется из до-

полнительных условий; внешняя нагрузка суммируется с весом отсеков, в пределах которых она расположена, и не оказывает влияния на НДС соседних отсеков и откоса в целом; равнодействующая веса отсека и вертикальной составляющей внешней нагрузки раскладывается на касательную и нормальную к основанию отсека составляющие, которые участвуют в дальнейшем расчете (т.е. вертикальное напряжение учитывается весьма приблизительно, а горизонтальные и касательные - вовсе игнорируются); откос считается полубесконечным: влияние подошвы на его напряженно-деформированное состояние не учитывается; величина коэффициента бокового давления грунта не входит в число расчетных параметров и т.д.

Во второй главе диссертационной работы сначала отыскиваются коэффициенты отображающей функции, которая для решения поставленной в работе задачи принята в виде

z = c> = C0+CC-Z, , (1)

где: z = x + i-у; С, = £ + /• rj; Со", С; Сгм - любые, в том числе и комплексные коэффициенты, а и Ъ - действительные числа, ¿>0.

Коэффициенты отображающей функции чаще всего определяют подбором. Нами для этих целей использована методика «плавающих точек», предложенная проф. В.К.Цветковым, и используемая им при конформном отображении исследуемой области на внешность (внутренность) единичного круга.

Для этого составлена и решена в среде MathCAD система нелинейных уравнений, реализующая методику «плавающих точек» (111). Оказалось, что граница шаблона (сплошная линия) и границы областей, соответствующих коэффициентам функции (1), найденным при помощи методики ПТ и подбором (обозначены пунктиром и точками), практически совпадают (см. рис. 1).

В табл. 1 приведены численные значения коэффициентов отображающей функции (1), найденные подбором (числитель) и методом ПТ (знаменатель), которые использованы в диссертационной работе.

Как видно, граница полуплоскости при отображении получается лекальной, гладкой. Это обуславливается тем, что отображающая функция

должна быть голоморфной, т.е. дифференцируемой в каждой точке нижней полуплоскости.

о ¿} I - ¡3- —is—i— 1 ® s

s> ^jT ! -Ч--iA :| с

i . JL . 1 5 I ! ................i................i.............

О ОД,Х1(1),х 5

Рис. 1. Заданная граница области-шаблона (1), границы областей, соответствующих коэффициентам отображающей функции, найденным при помощи методики ГТТ (2) и подбором (3)

Таблица 1

c, c, c7 Q c„

15° 0.8 2.723 -1.8 3.907 =6 4.929 -13 3.453 -26 0 -10 0

20° 0.91 2.527 -1.9 2.782 4.571 -16 7.26 -33 -0.908 0 0

25° 0.601 2.031 -3.805 -2.49 -9.0 -16.756 -16.0 -28.923 -33 -14.856 0 0

30° 0.735 2.207 -4.96 -1.883 -19.39 -21.889 -25.18 -59.553 -5.55 -61.572 -Jl 0

35° 0.96 2.147 -4.8 -2.74 -19.2 -27.169 -25.0 -76.162 -4.2 -83.043 0 0

В реальных условиях при планировке строительных площадок получа-

ются прямолинейные контуры откосов. Для максимального учета влияния гравитационных сил используем прием «догрузки» криволинейного контура, обеспечиваемого функцией (1), до соответствующего прямолинейного контура, состоящего из отрезков прямых линий.

На рис. 2 в качестве примера изображена правая половина такой полуплоскости с трапециевидным вырезом, угол наклона боковой стороны которого к горизонту составляет р = 35°.

Для того, чтобы «достроить» этот контур до прямолинейного, на участках АВ и ВС прикладываем две вертикальные распределенные нагрузки конечной ширины, интенсивность которых изменяется по закону

ц(х) = (-1.46 + 0.75* - ОЛОЗх2) • (2)

Численные значения граничных интенсивностей этих нагрузок в безразмерных единицах (q/pgh, где q — интенсивность нагрузки, р — плотность грунта, g — ускорение свободного падения, И — глубина выреза) приведены в табл. 2 для пяти значений угла р.

Таблица 2

р Ширина основания Ь Координаты граничных точек Значения интенсивностей

*2 Хъ Яу Яг Яг

15° 0.68 2.22 3.28 8 0 0.58 0.1

20° 0.53 1.6 3.22 10 0 0.32 0

25° 0.41 1.44 2.38 5.06 0 0.24 0

30° 1.0 2.16 2.91 4.7 0 0.18 0

35° 0.77 1.6 2.41 4.06 0 0.245 0.07

На рис. 3 в качестве примера изображены эпюры безразмерных (в долях ^К) компонент полного напряжения <тг и о*, действующих вдоль прямых АБ и 1Ш однородных изотропных полуплоскостей с криволинейными границами при Р=35° и р=15° (пунктир — без догрузки контура до прямолинейного, сплошная линия с соответствующей пригрузкой).

Анализ эпюр показывает, что максимальное отличие вертикальных <тг, и горизонтальных ах напряжений в каждом из рассматриваемых случаев составляет соответственно 27-32% и 10-18%. Следовательно, есть основание полагать, что при всех прочих равных условиях численные значения коэффициента устойчивости К в любой точке грунтового массива и глобального коэффициента устойчивости Кт>, вычисленного по какой-либо линии разрушения, будут также отличаться, так как величины К и КГ определяются формулами:

I_|_|_|_1_

11145«; 12). 43«;

а)

б)

I 1.3 2 2.3 3 3.3 4

В) Г)

Рис. 3. Эпюры безразмерных напряжений в однородных весомых полуплоскостях по линиям АР (а; б) и ЕЮ (в; г) при р=35°

К =

•^(с^ - ст,)зт2а + хгг соз2а

(3)

(4)

где: Стд ах; т^ — безразмерные (в долях рgh) компоненты полного напряжения в рассматриваемой точке грунтового массива; — приведенное давление связности; (Си ф — соответственно сцепление и угол внутреннего трения грунта; а — угол наклона к горизонту наиболее вероятной площадки сдвига в рассматриваемой точке); Ры — соответственно

удерживающая и сдвигающая силы в точках наиболее вероятной линии разрушения; £ — дуговая координата точки на этой линии.

На рис. 4 изображены зависимости вида Кт = /(ас>) для откоса, нагруженного равномерно распределенной нагрузкой конечной ширины /=0,8Л при условии, что д = 0; 0.5; 1; 2; 3; 6; 9 и Р=35°.

О 0.5 1 1.5 Сс> 0 0.5 I 1.5

а) б)

Рис. 4. Графики зависимости К^ =/(стс<): прямолинейный откос (а); криволинейный откос (б)

Проведенные расчеты показывают, что догрузка криволинейного контура, обеспечиваемого функцией (2), до соответствующего прямолинейного, существенно влияет на величину глобального коэффициента устойчивости нагруженного откоса. Причем, это влияние тем существенней, чем меньше величина (при всех прочих равных условиях) интенсивности нагрузки, прикладываемой к поверхности грунтового массива. Установлено, что в зависи-

Рис. 5. Расчетная схема нагруженного откоса

Анализ формул (3) и (4) показывает, что величины локального и глобального коэффициентов устойчивости К и АТГ является функциями многих переменных: компонент полного напряжения в каждой точке грунтового

массива, физико-механических свойств грунта, геометрических параметров откоса и характеристик внешнего силового воздействия. Можно записать

=/(<*.»<*,(5) где: д(х;Ь) — интенсивность равномерно распределенной вертикальной нагрузки при некоторой ее ширине Ъ и положении на откосе х.

