Особливості створення розрахункових моделей при дослідженні напружено-деформованого стану підземних споруд

Заголовок (російською): 
Особенности создания расчетной модели при исследовании напряженно-деформированного состояния подземных сооружений
Заголовок (англійською): 
Features of the numerical simulation in research on the stress strain behavior of underground structures
Автор(и): 
Солодей І.І.
Петренко Е.Ю.
Затилюк Г.А
Автор(и) (англ): 
Solodei I.I.
Petrenko E.Yu.
Zatyliuk Gh.A.
Ключові слова (укр): 
підземна споруда, метод скінченних елементів, навантаження від ґрунтового масиву, ґрунтова модель, межі розрахункової області
Ключові слова (рус): 
подземное сооружение, метод конечных элементов, нагрузки от грунтового массива, грунтовая модель, границы расчетной области
Ключові слова (англ): 
underground structures, finite element method, loads from soil mass, material model of soil, fe-mesh dimensions
Анотація (укр): 
В статті розглянуто найбільш поширені питання, що виникають на етапів створення дискретних моделей для розрахунку напружено-деформованого стану системи «підземна споруда – ґрунтовий масив» за допомогою МСЕ.
Анотація (рус): 
В статье рассмотрены наиболее распространенные вопросы, возникающие на этапе создания дискретных моделей для расчета напряженно-деформированного состояния системы «подземное сооружение - грунтовый массив» с помощью МКЭ.
Анотація (англ): 
In our time, widely use numerical calculations methods, the leading place among which is the finite element method (FEM). The necessity of using numerical methods in calculating underground structures is caused by complexity and the inability to perform analytical calculation because of such factors: сomposite build configuration, structural diagram of constructions, anisotropy of materials, differential subsidence, multistage construction, etc. The article considers the most common questions, which arise at the stage of discrete modelling for calculation of the stress strain behavior of system "underground development - a soil mass" by use of FEM, such as: Measuring and pattern of distribution dead loads from soil mass. At great depth underground pressure generally does not depend on depth of construction, that give a problem. Choosing a material model. The credibility of research results depends on selected mathematical model of the soil. Simple models give blunder and complex models require more conditions that need to be determined qualitatively using special purpose equipment. Choosing FE-mesh dimensions. Differing approaches to problem solving impact differently on the distribution of stress strain behavior in constructions and the soil mass. Also, the article deals questions of dimensioning mesh coarseness, selecting boundary conditions, the setting of interfaces, etc. Problem solution requires a thorough understanding of the mathematical methods and the physical phenomena that are modelled, taking into account the diversity of natural and production factors.
Публікатор: 
Київський національний університет будівництва і архітектури
Назва журналу, номер, рік випуску (укр): 
Опір матеріалів і теорія споруд, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (рус): 
Сопротивление материалов и теория сооружений, 2019, номер 102
Назва журналу, номер, рік випуску (англ): 
Strength of Materials and Theory of Structures, 2019, number 102
Мова статті: 
Українська
Формат документа: 
application/pdf
Документ: 
15-102.pdf
Дата публікації: 
19 June 2019
Номер збірника: 
102
Університет автора: 
Київський національний університет будівництва і архітектури, Київ
Литература: 
