Аннотації
22.12.2025
Підбір методу розв’язання складних інженерних задач є невід’ємною частиною будь-якого розрахункового процесу, від якого значною мірою залежить точність і достовірність отриманих результатів. При цьому всі методи і підходи, навіть найбільш універсальні, мають певні межі їх раціонального застосування. В такому разі важливо означити межі та можливості використання тих чи інших методів. У даній роботі коротко розглянуто межі використання комбінованого підходу на базі методу скінченних елементів та теорії графів, а також варіанти його використання у вигляді окремого інструментарію чи в поєднанні з іншими методами для нівелювання їх недоліків або для проведення альтернативних розрахунків. Окрім цього, розглянуто можливість поєднання підходу на основі теорії графів з іншими чисельними методами. У роботі також наведено результати практичного використання даного комбінованого підходу при оцінці стійкості неоднорідного зсувонебезпечного схилу, розрахунок і аналіз напружено-деформованого стану якого проводилися з використанням напіваналітичного методу скінченних елементів в просторовій постановці задачі, а оцінка стійкості проводилася з використанням підходів теорії графів за визначеними розрахунковими перерізами. В ході розв’язання даної задачі розглядалося поетапно п’ять різних постановок від схилу в природному стані до забудованого схилу з урахуванням можливого варіанту інженерного захисту даної ділянки. Відповідно, для одного з розрахункових перерізів наведено отримані значення коефіцієнтів стійкості, форми потенційних поверхонь ковзання, у відповідності до деяких із них проведено визначення та побудову епюр зсувного тиску, що може використовуватися як вихідні дані при розміщенні і розрахунках споруд інженерного захисту.
The selection of a method for solving complex engineering problems is an integral part of any calculation process, on which the accuracy and reliability of the obtained results largely depend. At the same time, all methods and approaches, even the most universal, have certain limits of their rational application. In this case, it is important to determine the limits and possibilities of using certain methods. This paper briefly considers the limits of using a combined approach based on the finite element method and graph theory, as well as options for its use as a separate toolkit or in combination with other methods to eliminate their shortcomings or to perform alternative calculations. In addition, the possibility of combining the approach based on graph theory with other numerical methods is considered. The paper also presents the results of practical use of this combined approach in assessing the stability of a non-uniform landslide-prone slope, the calculation and analysis of the stress-strain state of which were carried out using the semi-analytical finite element method in the spatial formulation of the problem, and the stability assessment was carried out using graph theory approaches for the specified calculation sections. In the course of solving this problem, five different settings were considered in stages, from the slope in its natural state to the built-up slope, taking into account a possible option for engineering protection of this area. Accordingly, for one of the calculation sections, the obtained values of the stability coefficients and the shapes of potential sliding surfaces are given in accordance with some of them, shear pressure diagrams were determined and constructed, which can be used as initial data for the placement and calculations of engineering protection structures.
- Солодей І. І., Павленко В. М., Куліков О. П. Один із підходів до оцінки стійкості ґрунтового масиву у рамках сіткових методів // Опір матеріалів і теорія споруд: наук.-техн. збірн. - К.: КНУБА, 2024. - Вип. 113. - С. 29-36.
- Ломбардо В. Н., Грошев М. Е., Олимпиев Д. Н. Учет напряженно-деформированного состояния при расчетах устойчивости грунтовых плотин // Гидротехническое строительство, 1986. - № 7. - С. 16-18.
- Павленко В. М. Поєднання чисельних методів з підходом на основі теорії графів для оцінювання стійкості схилів // Управління розвитком складних систем. - Київ, 2025. - № 61. - С. 202 – 209, dx.doi.org\10.32347/2412-933.2025.61.202-209.
- Cundall P. A. A Computer Model for Simulating Progressive Large Scale Movements in Blocky Rock Systems // Proceedings of the Symposium of the International Society of Rock Mechanics. - Nancy, France, 1971. - 1. No. II-8.
- Dawson E., Motamed F., Nesarajah S., Roth M. Geotechnical stability analysis by strength reduction. Slope Stability 2000: Proceedings of Sessions of Geo-Denver 2000 // ASCE Geotechnical Special Publication, 2000. - №101. - pp. 99-113.