Определим интервалы изменений численных значений величин, входящих в правую часть выражения (5).

В настоящей диссертационной работе будем рассматривать откосы, сложенные глинистыми грунтами, так как именно этот вид грунтов является наиболее распространенным.

Для того чтобы получить базу данных, достаточную для создания компьютерной программы, определим, используя данные СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений», что физико-механическим характеристикам грунта при компьютерном моделировании будем присваивать следующие значения: углу внутреннего трения грунта ср = 7°; 10°; 20°; 30°; величине приведенного давления связности о^О; 0,15; 0,3; 0,45; 0,6; коэффициенту бокового давления £,=0,75 (как показано А.Н.Богомоловым, величина практически не оказывает влияния на величину коэффициента устойчивости нагруженного откоса).

Угол откоса принимает три значения Р=15°; 25°; 35°; высота откоса изменяется от 20 до 100м; величина приведенной ширины нагрузки (в долях высоты откоса Н)— //Я = 0,1; 0,3; 0,6; 0,9.

Величина приведенной интенсивности (в долях р¡*Н): нагрузки принимает следующие значения: Ц\ = 0,25; 1,0; 2,5. Причем, коэффициент т], определяющий величину отношения крайних значений интенсивности нагрузки г1 = <7, принимает значения т|=0,5; 0,66; 0,75; 1 (значение 11=1 соответствует равномерно распределенной нагрузке). Нагрузка располагается непосредственно у верхней бровки откоса.

Учесть эти факторы при определении напряжений в грунтовом массиве и вычислении коэффициента устойчивости позволяет аналитическое решение

плоской задачи теории упругости для весомой однородной и изотропной полуплоскости с криволинейной границей, полученное проф. А.Н. Богомоловым и методика построения НВПР, предложенная проф. В.К. Цветковым, на основе использования методов теории функций комплексного переменного. Это решение и разработанная на его основе компьютерная программа являются инструментом при проведении исследований.

В третьей главе диссертационной работы излагается инженерный метод расчета величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса (наклонного основания сооружения), разработанный на основе результатов компьютерного моделирования.

В результате компьютерного моделирования получены графические зависимости величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса от численных значений всех рассмотренных в работе расчетных параметров.

Часть этих зависимостей приведена на рис.6.

Анализ графиков говорит о том, что зависимости вида АГ=Дг|); АГ=Дф); АГ=Дасв) и практически линейны и с большой степенью точности ап-

проксимируются полиномом первой степени. Графические зависимости вида К=/(1/Н)\ АГ=/Р) имеют вид кривых и с достаточной точностью аппроксимируются полиномами второго порядка.

Отметим, что данные зависимости не меняют своего вида при любых возможных сочетаниях численных значений переменных расчетных параметров.

Анализ результатов проведенных нами исследований позволил получить формулу (6), по которой может быть вычислена величина коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, при условии, что численные значения физико-механических свойств грунта, интенсивности внешнего воздействия и геометрических параметров находятся внутри их диапазонов, обозначенных выше.

* = + -(С-ф + ^.^ + Я-ф + Л-а.], (6)

в) г)

Д) е)

Рис. 6. Графики зависимостей вида АГ=Дас») (а); ЯГ=Дср) (б); ЛГ=ДР) (в); К=/Ц/Н), АГ=Дл) (д); К-Л.Я) (е) при различных численных значениях переменных расчетных параметров

где: угол внутреннего трения ср — подставляется с размерностью [град]; параметр х можно определить по графику рис. 3.26; коэффициенты А, В, С, Д Е, Р — определяются в зависимости от величины угла заложения откоса Р по графикам, приведенным на рис. 3.27-3.32 диссертационной работы. Коэффициенты А; С; Е имеют размерность [град"1], все остальные коэффициенты - безразмерны.

Инженерный метод расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки (геометрически сложного наклонного основания), включающий в себя формулу (6) и упомянутые выше графики, формализован нами в компьютерную программу, которая использует всю совокупность коэффициентов аппроксимирующих полиномов как базу данных при вычислении величины соответствующего коэффициента устойчивости.

Блок-схема программы и ее краткое описание присутствует в выпущенном нами информационном листке, копия которого находится в приложении к диссертационной работе.

В четвертой главе диссертационной работы приведены результаты моделирования процесса разрушения моделей откоса из эквивалентного материала.

В качестве эквивалентного материала использована смесь воздушно сухого песка мелкой крупности и отработанного машинного масла (5% от веса песка).

В той части лотка, где в процессе формирования модели откоса производится выбор песчано-масляной смеси, при помощи стандартных металлических колец отбирались пятнадцать проб эквивалентного материала.

Прочностные свойства эквивалентного материала, определенные с помощью прибора ВСВ-25 при быстром сдвиге, имеют следующие значения: сцепление С=1,225кПа, угол внутреннего трения ср=14*. Объемный вес эквивалентного материала определен равным у=15кН/м3. Численное значение коэффициента бокового давления, определенное методом К.Терцаги (протягивание металлической горизонтально и вертикально ориентирован-

ной линейки сквозь толщу материала модели), оказалось приблизительно равным £,0=0,75.

Моделирование процесса разрушения моделей откосов проведено в лабораторном лотке, имеющем следующие размеры: длина I = 1200 мм, ширина Ъ — 300 мм, глубина А = 650 мм.

Грузовые площадки, обеспечивающие передачу внешнего усилия на модель откоса, имеют разметку и позволяют имитировать нагрузки, эгаоры которых представляют собой разного размера и формы прямоугольники (равномерно распределенная нагрузка), треугольники и трапеции.

Нагружающее устройство обеспечивает плавный рост нагрузки на модель фундамента до величины, соответствующей потере устойчивости модели откоса. Измерение величины разрушающей нагрузки проводилось при помощи динамометров ДОСМ-3-0.2 и ДОСМ-3-1.

Для проверки достоверности разработанного нами инженерного метода расчета устойчивости откосов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки, нами проведена серия опытов, состоявшая в следующем. Были сформированы 4 одинаковые модели откоса высотой Н = 0,335 м с угол наклона р=30° и доведены до разрушения. Причем, в каждом конкретном случае сосредоточенная сила прикладывалась в определенной точке грузовой площадки для того, чтобы имитировать равномерно распределенную и три трапециевидные нагрузки. При этом соблюдались условия, что в первом случае, когда нагрузка равномерна и ее эпюра изображается в виде прямоугольника, величина отношения крайних значений интенсивности нагрузки, естественно, равно 11=^1/^2=1 • В остальных случаях, когда эпюры нагрузки имеют форму трапеции, величина г| принимает три значения г|=0,75; 0,66; 0,50.

После окончания эксперимента был проведен расчет величин коэффициентов устойчивости разрушенных моделей по методике, формализованной в компьютерной программе.

Результаты эксперимента и аналитического расчета сведены в таблицу.

Таблица 3

Л Р; кН Кщеор Красч Ж(%) Кэксп АК(%)

1 0,346 1 0,944 5,6 0,95 5,0

0,75 0,4 1 0,87 13,0 0,82 18,0

0,66 0,435 1 0,825 17,5 0,87 13,0

, 0,5 0,442 1 0,81 19,0 0,91 9,0

Данные таблицы говорят о достаточно удовлетворительном соответствии экспериментальных и теоретических данных: расчетные значения коэффициентов устойчивости отличаются не более чем на 19% от их теоретических значений (в момент разрушения модели она находится в предельном состоянии, для которого К= 1).