1.     Борщ-Компониец В.И. Практическая механика горных пород –Москва: Горная книга, 2013. – 322с.2.     Егоров П. В. Геомеханика / П.В. Егоров, Г.Г. Штумпф, А.А. Ренев та ін. – Кемерово: Кемвузиздат, 2001. – 276 с.3.     Петренко В.Д. Обзор аналитических и экспериментальных методов исследования взаимодействия массива и крепи / В.Д. Петренко, А.Л. Тютькин, В.И. Петренко. // Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. – 2012. – №1. – С. 75–81.4.     Солодей І.І. Визначення навантажень від масиву грунтових сипучих порід при проектуванні підземних споруд / І.І. Солодей, Г.А. Затилюк. // Опір матеріалів і теорія споруд. – 2016. – №97. – С. 145–154.5.     Данг Ван Чыонг. Изменение напряженно-деформированного состояния системы «грунтовый массив – тоннель» в зависимости от глубины заложения тоннеля / Данг Ван Чыонг // Вестник МАДИ.– 2015. – вып. 4 (43). – С.89-946.     Кудашева М.И. Cравнение модели Мора-Кулона и модели упрочняющегося грунта в программном комплексе Plaxis [Електронний ресурс] / М.И. Кудашева, С.В. Калошина // Строительство и архитектура. Опыт и современные технологии. – 2017. – Режим доступу до ресурсу: http://sbornikstf.pstu.ru/council/?n=9.7.     Юдина И.М. К вопросу о выборе расчетной модели для прогнозирования напряженно-деформированного состояния грунтов при устройстве котлованов / И.М. Юдина, А.Н. Климов. // Вестник МГСУ. – 2008. – №2. – С. 145–149.8.     Строкова Л.А. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов / Л.А. Строкова. // Известия Томского политехнического университета. – 2008. – №1. – С. 69–74.9.     Безгодов М. А. Выбор модели грунта при численном моделировании влияния разработки глубоких котлованов на существующую застройку / М.А. Безгодов, С.В. Калошина. //Вестник ПНИПУ. Урбанистика. - 2012. - № 2(6). - С. 17-27.10.  Голубев А.И. Выбор модели грунта и её параметров в расчётах геотехнических объектов / А.И. Голубев, А.В. Селецкий//Труды международной конференции по геотехнике "Геотехнические проблемы мегаполисов (GEOMOS 2010).– 2010. – том 4. – C. 1727-1732.11.  Бережной Д.В. Моделирование деформирования обделки тоннеля метрополитена, расположенной в грунте сложной физической природы / Д.В. Бережной, М.К. Сагдатуллин, Л.У. Султанов. // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – №9. – С. 250–255.12.  Петров Д.Н. Численное моделирование напряженного состояния в обделке колонных станций без боковых платформ/ Д.Н. Петров, П.А.Деменков, Д.А. Потемкин. // Записки Горного института. – 2010. – т.185. – С. 166-170.13.  Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах. / Н.С. Булычев – М.:Недра,1989. – 270 с.14.  Городецкий А.С. Компьютерные модели конструкций / А.С. Городецкий, И.Д. Евзеров. – Киев: Факт, 2005. – 344 с.15.  Бирбраер А.Н. Расчет конструкции на сейсмостойкость/ А.Н. Бирбраер. – С.-Пб.: Наука, 1998. – 255 с.16.  Деменков П.А. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния обделок перегонных тоннелей в зоне их взаимного влияния/ П.А. Деменков. // Записки Горного института. – 2010. – т.172. – С. 24-28.17.  Möller S. Tunnel in duced settlement sandstructural forces in linings: dissertation/Sven Möller – (Institut für Geotechnik) Universität Stuttgart, 2006. – 174 с.18.  Рябков С.В. Опыт применения программного комплекса Plaxis 3D отделом проектирования тоннельных строительных конструкций /C.В. Рябков, H.А. Соловьев. // Метро и тоннели. – 2016. – №9. – C. 53–55.
References: 
1.     Borshch-Komponiets V.I. Prakticheskaia mekhanika hornykh porod (Practical mechanics of rocks) – Moskva: Hornaia kniha, 2013. – 322 p.2.     Ehorov P.V.Heomekhanika (Geomechanics) / P. V.Ehorov, H. H. Shtumpf, A. A. Renevtain. – Kemerovo: Kemvuzizdat, 2001. – 276 p.3.     Petrenko V.D. Obzor analiticheskikh i eksperimentalnykh metodov issledovaniia vzaimodeistviia massiva i krepi (An overview of analytical and experimental methods for studying the interaction of the array and the support) / V.D. Petrenko, A.L. Tiutkin, V.I. Petrenko. // Mosti ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktika. – 2012. – №1. – P. 75–81.4.     Solodei I.I. Viznachennia navantazhen vid masivu hruntovikh sipuchikh porid pri proektuvanni pidzemnikh sporud (Determination of loads from array of runningsoil when designing underground structures)/ I.I. Solodei, H.A. Zatiliuk. // Opir materialiv i teoriia sporud. – 2016. – №97. – P. 145–154.5.     