- Dawson E. M., Roth W. H., Drescher A. Slope stability analysis by strength reduction // Geotechnique, 1999. - vol. 49. №6. - pp. 835-840.
- Deng J. H., Lee C. F. Displacement Back Analysis for a Steep Slope at the Three Gorges Project Site // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2001. - 38. - pp. 259–268.
- Griffiths D. V., Lane P. A. Slope Stability Analysis by Finite Elements // Geotechnique, 1999. - 49(3). - pp. 387-403.
- Guan, Y., Liu, X., Wang, E., Wang, S. The stability analysis method of the cohesive granular slope on the basis of graph theory // Materials, 2017. - vol. 10(3). - 240 р.
- Matsui T., San K. C. Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique // Soils and Foundations, 1992. - vol. 32. - pp. 59-70.
- Sakellariou M. G., Ferentinou M. D. A Study of Slope Stability Prediction Using Neural Networks // Geotechnical and Geological Engineering, 2005. - 23. - pp. 419–445.
- Zheng, W., Zhuang, X., Tannant, D.D., Cai, Y, Nunoo, S. Unified continuum/discontinuum modeling framework for slope stability assessment // Eng. Geol., 2014. - 179. - pp. 90–101.
- Solodei I. I., Pavlenko V. M., Kulikov O. P. Odyn iz pidkhodiv do otsinky stiikosti gruntovoho masyvu u ramkakh sitkovykh metodiv (One of the approaches to assessing the stability of the soil massif within the grid methods) // Opir materialiv i teoriia sporud: nauk.-tekhn. zbirn. - K.: KNUBA, 2024. - Vyp. 113. - S. 29-36.
- Lombardo V. N., Hroshev M. E., Olympyev D. N. Uchet napriazhenno-deformyrovannoho sostoianyia pry raschetakh ustoichyvosty hruntovыkh plotyn (Taking into account the stress-strain state in calculating the stability of earth dams) // Hydrotekhnycheskoe stroytelstvo, 1986. - № 7. - S. 16-18.
- Pavlenko V. M. Poiednannia chyselnykh metodiv z pidkhodom na osnovi teorii hrafiv dlia otsiniuvannia stiikosti skhyliv (Combination of numerical methods with the approach based on graph theory in slope stability assessment) // Upravlinnia rozvytkom skladnykh system. - Kyiv, 2025. - № 61. - S. 202 – 209, dx.doi.org\10.32347/2412-933.2025.61.202-209.
- Cundall P. A. A Computer Model for Simulating Progressive Large Scale Movements in Blocky Rock Systems // Proceedings of the Symposium of the International Society of Rock Mechanics. - Nancy, France, 1971. - 1. No. II-8.
- Dawson E., Motamed F., Nesarajah S., Roth M. Geotechnical stability analysis by strength reduction. Slope Stability 2000: Proceedings of Sessions of Geo-Denver 2000 // ASCE Geotechnical Special Publication, 2000. - №101. - pp. 99-113.
- Dawson E. M., Roth W. H., Drescher A. Slope stability analysis by strength reduction // Geotechnique, 1999. - vol. 49. №6. - pp. 835-840.
- Deng J. H., Lee C. F. Displacement Back Analysis for a Steep Slope at the Three Gorges Project Site // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2001. - 38. - pp. 259–268.
- Griffiths D. V., Lane P. A. Slope Stability Analysis by Finite Elements // Geotechnique, 1999. - 49(3). - pp. 387-403.
- Guan, Y., Liu, X., Wang, E., Wang, S. The stability analysis method of the cohesive granular slope on the basis of graph theory // Materials, 2017. - vol. 10(3). - 240 р.
- Matsui T., San K. C. Finite element slope stability analysis by shear strength reduction technique // Soils and Foundations, 1992. - vol. 32. - pp. 59-70.
- Sakellariou M. G., Ferentinou M. D. A Study of Slope Stability Prediction Using Neural Networks // Geotechnical and Geological Engineering, 2005. - 23. - pp. 419–445.
- Zheng, W., Zhuang, X., Tannant, D.D., Cai, Y, Nunoo, S. Unified continuum/discontinuum modeling framework for slope stability assessment // Eng. Geol., 2014. - 179. - pp. 90–101.