На рис. 7 и 8 приведены фотография разрушенной модели и изображение соответствующей расчетной схемы, где показаны внешняя нагрузка, углы ориентации наиболее вероятных площадок сдвига в точках грунтового массива, наиболее вероятная поверхность скольжения и соответствующая призма обрушения.

Рис. 7. Призма скольжения, образовавшаяся в момент разрушения модели

Сравнение положения, формы и размера призм обрушения, изображенной на фотографии и полученной при помощи компьютера, говорит о практически полном их совпадении.

Кроме того, в диссертационной работе приведено сопоставление ре-зультатовхрасчета величины коэффициента устойчивости разрушившегося1 нагруженного откоса в карьере Цинзендорф (Германия) методом К.Терцаги, выполненного автором цитируемой работы, и по предлагаемой методике. Оказалось, что величина коэффициента устойчивости, рассчитанного методом К.Терцаги, получилась равной К„—\,\9, а по предлагаемой нами методике с использованием формулы (6) — К(б)=0,71, а с использованием компьютерной программы /Спрог^О,78-

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Подавляющее большинство методов расчета устойчивости откосов и склонов основаны на не вполне корректных допущениях. Результаты, полученные при их использовании, могут значительно отличаться друг от друга. Совместное использование решения задачи теории упругости, полученного проф. А.Н.Богомоловым, и методики построения наиболее вероятной поверхности разрушения и вычисления величины коэффициента устойчивости, разработанной проф. В.К. Цветковым, позволяет максимально учесть все факторы, определяющие степень устойчивости грунтовой насыпи, построить адекватную расчетную схему, т.е. решить задачу, поставленную в диссертационной работе. Поэтому они приняты для дальнейших исследований.

2. Используя методику «плавающих точек», определены численные значения коэффициентов отображающей функции, при которых она совершает конформное отображение нижней полуплоскости на полуплоскость с трапециевидным вырезом на ее горизонтальной границе. Причем, боковые стороны трапециевидного выреза имеют различные углы наклона к горизонту. Отработана расчетная схема для проведения компьютерного моделирования. Установлено, что при достройке криволинейной границы полуплоскости до прямолинейной, получаются результаты, наиболее адекватно отвечающие условиям поставленной задачи.

3. В результате проведения компьютерного моделирования процесса разрушения однородного откоса (наклонного основания сооружения) установлено, что величина коэффициента бокового давления практически не оказывает влияния на численное значение коэффициента устойчивости нагружен-

-х ного откоса, сложенного пылевато-глинистыми грунтами. Получены графические зависимости величины коэффициента устойчивости от физико-механических свойств грунта, геометрических параметров откоса и параметров внешней нагрузки. Зависимости вида ЛГ=Дц); АГ=У(ф); К=У(асв) и К=Лд) практически линейны и с большой степенью точности аппроксимируются полиномом первой степени. Графические зависимости вида К=$11Н)\ АГ=ДР) имеют вид кривых линий и с достаточной для практических нужд точностью аппроксимируются полиномами второй степени.

4. Предложен инженерный метод, включающий в себя простые графики и формулу, позволяющий с достаточной для практики степенью точности решать задачу об определении величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, (геометрически

^сложного наклонного основания сооружения).

5. Вся совокупность коэффициентов аппроксимирующих полиномов составила базу данных компьютерной программы, формализующей предложенный инженерный метод для любого возможного сочетания численных значений переменных расчетных параметров, рассмотренных в настоящей работе.

6. Результаты экспериментальных исследований процесса разрушения моделей нагруженных откосов, выполненных из эквивалентных материалов, показывают, что численные значения интенсивностей разрушающих нагрузок, полученные экспериментальным путем, с достаточной для практики степенью точности совпадают со значениями соответствующих нагрузок, полученных при использовании предложенного инженерного метода и созданной на его базе компьютерной программы. Расчетные значения коэффициентов устойчивости отличаются от их предельного теоретического значения (К= 1) не более

чем на 19%. Сопоставление результатов расчета величины коэффициента устойчивости разрушившегося нагруженного откоса в карьере Цинзендорф (Германия) методом КТерцаги и по предлагаемой методике показало, что ве-

личина коэффициента устойчивости, рассчитанного методом КЛерцаги, получилась равной А*ет=1,19, а рассчитанного по предлагаемой нами методике с использованием формулы (6) -^(6)=0,71, а с использованием компьютерной программы /¡Гпрог=0,78. Учитывая достаточно хорошее совпадение результатов эксперимента с результатами расчета предложенным инженерным методом, а также совпадением результатов расчетов с реальным поведением исследуемого объекта, считаем возможным рекомендовать для использования в практике строительства инженерного метода расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, и созданную на его основе компьютерную программу. 1

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ерещенко, Т. В. Обоснование выбора расчётной схемы при определении коэффициента устойчивости нагруженных откосов на основе анализа их напряженно — деформированного состояния / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко, М. Ю. Нестратов // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала : сб. науч. тр. - Пермь, 2001. - С. 44-50.

2. Ерещенко, Т. В. Обоснование выбора расчетной схемы при определении несущей способности основания фундаментов глубокого заложения / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко, М. Ю. Нестратов // Современные проблемы фун-даментостроения : сб. тр. междунар. науч.-техн. конф. — Волгоград, 2001. — С. 8-11.

3. Ерещенко, Т. В. Определение коэффициентов отображающей функции при решении задач теории упругости методами ТФКП / А. Н. Богомолов, И.И. Никитин, Т. В. Ерещенко // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала : сб. науч. тр. - Пермь, 2002. С. 80-83.

4. Ерещенко, Т. В. Пример расчета устойчивости нагруженного откоса в случае трапециевидной нагрузки / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Городские агломерации на оползневых территориях : междунар. науч. конф. — Волгоград, 2003. -С. 66-71

5. Ерещенко, Т. В. Постановка задачи об изменении коэффициента устойчи-

вости откоса в процессе возведения на нем сооружения / А. Н.Богомолов, Т. В. Ерещенко // Опыт строительства и реконструкции зданий и сооружений на слабых грунтах : материалы междунар. науч.-техн. конф. — Архангельск, 2003. -С. 19-22.

6. Ерещенко, Т. В. Компьютерная программа OTCOSTR для расчета величины коэффициента устойчивости однородного грунтового откоса / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Информ. листок № 51-118-04 / Нижн.-Волжск. ЦНТИ. - Волгоград, 2004.

7. Ерещенко, Т. В. Расчет устойчивости однородного откоса с учетом возведения на нем инженерного сооружения / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко//Тр. междунар. науч.-техн. конф. по проблемам механики грунтов, фундаментостроению и трансп. стр-ву. — Пермь, 2004. — Т. 1. — С. 31 -33.

8. Ерещенко, Т. В. Инженерный метод расчета устойчивости откоса, нагруженного трапециевидной нагрузкой / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Вест. ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. — 2004. — Вып. 4(13). - С. 38-41*

9. Результаты экспериментальных исследований устойчивости однородных откосов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки / Т. В. Ерещенко [и др.] // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : материалы IV междунар. науч.-техн. конф. Волгоград (12-14 мая 2005 г.). - Волгоград, 2005. - Ч. III. - С. 15-20.