Danh Van Chyonh. Izmenenie napriazhenno-deformirovannoho sostoianiia sistemy «hruntovyi massiv – tonnel» v zavisimosti ot hlubiny zalozheniia tonnelia (Change in the stress-strain state of the system "soilmassif - tunnel" depending on the depth of the tunnel)/ Danh Van Chyonh // Vestnik MADI. – 2015. – vyp. 4 (43). – P. 89-946.     Kudasheva M.I. Sravnenie modeli Mora-Kulona i modeli uprochniaiushchehosia hrunta v prohrammnom komplekse Plaxis [Elektronniiresurs] (Comparison of the Mora-Coulomb model and the hardening soil model in the Plaxis software package)/ M.I. Kudasheva, S.V. Kaloshina // Stroitelstvo i arkhitektura. Opyt i sovremennye tekhnolohii. – 2017. – http://sbornikstf.pstu.ru/council/?n=9.7.     Yudina I.M. K voprosu o vybore raschetnoi modeli dlia prohnozirovaniia napriazhenno-deformirovannoho sostoianiia hruntov pri ustroistve kotlovanov (On the issue of choosing a computational model for predicting the stress-strain state of soils during the construction of trenches) / I.M. Yudina, A.N. Klimov. //Vestnik MHSU. – 2008. – №2. – P. 145–149.8.     Strokova L.A. Opredelenie parametrov dlia chislennoho modelirovaniia povedeniia hruntov (Determination of parameters for numerical simulation of soil behavior) / L.A. Strokova // Izvestiia Tomskoho politekhnicheskoho universiteta. – 2008. – №1. – P. 69–74.9.     Bezghodov M.A. Vybor modeli hrunta pri chislennom modelirovanii vliianiia razrabotki hlubokikh kotlovanov na sushchestvuiushchuiu zastroiku (Choosing a soil model for numerical simulation of the influence of deep excavation on the existing building) / M.A. Bezghodov, S.V. Kaloshina. // Vestnik PNIPU. Urbanistika. - 2012. - № 2(6). - P. 17-27.10.  Holubev A.I. Vyibor modeli grunta i eyo parametrov v raschyotah geotehnicheskih ob'ektov (The choice of soil model and its parameters in the calculation of geotechnical objects) / A.I. Holubev A.V. Seletskii // Trudy mezhdunarodnoi konferentsii po heotekhnike "Heotekhnicheskie problemy mehapolisov (GEOMOS 2010). – 2010. – tom 4. – P. 1727-1732.11.  Berezhnoi D.V. Modelirovanie deformirovaniia obdelki tonnelia metropolitena, raspolozhennoi v hrunte slozhnoi fizicheskoi prirody (Modeling the deformation of the lining of the tunnel of the subway, located in the ground of a complex physical nature) / D.V. Berezhnoi, M.K. Sahdatullin, L.U. Sultanov. // Vestnik Kazanskoho tekhnolohicheskoho universiteta. – 2013. – №9. – P. 250–255.12.  Petrov D.N. Chislennoe modelirovanie napriazhennoho sostoianiia v obdelke kolonnykh stantsii bez bokovykh platform (Numerical modeling of the stress state in the lining of columnar stations without sideplatforms)/ D.N. Petrov, P.A. Demenkov, D.A. Potemkin. // Zapiski Hornoho instituta. – 2010. – t.185. – P. 166-170.13.  Bulychev N.S. Mekhanika podzemnykh sooruzhenii v primerakh i zadachakh. / N.S. Bulychev – M.: Nedra,1989. – 270 p.14.  Horodetskii A.S. Kompiuternye modeli konstruktsii (Computer models of constructions)/ A.S. Horodetskii, I.D. Evzerov. – Kiev: Fakt, 2005. – 344 p.15.  Birbraer A.N. Raschet konstruktsii na seismostoikost (Design calculation for earthquake resistance)/ A.N. Birbraer. – SPb.: Nauka, 1998. – 255 p.16.  Demenkov P.A. Chislennoe modelirovanie napriazhenno-deformirovannoho sostoianiia obdelok perehonnykh tonnelei v zone ikh vzaimnoho vliianiia (Numerical modeling of the stress-strain state of lining of distillation tunnels in the zone of the irmutual influence)/ P.A. Demenkov. // Zapiski Hornoho instituta. – 2008. – t.172. – P. 24-28.17.  Möller S. Tunnel in duced settlement sandstructural forces in linings: dissertation/Sven Möller – (Institut für Geotechnik) UniversitätStuttgart, 2006. – 174 p.18.  Riabkov S.V. Opyt primeneniia prohrammnoho kompleksa Plaxis 3D otdelom proektirovaniia tonnelnykh stroitelnykh konstruktsii (Experience in the application of the software complex Plaxis 3D by the department of designing tunnel building structures) / C.V. Riabkov, H.A. Solovev. // Metro i tonneli. – 2016. – №9. – p. 53–55.es New Roman"'>  Рябков С.В. Опыт применения программного комплекса Plaxis 3D отделом проектирования тоннельных строительных конструкций /C.В. Рябков, H.А. Соловьев. // Метро и тоннели. – 2016. – №9. – C. 53–55.