10. Лабораторное моделирование процесса разрушения однородного основания заглубленного внецентренно нагруженного штампа / Т.В. Ерещенко [и др.] // Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов : материалы IV междунар. науч.-техн. конф., Волгоград (12-14 мая 2005 г.). - Волгоград, 2005. - Ч. III. - С. 20-28.

11. Исследование устойчивости однородного нагруженного грунтового откоса при ослаблении некоторой его области / Т.В. Ерещенко [и др.] // Городские агломерации на оползневых территориях : материалы III междунар. науч. конф., Волгоград (14-16 декабря 2005 г.). - Волгоград, 2005. - Ч. III. - С. 54-62.

Ерещенко Татьяна Владимировна

МЕТОД РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ ОДНОРОДНОГО ОТКОСА КАК ОСНОВАНИЯ

СООРУЖЕНИЯ

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

на правах рукописи Ответственный за выпуск ЛВ.Кукса

Подписано в печать «16» октября 2006 г. Формат 60x84 Vie. Печать трафаретная. Бумага офсетная. Усл.л. 1,4. Уч.-изд.л.1,6 Гарнитура Times New Roman. Тираж 100. Заказ № 021Q Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Сектор оперативной полиграфии ЦИТ 400074, Волгоград, ул. Академическая, 1

Введение.

Глава 1. Анализ некоторых существующих методов расчета устойчивости однородных грунтовых откосов 1'

1.1. Расчеты устойчивости откосов по методу круглоцилиндрических поверхностей.1г

1.1.1. Метод Терцаги К.

1.1.2. Приближенный расчет устойчивости по методу отсеков.

1.1.3. Метод Гольдштейна М.Н.

1.2. Расчеты устойчивости откосов с произвольной поверхностью обрушения.^

1.2.1. Метод Шахунянца Г.Н.

1.2.2. Метод Дорфмана А.Г.

1.2.3. Метод Соколовского В.В.

1.2.4. Метод проф. А.Л. Можевитинова.

1.2.5. Метод Маслова-Берера. (Метод «горизонтальных сил»).

1.3. Расчеты устойчивости откосов с использованием методов теории функций комплексного переменного.

1.3.1. Методы Цветкова В.К. и Богомолова А.Н.

1.3.2. Решение Н.А.Цытовича и З.Г.Тер-Мартиросяна.

1.4. Выбор расчетного метода и постановка задачи.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Компьютерное моделирование процесса разрушения однородного откоса, находящегося под действием трапециевиднои нагрузки.^

2.1. Определение коэффициентов отображающей функции.

2.2. Отработка расчетной схемы.

2.3. Обоснование значений физико-механических параметров грунтов. ^

Выводы по главе 2.

Глава 3. Инженерный метод расчета устойчивости однородного откоса находящегося под действием трапециевиднои нагрузки.

3.1. Определение зависимостей величины коэффициента устойчивое™ нагруженного откоса от различных факторов. ^

3.2. Инженерный метод расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки. ^

3.3. Компьютерная программа для вычисления величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки. оу

Выводы по главе 3.

Глава 4. Экспериментальные исследования устойчивости однородных откосов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки. ^

4.1. Исследование физико-механических свойств эквивалентного материала. ^

4.2. Экспериментальные исследования устойчивости однородных откосов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки.УК}

4.3. Сопоставление результатов расчетов предлагаемым методом с поведением реальных объектов.

Выводы по главе 4.

Бурный рост объемов строительства жилья и производственных зданий в последние юды обусловил острый дефицит территорий пригодных для этих целей.

В качестве строительных площадок нередко используются территории, непосредственно примыкающие к действующим оползням или расположенные на береговых склонах рек, откосах оврагов, балок и т.д. Это означает, что в качестве оснований зданий и сооружений используются грунтовые массивы, находящиеся в сложных инженерно-геологических условиях.

Примером этого может служить город Волгоград, где активно начинает застраиваться территория, расположенная на правом высоком берегу р. Волга.

Если рассмотреть откос, находящийся иод действием нагрузки от строящегося здания, то эпюру этой нагрузки можно представить в виде трапеции с постоянно меняющейся в процессе строительства величиной

ОТНОШеНИЯ боКОВЫХ СТОрОН

Совершенно очевидно, что величина г|, при всех прочих равных условиях, будет оказывать влияние на напряженно-деформированное состояние грунтового откоса, а значит, и на его устойчивость.

Состояние откоса напрямую влияет на состояние, возводимого на нем сооружения, так как по существу и сути откос является его основанием.

Поэтому задача расчета устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, является актуальной.

Целью диссертационной работы является создание инженерного метода расчета величины коэффициента устойчивости однородного откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, (геометрически сложного наклонного основания сооружения) на основе анализа напряженно-деформированного состояния грунтового массива методами теории функций комплексного переменного и формализация разработанного метода в компьютерную программу.

Для достижения поставленной в диссертационной работе цели необходимо:

1. Обосновать необходимость решения задачи о расчете устойчивости однородного нагруженного откоса на основе анализа его напряженно-деформированного состояния.

2. Установить и обосновать пределы изменения параметров, оказывающих влияние на величину коэффициента устойчивости нафуженного откоса.

3. Показать все достоинства применения методов теории функций комплексного переменного для анализа напряженно-деформированного состояния и вычисления величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса и обусловленные этим преимущества.

4. Определить коэффициенты отображающей функции, совершающей конформное отображение полуплоскости с трапециевидным вырезом, имеющей различные значения отношения высоты выреза к его основанию и углы наклона его боковых сторон на нижнюю полуплоскость. Обосновать и отработать вид расчетной схемы.

5. Провести компьютерное моделирование процесса разрушения однородного откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки. На основе его результатов построить графические зависимости величины коэффициента устойчивости откоса от физико-механических свойств фунта, его геометрических параметров и интенсивности внешнего воздействия. Провести математическую аппроксимацию полученных зависимостей. Численные значения коэффициентов аппроксимирующих выражений составят базу данных при работе над компьютерной профаммой.

6. Создать и апробировать компьютерную профамму, позволяющую вычислять величину коэффициента устойчивости нафуженного откоса для всех возможных сочетаний численных значений физико-механических свойств грунтов, ею геометрии и интенсивности внешнего воздействия, рассмотренных в настоящей работе.

7. Провести сопоставление результатов компьютерного моделирования с результатами экспериментальных исследований.

Достоверность результатов исследований, выводов и рекомендаций диссертационной работы обусловлены:

1. Теоретическими предпосылками, опирающимися на фундаментальные положения теории функций комплексного переменного, теории упругости, пластичности, механики грунтов и инженерной геологии.

2. Удовлетворительной сходимостью результатов моделирования процесса разрушения моделей откосов из эквивалентных материалов, находящихся под действием трапециевидной нагрузки, с результатами теоретических исследований.

Научная новизна диссертационной работы:

1.Для анализа напряженно-деформированного состояния и расчета величины коэффициента устойчивости однородного нагруженного откоса использована методика, основанная на аналитическом решении первой основной задачи теории упругости методами теории функций комплексного переменного.

2. Построены кривые зависимостей величины коэффициента устойчивости нагруженного откоса от физико-механических свойств фунта, геометрических параметров откоса и интенсивности внешнего воздействия. Проведена их математическая аппроксимация.

3. Разработан инженерный метод расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, адекватно учитывающий большинство факторов, определяющих напряженно-деформированное состояние объекта. Составлена соответствующая компьютерная программа.

Практическая значимость работы. Диссертационная работа является частью научных исследований, проведенных на кафедрах «Строительные конструкции, основания и надежность сооружений» и «Информатика и вычислительная математика» ВолгГАСУ в 2001-2006г.г.

Полученные в процессе работы над диссертацией зависимости и составленная на их базе компьютерная программа, могут быть использованы для:

• определения геометрических параметров откосов и степени их устойчивости на этапе проектирования;

• прогноза поведения сооружений, возведенных на откосах и склонах, вследствие изменений физико-механических свойств фунта, обусловленных различными природными и техногенными явлениями.

• проверки степени устойчивости нагруженных откосов при проведении работ, связанных с изменением его профиля.

• проведения учебных занятий (курсового и дипломного проектирования) на соответствующих кафедрах строительных вузов.

Апробации работы. Основные результаты данной диссертационной работы доклады вались, обсуждались и опубликованы в материалах ежегодных научно-технических конференций ВолгГАСУ (2001-2006 гг.); Международной научно-технической конференции «Опыт строительства и реконструкции зданий на слабых фунтах» (Архангельск, 2003г.); Международной научно-технической конференции по проблемам механики фунтов и транспортному строительству (Пермь, 2004г.); IV Международной научно-технических конференции «11адежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2005г.); III Международной научно-технической конференции «Городские агломерации на оползневых территориях» (Волгоград, 2005г.); Волгофадском центре научно-технической информации (2003-2006 гг.); научно-методических семинарах кафедры информатики и вычислительной математики ВолгГАСУ (2002-2006г.г.).

Личный вклад автора заключается в:

• определении коэффициентов отображающей функции и построении расчетных схем для решения задач методом теории функций комплексного переменного;

• проведении компьютерного моделирования процесса разрушения откоса, находящеюся под действием трапециевидной нагрузки, анализе и обобщении его результатов;

• разработке алгоритма расчета величины коэффициента устойчивости однородного грунтового нагруженного откоса в зависимости от физико-механических свойств грунта, его геометрических параметров и величины интенсивности внешнего воздействия, формализации этого алгоритма в компьютерную программу;

• проведении экспериментальных исследований па моделях из эквивалентных материалов, сопоставительных расчетов и обработке и обобщении их результатов.

На защиту выносятся:

1. Результаты компьютерного моделирования процесса разрушения однородного грунтового откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки и построенные на их основе соответствующие графические зависимости.

2. Выявленные закономерности изменения величины коэффициента устойчивости откоса, как сложного фунтового основания, в зависимости от изменения физико-механических свойств грунта, геометрических параметров объекта и величины интенсивности внешнего воздействия.

3. База данных и компьютерная программа, позволяющая вычислять значения величины коэффициента устойчивости откоса, как сложного грунтового основания, для любого реального сочетания численных значений переменных параметров, рассмотренных в настоящей работе.

Результаты научных исследований внедрены: При проведении экспертной оценки возможности эксплуатации зданий ООО НПФ Инженерным центром «Югстрой» и в учебном процессе кафедры СКОиНС ВолгГАСУ при проведении курсового и дипломного проектирования.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 11 научных статьях, одна из которых в издании, рекомендованном ВАК (в списке публикаций отмечена значком *).

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложений общим объемом 193 страницы, включает в себя 58 рисунков и 54 таблицы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Подавляющее большинство методов расчета устойчивости откосов и склонов основаны на не вполне корректных допущениях. Результаты, полученные при их использовании, могут значительно отличаться друг от друга. Совместное использование решения задачи теории упругости, полученного проф. А.Н.Богомоловым, и методики построения наиболее вероятной поверхности разрушения и вычисления величины коэффициента устойчивости, разработанной проф. В. К. Цветковым, позволяет максимально учесть все факторы, определяющие степень устойчивости грунтовой насыпи, построить адекватную расчетную схему, т.е. решить задачу, поставленную в диссертационной работе. Поэтому они приняты для дальнейших исследований.

2. Используя методику «плавающих точек», определены численные значения коэффициентов отображающей функции, при которых она совершает конформное отображение нижней полуплоскости на полуплоскость с трапециевидным вырезом на ее горизонтальной границе. Причем, боковые стороны трапециевидного выреза имеют различные углы наклона к горизонту. Отработана расчетная схема для проведения компьютерного моделирования. Установлено, что при достройке криволинейной границы полуплоскости до прямолинейной, получаются результаты, наиболее адекватно отвечающие условиям поставленной задачи.

3. В результате проведения компьютерного моделирования процесса разрушения однородного откоса (наклонного основания сооружения) установлено, что величина коэффициента бокового давления практически не оказывает влияния на численное значение коэффициента устойчивости нагруженного откоса, сложенного пылевато-глинистыми грунтами. Получены графические зависимости величины коэффициента устойчивости от физико-механических свойств грунта, геометрических параметров откоса и параметров внешней нагрузки. Зависимости вида K=J{r|); K=j[q); K=J{стсв) и K=J{q) практически линейны и с большой степенью точности аппроксимируются полиномом первой степени. Графические зависимости вида К=]{1/Н)\ имеют вид кривых линий и с достаточной для практических нужд точностью аппроксимируются полиномами второй степени.

4. Разработан инженерный метод, включающий в себя простые графики и формулу, позволяющий с достаточной для практики степенью точности решать задачу об определении величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, (геометрически сложного наклонного основания сооружения).

5. Совокупность коэффициентов аппроксимирующих полиномов составила базу данных компьютерной программы, формализующей предложенный инженерный метод для любого возможного сочетания численных значений переменных расчетных параметров, рассмотренных в настоящей работе.

6. Результаты экспериментальных исследований процесса разрушения моделей нагруженных откосов, выполненных из эквивалентных материалов, показывают, что численные значения интенсивностей разрушающих нагрузок, полученные экспериментальным путем, с достаточной для практики степенью точности совпадают со значениями соответствующих нагрузок, полученных при использовании предложенного инженерного метода и созданной на его базе компьютерной программы. Расчетные значения коэффициентов устойчивости отличаются от их предельного теоретического значения (К=\) не более чем на 19%. Сопоставление результатов расчета величины коэффициента устойчивости разрушившегося нагруженного откоса в карьере Цинзендорф (Германия) методом К.Терцаги и по предлагаемой методике показало, что величина коэффициента устойчивости, рассчитанного методом К.Терцаги, получилась равной /^=1,19, а рассчитанного по предлагаемой нами методике с использованием формулы (6) - К(б)=0,71, а с использованием компьютерной программы Я"прог=0,78. Учитывая достаточно хорошее совпадение результатов эксперимента с результатами расчета предложенным инженерным методом, а также совпадением результатов расчетов с реальным поведением исследуемого объекта, считаем возможным рекомендовать для использования в практике строительства инженерного метода расчета величины коэффициента устойчивости откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки, и созданную на его основе компьютерную программу.

1. Ахпателов, Д. М. Напряженное состояние горных массивов с криволинейными фаницами в поле фавитации / Д. М. Ахпателов // Тр. ВСЕГИНГЕО. 1972. - Вып. 48.

2. Ахпателов, Д. М. О напряженном состоянии весомых полубесконечных областей / Д. М. Ахпателов, 3. Г. Тер-Мартиросян // Изв. АН Армянской ССР. Сер. Механика. 1971. - Т. XXIV, № 3.

3. Бабков, В. Ф. Основы фунтоведения и механики фунтов / В. Ф. Бабков,

4. A. В. Гербурт-Гейбович. М.: Автотрансиздат, 1964.

5. Бабков, В. Ф. Основы фунтоведения и механики фунтов / В. Ф. Бабков,

6. B. М. Безрук. М.: Высш. шк., 1976.

7. Бартоломей, А. А. К вопросу расчета устойчивости однородных и слоистых нафуженных откосов / А. А. Бартоломей, В. К. Цветков, А. Н. Богомолов // Основания и фундаменты в геологических условиях Урала : межвуз. сб. науч. тр. Пермь, 1986. - С. 3-8.

8. Бартоломей, А. А. Метод расчета устойчивости однородных и слоистых нафуженных откосов / А. А. Бартоломей, В. К. Цветков, А. Н. Богомолов // Основания и фундаменты в геологич. условиях Урала : межвуз. сб. науч. тр. -Пермь, 1986.-С. 23-25.

9. Бенерджи, П. Методы фаничных элементов в прикладных науках / П. Бенерджи, Р. Баттерфильд. М.: Мир. - 1984.

10. Богомолов, А. Н. Профамма «З^еэз—Паэг» для ПЭВМ / А. Н. Богомолов, А. Н. Ушаков, А. В. Редин // Информ. листок о науч.-техн. достижении № 313-96 / Нижн.-Волжск. ЦНТИ. Волгофад, 1996.

11. Богомолов, А. Н. Профамма «11есущая способность для ПЭВМ» / А. Н. Богомолов, А. II. Ушаков, А. В. Редин // Информ. листок о пауч.-техн. достижении № 311-96 / Нижн.-Волжск. ЦНТИ. Волгофад, 1996.

12. Боюмолов, А. Н. Разработка теоретических основ расчета напряженного состояния, несущей способности оснований сооружений иустойчивости фунтовых откосов : автореф. дис. . д-ра техн. наук / Богомолов Александр Николаевич. Пермь, 1997.-40 С.

13. Богомолов, А. Н. Расчет несущей способности оснований сооружений и устойчивости фунтовых массивов в упругопластической постановке / А. Н. Богомолов. Пермь : ПГТУ, 1996.

14. Вялов, С. С. Реологические основы механики фунтов / С. С. Вялов. -М.: Стройиздат, 1978.

15. Герсеванов, Н. М. Теоретические основы механики грунтов. / П.

16. М. Герсеванов, Д. Е. Польшин. М., 1948.

17. Гинзбург, Л. К. Противооползневые удерживающие конструкции / Л. К. Гинзбург. М.: Стройиздат, 1979.

18. Гольдштейн, М. Н. Механика фунтов. Основания и фундаменты / М. Н. Гольдштейн, А. А. Царьков, И. И. Черкасов.-М.: Транспорт, 1981.

19. Гольдштейн, М. Н. Механические свойства фунтов / М. Н. Гольдштейн. М.: Стройиздат, 1979.

20. Гольдштейн, М. Н. О применении вариационного исчисления к исследованию устойчивости оснований и откосов / М. Н. Гольдштейн // Основания, фундаменты и механика фунтов. 1969. - № I. - С. 2-6.

21. Гольдштейн, М. Н. Ускоренный метод расчета устойчивости откосов / М. Н. Гольдштейн // Бюл. СоюздорНИИ. 1936. -№ 1/2. - С. 40-45.

22. Горбунов-Посадов, М. И. Устойчивость фундаментов на песчаном основании / М. И. Горбунов-Посадов. М.: Госстройиздат, 1962.

23. Горбунов-Посадов, М. И. Учет структуры уплотненного фунтового ядра при учете устойчивости песчаных оснований / М. И. Горбунов-Посадов // Основания, фундаменты и механика фунтов. 1982. -№ 1. - С. 24-27.

24. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. Введ. 2001-01-07. - М., 2001.

25. ГОСТ 20276-99. Грунты. Методы определения характеристик прочности и деформируемости. Введ. 2000-01-07. - М., 2000.

26. ГОСТ 20522-96. Грунты. Методы статической обработки результатовиспытаний. Введ. 1997-01-01. - М., 1996.

27. ГОСТ 24846-81. Методы измерений деформаций оснований зданий и сооружений.-Введ. 1982-01-01. -М., 1982.

28. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. Введ. 1999-01-07. -М., 1996.

29. ГОСТ 28984-91. Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения.-Введ. 1991-01-07. -М., 1991.

30. ГОСТ 30672-99. Грунты. Полевые испытания. Общие положения. -Введ. 2000-01-07. -М., 1999.

31. Далматов, Б. И. Проектирование фундаментов зданий и промышленных сооружений / Б. И. Далматов, Н. Н. Морарескул, В. Г. Науменко М.: Высш. шк., 1986.

32. Добров Э. М. Обеспечение устойчивости склонов и откосов в дорожном строительстве с учетом ползучести фунта / Э. М. Добров. М. : Транспорт, 1975.

33. Дорфман, А. Г. Вариационный метод исследования устойчивости откосов / А. Г. Дорфман // Вопросы геотехники. 1965. - № 9. - С. 32-37.

34. Дорфман, А. Г. Оползневое давление и выпор фунта / А. Г. Дорфман // Вопросы геотехники : тр. ДИИТ. Днепропетровск, 1972. - № 20. - С. 75-85.

35. Дорфман, А. Г. Расчет давления на подпорные стены при выпоре фунта по линии минимального сопротивления сдвигу / А. Г. Дорфман, И. Л. Дудинцев // Вопросы геотехники : тр. ДИИТ. Днепропетровск, 1972. - № 20. - С. 68-75.

36. Дорфман, А. Г. Точное аналитическое решение новых задач теории устойчивости откосов / А. Г. Дорфман // Вопросы геотехники : межвуз. сб. науч. тр. Днепропетровск, 1977. - № 26. - С. 53-57

37. Дорфман, А. Г. Применение вариационных методов к расчету оползневого давления на подпорные стены / А. Г. Дорфман, И. Л. Дудинцев // Основания, фундаменты и механика фунтов. -1971. № 2. - С. 36-38.

38. Дорфман, А. Г. Исследование устойчивости склона / А. Г. Дорфман, А.

39. Я. Туровская // Вопросы геотехники : тр. ДИИТ. Днепропетровск, 1975. - № 24.-С. 132-156.

40. Емельянова, Е. П. Основные закономерности оползневых процессов / Е. П. Емельянова; МГУ. М., 1972

41. Ерещенко, Т. В. Пример расчета устойчивости нагруженного откоса в случае трапециевидной нагрузки / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Городские агломерации на оползневых территориях.: Междунар. науч. конференция. Волгоград, 2003. С. 66-71

42. Ерещенко, Т. В. Постановка задачи об изменении коэффициента устойчивости откоса в процессе возведения на нем инженерного сооружения / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Материалы междунар. науч.-техн. конф. -Архангельск, 2003.-С. 19-22

43. Ерещенко, Т. В. Компьютерная программа ОТСОБТЯ для расчета величины коэффициента устойчивости однородного фунтового откоса / А. Н.Богомолов, Т. В. Ерещенко // Информ. листок № 51-118-04 / Нижн.-Волжск. ЦНТИ. Волгофад, 2004.

44. Ерещенко, Т. В. Инженерный метод расчета устойчивости откоса, нагруженного трапециевидной нагрузкой / А. Н. Богомолов, Т. В. Ерещенко // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура, вып. 4(13), 2004г. С. 38-41 *

45. Зенкевич, О. Конечные элементы и аппроксимации / О. Зенкевич, К. Морган. М.: Мир, 1986.

46. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в теории сооружений и механике сплошных сред / О. Зенкевич, И. Чанг. М.: Недра, 1974.

47. Зенкевич, О. Метод конечных элементов в технике / О. Зенкевич. М. : Мир, 1975.

48. Золотарев, Г. С. Опыт оценки устойчивости склонов сложного геологического строения расчетом методом конечных элементов и экспериментами на моделях / Г. С. Золотарев; МГУ. М., 1973.

49. Иванов, П. Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений / П. Л. Иванов. -М.: Высш. шк., 1991.

50. Келдыш, М. В. Конформное отображение многосвязных областей на канонические области / М. В. Келдыш // Успехи математической науки.1939.-№ 6.-С. 53-57.

51. Клейн, Г. К. Строительная механика сыпучих тел / Г. К. Клейн. М. : Стройиздат, 1977.

52. Котов, М. Ф. Механика грунтов в примерах / М. Ф. Котов. М. : Высш. шк., 1968.

53. Ломизе, Г. М. Исследование закономерностей развития напряженно-деформированного состояния песчаного основания при плоской деформации / Г. М. Ломизе, А. Л. Крыжановский, В. Ф. Петрянин // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1972. 1. - С. 4-8.

54. Малышев, М. В. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений / М. В. Малышев. М., 1980.

55. Маслов, Н. Н. Длительная устойчивость и деформация смещения подпорных сооружений / Н. Н. Маслов. М.: Энергия, 1968.

56. Маслов, Н. Н. Инженерная геология / Н. Н. Маслов. М. : Гос. изд-во лит. по стр-ву и архитектуре, 1957.

57. Маслов, Н. Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов / П. II. Маслов. М.: Высш. шк., 1982.

58. Маслов, Н. Н. Условия устойчивости откосов и склонов в гидротехническом строительстве / Н. Н. Маслов. М.: Госэнергоиздат, 1955.

59. Мелентьев, П. В. Конформные отображения односвязных и многосвязных областей / П. В. Мелентьев. -М.; Л., 1938.

60. Метод конечных элементов в статике сооружений / Я. Шмельтер, М. Дацко, С. Доброчинский, М. Вечорек. М.: Стройиздат, 1986.

61. Можевитинов, А. Л. Расчет устойчивости сооружений на сдвиг по слоистому основанию / А. Л. Можевитинов // Изв. ВНИИГ. Л. : Энергия, 1980.-Т. 137.-С. 38-40.

62. Можевитинов, А. Л. Общий метод расчета устойчивости земляных сооружений / А. Л. Можевитинов, М. Шинтемиров // Изв. ВНИИГ. Л. : Энергия, 1970. - Т. 92. - С. 11 -22.

63. Мочак, Г. Оползни в результате имеющихся поверхностей скольжения и контактов слоев в ледниковых отложениях / Г. Мочак // Материалы совещания но вопросам изучения оползней и мер борьбы с ними. Киев, 1964.-С. 338-345.

64. Мурзенко, Ю. Н. Расчет оснований зданий и сооружений в упругопластической стадии работы с применением ЭВМ / Ю. Н. Мурзенко. -Л.: Стройиздат, Ленингр. отд-ние, 1989.

65. Мусхелишвили, Н. И. Некоторые основные задачи математической теории упругости / Н. И. Мусхелишвили. М.: Наука, 1966.

66. Никитин, Н. Н. Курс теоретической механики / Н. Н. Никитин.- М. : Высш. шк., 1990.

67. Орнатский, Н. В. Механика / Н. В. Орнатский. М. : Изд-во МГУ, 1962.

68. Основания и фундаменты / Н. А. Цытович, В. Г. Березанцев, Б. И. Далматов, М. Ю. Абелев . М.: Высш. шк., 1970.

69. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Введ. 1996-01-11.-М.: Стройиздат, 1996.

70. СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия. Введ. 1987-01-01. - М. : Стройиздат, 1996.

71. СНиП 2.02.01-83*. Основания и сооружения. Введ. 1985-09-12. - М.: Стройиздат, 1995.

72. СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаменты. Введ. 1985-20-12. - М. : Стройиздат, 1985.

73. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты.

74. Введ. 1987-04-12.-М.: Стройиздат, 1988.

75. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. Введ. 1988— 01-07.-М.: Стройздат, 1989.

76. Соколовский, В. В. Статика сыпучей среды / В. В. Соколовский. М. : Гостехиздат, 1954.

77. Соколовский, В. В. Теория пластичности / В. В. Соколовский. М. : ЛН СССР, 1946.

78. Соловьев, Ю. И. Новые решения статики грунтов / Ю. И.Соловьев, А. М. Караулов // Вест. Сибирского гос. ун-та путей сообщения. 1999. - № 1. -С. 131-139.

79. Солодухин, М. А. Некоторые тенденции в развитии инженерно-геологических изысканий / М. А. Солодухин // Стр-во и гор. хоз-во в Санкт-Петербурге и Ленинградской области. 2004. - № 68 (апр.). - С. 23-25.

80. Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. М.: Стройиздат, 1985.

81. Справочник строителя. Т. 1. Ч. 1. М.: Стройиздат, 1988.

82. Справочник строителя. Т. 1. Ч. 2. М.: Стройиздат, 1988.

83. Тер-Мартиросян, 3. Г. Прогноз механических процессов в массивах многофазных фунтов / 3. Г. Тер-Мартиросян. М.: Недра, 1986.

84. Терцаги, К. Механика фунтов в инженерной практике / К. Терцаги, Р. Пек. М.: Госстройиздат, 1958.

85. Терцаги, К. Теория механики фунтов / К. Терцаги. М.: 1961.

86. Ухов, С. Б. Механика фунтов, основания и фундаменты : учеб. пособие для строит, специальностей вузов / С. Б. Ухов, В. В. Семенов, В. В. Знаменский ; под ред. С.Б. Ухова.- 3-е изд., испр. М.: Высш. шк., 2004.

87. Фадеев, А. Б. Метод конечных элементов в геомеханике / А. Б. Фадеев. -М.: Недра, 1987.

88. Федоров, И. В. Методы расчета устойчивости склонов и откосов / И. В. Федоров.-М.: Госстройиздат, 1962.

89. Фильчаков, П. Ф. Приближенные методы конформных отображений : справ, руководство / П. Ф. Фильчаков. Киев, 1964.

90. Цветков, В. К Расчет устойчивости однородных нагруженных откосов / В. К. Цветков, А. Н. Богомолов, А. А. Новоженин // Повышение эффективности и надежности транспортных объектов : межвуз. темат. сб. -Ростов-н/Д, 1985. Вып. 183. - С. 84-88.

91. Цветков, В. К. Расиет устойиивости однородных откосов при упругонластическом распределении напряжений в массиве горных пород / В. К. Цветков//Изв. вузов. Горный журн. 1981.-№ 5.-С. 104-108.

92. Цветков, В. К. Расчет рациональных параметров горных выработок / В. К. Цветков / М. Недра. 1993. С. 13-30.

93. Цветков, В. К. Расчет устойиивости откосов и склонов / В. К. Цветков. -Волгоград : Нижн.-Волжск. кн. изд-во, 1979.

94. Цытович, Н. А. Механика грунтов / Н. А. Цытович. М. : Высш. шк., 1983.

95. Цытович, Н. А. Механика грунтов / Н. А. Цытовин. М. : Стройиздат, 1963.

96. Цытович, Н. А. Основы прикладной геомеханики в строительстве / Н. А. Цытович, 3. Г. Тер-Мартиросян. М.: Высш. шк., 1981.

97. Черепанов, Г. П. Методика расчета несущей способности / Г. П. Черепанов. -М.: Стройиздат, 1978.

98. Чугаев, Р. Р. Земляные гидротехнические сооружения : (теорет. основы расчета) / Р. Р. Чугаев. JI.: Энергия, 1967.

99. Чугаев, Р. Р. Расчет устойчивости земляных откосов и бетонных плотин на нескальном основании по методу круглоцилиндрических поверхностей обрушения / Р. Р. Чугаев. М.; JI.: Госэнергоиздат, 1963.

100. Шадунц, К. Ш. Оползни-потоки / К. Ш. Шадунц. М. : Недра. 1983. -120 с.

101. Шахунянц, Г. М. Железнодорожный путь / Г. М. Шахунянц. М. : Транспорт, 1969.

102. Шахунянц, Г. М. Земляное полотно железных дорог. Вопросы проектирования и расчета / Г. М. Шахунянц. М.: Трансжелдориздат, 1953.

103. Azzous, A. S. Loaded areas on cohecive slopes / A. S. Azzous, M. M. Balligh //J. Of Geotechn. Enqineering. -1983. Vol. 109, № 5. - P. 724-729.

104. Azzous, A. S. Corrected field vone strength for embenkment desing / A. S. Azzous, M. M. Baligh, С. C. Ladd // J. of Geotechn. Engineering. 1983. - Vol. 15, №5.-P. 730-734.

105. Azzous, A. S. Three-Dimensional Stability of Slopes / A. S. Azzous, M. M. Baligh // Research Report R 78-8, Order 595 / Departament of Civil Engineering ; Massachusetts Institute of Technoloqu. Cambridqe, 1978.

106. Bishop, A. W. The use of slip circle in the stability analysis of slopes / A. W. Bishop 1955.-Vol.5, № l.-P. 7-17.

107. Janbu, N. Slope stability computations / N. Janbu, R. C. Hirschfeld, S. J. Poulos // Enbenkment-dam Enqineerinq / John Wiley & Sons. 1973. -Casagrande Vol. - P. 47-86.

108. Morgenstern, N. The analysis of the stability of qeneral slip surfaces / N. Morgenstern, V. E. Price // Geotechnique. 1965. - Vol 15, № 1. - P. 79-93.

109. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

110. СТсв ^^ 7 10 20 30 Ф° а Ь0 0,078 0,112 0,232 0,369 Ф=7 0,538 0,0780,15 0,159 0,228 0,472 0,749 <р=10 0,775 0,1180,3 0,24 0,344 0,712 1,129 Ф=20 1,598 0,2320,45 0,321 0,461 0,951 1,509 Ф=30 2,533 0,3960,6 0,401 0,577 1,191 1,889 св

111. Рис.6. График зависимостей вида К = /(сгв) при Р=35°, ////-0.1, г|=0.66, с/=2.5

112. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7а С8

113. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

114. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7св

115. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7а се

116. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7стСв

117. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7а ев

118. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7сСв

119. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7стсв

120. СТсв ^^ 7 10 20 30 Ф° а Ь0 0,077 0,111 0,23 0,366 Ф=7 0,591 0,077015 0,166 0,239 0,493 0,782 Ф=10 0,848 0,11103 0,255 0,366 0,756 1,199 Ф=20 1,751 0,230045 0,343 0,493 1,018 1,616 Ф=30 2,77 0,36506 0,432 0,62 1,281 2,032 1. С св

121. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7са

122. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7

123. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 6 0,71. СТ Св

124. Министерство науки и технологий Российской Федерации

125. Российское объединение информационных ресурсовнаучно-технического развития РОСИНФОРМРЕСУРС

126. ВОЛГОГРАДСКИЙ ЦЕНТР НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ1. ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТОК1. УДК 681 3 061. N51-118-041. ГРНТИ 50 41 25 67 03 03

127. Раздел НиТ Прикладное программное обеспечение

128. Компьютерная программа ОТСОБТР для расчета величины коэффициента устойчивости однородногогрунтового откоса1. Назначение новшества

129. Расчет величины коэффициента устойчивости однородного грунтового откоса, находящегося под действием трапециевидной нагрузки (внецентренно нагруженный фундамент)

130. Рекомендуемая область применения

131. Проектирование (расчет) оснований фундаментов гражданских и промышленных зданий, расположенных на откосе, проектирование откосов бортов карьеров

132. Техническая характеристика1. Отсутствует1. Описание к ИЛ № 51-118-04

133. Результат выполнения научно-исследовательской работы

134. Преимущества перед известными аналогами

135. Внедрено в учебном процессе и при выполнении проектно-конструкторскихработ

136. Результаты испытаний, внедрения

137. Технология обеспечивает получение стабильных результатов

138. Технико-экономический эффект

139. Снижается трудоемкость вычислений Получаемые результаты позволяют обоснованно увеличивать величину полезной нагрузки на основание на 10-35%

140. Сведения о государственной регистрации

141. Государственная регистрация отсутствует1. Сведения об изобретении1. Отсутствуют1. Шифр документации1. КПСОПД-2004

142. Формы и условия передачи результатов НТР

143. По прямым договорным связям Ориентировочная стоимость разработки 10000рублей1. Инновационное предложение

144. Инновационное предложение отсутствует

145. Возможность передачи за рубеж. Предложения по сотрудничеству

146. Возможна передача за рубеж продажа техдокументации1. Организация-разработчик

147. ВолгГАСУ, кафедра' Информатика и вычислительная математика"400074, г Волгоград, ул Академическая, 11. Тел (8442)96 99441. Факс (8442)96 9933

148. E-MAIL postmaster@vgasa ru1. Организация-консультант1. Волгоградский ЦНТИ400005, г Волгоград пр им В И Ленина, 84 Тел (8442)34 6719 Факс (8442) 34 2469 E-MAIL cnti@vlimkru1. Консультант

149. Никонов Владимир Федорович Тел (8442)34 6617 Факс (8442) 34 2469 E-MAIL cnti@vlimk ru1. Составитель

150. АН Богомолов дтн, профессор, ТВ Ерещенко аспирант Разрешено к публикации в БД

151. Дата поступления материала о НТР08 12 04

152. Подписано в печать 15 12 04

153. Бум офс №1 Печать офсетная Уч-издл 0 141. Тираж 80Заказ 118

154. Подразделение оперативной полиграфии Волгоградского ЦНТИ

155. ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ Научно-производственная фирма Инженерный центр «Югстрой»

156. ООО НПФ ИНЖЕНЕРНЫЙ ЦЕНТР «ЮГСТРОЙ»

157. ИИН3444 П2Ш РС40702810е00000002£аЗ 40(ш0\ г НО И ОН'\ I.

158. В ОАО «ВОЛГОДОН БАНК» БИКМ1Й0С603 )1 1ЛКИ1К К\Я,4

159. КСРРСЧЕТ 3010181сз0000ссю0£08 в 23 V. 13,23 30-47,23-8«

160. КПП 344401001 ОКПО 70602212 Ф\КГ24-А8 321. ЕГ та I ИЬсотг@мь1сот ш04»се|ггяпря2006 г А'1 14 ^на № ог

161. СПРАВКА О ВНЕДРЕНИИ результатов иа>чиглх исследований

162. Главным инженер 4 ^ В.ШТрифонов1. Исп Кашеева Т.А.